单片机电子称课程设计

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电子秤课程设计实验报告

电子秤课程设计实验报告
≥2000(100VDC)
蠕变(%F.S/3min)
0.05
推荐激励电压(V)
3~12
零点漂移(%F.S/1min)
0.05
工作温度范围 (℃)
-10~+50
零点温度漂移(%F.S/10℃)
0.2
过载能力(%F.S)
150
由于其激励电压越高,准确度越高的特性,本次设计使用10V电源供电。
2.2信号放大电路的设计与选择
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换不受外界决定
ADC_InitStructure.n_Right; //右对齐
c.单片机数据处理及控制电路,包括矩阵键盘,OLED屏幕等。
d.双电源供电及变压电路。
1.2.2 基本工作原理及原理框图
图一:基本硬件系统结构图
全桥电阻应变式传感器输入电压,当标准重物放置在传感器之上时,电阻值发生改变,使加载到全桥电路上的输出电压发生变化,变化范围约为3mV到10mV运用AD620N仪表放大电路将微弱模拟信号放大,并经过LM358搭建的电压跟随器电路滤波。送至STM32单片机中进行A/D模数转换,将模拟信号转变成单片机能够识别的数字信号,并且利用单片机控制整个电路的同时,处理数字信号,并且控制在OLED中显示实时结果。
量程(kg)
3kg
综合误差(%F.S)
0.05
额定输出温度飘移(%F.S/10℃)
≤0.15
灵敏度(mv/v)
1.0±0.1

基于单片机体重秤的设计

基于单片机体重秤的设计

单片机应用技术课程设计设计题目:基于单片机的体重秤设计院(系):电子与电气工程学院时间:2021年12月6日至2021年12月10日说明1.课程设计进行期间,学生应按教学计划、每天的学习情况(包括学习内容、遇到问题及解决办法、心得体会等)如实进行记录。

2.结束时,根据课程设计内容和学习记录编写课程设计说明书。

3.指导教师应综合考虑学生的学习态度、设计质量、答辩情况等,给出成绩。

郑州科技学院单片机应用技术课程设计任务书一、设计题目基于单片机的体重秤设计二、设计任务与要求(1)系统可实现体重秤的基本称重功能(称重范围0~100kg、重量误差不大于±0.001kg)(2)用LED 液晶显示屏显示被称物体的重量。

(3)系统超出最大测量范围时会出现自动报警指示功能。

(LED红灯闪烁报警提示、LCD会显示超重提示标语)三、参考文献[1]吴静进,何尚平,万彬. MCS-51单片机原理与应用[M].重庆大学出版社:201901.294.[2]周伟,林凡强. 单片微机原理及应用[M].重庆大学出版社:201808.263.[3]付丽辉,杨玉东,徐大华,皇甫立群. 单片机原理及应用实训教程[M].南京大学出版社:21世纪应用型本科院校规划教材, 201707.199.[4]刘爱荣,王双岭,李景丽,韩晓燕,刘秀敏,李立凯. 51单片机应用技术(C语言版)[M].重庆大学出版社:自动化专业本科系列规划教材, 201505.336.[5]邓胡滨,陈梅,周洁,黄德昌. 单片机原理及应用技术[M].人民邮电出版社:201412.342.四、设计时间2021 年11 月15日至2021 年11月19 日指导教师签名:2021 年11 月12 日目录1 课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务与要求 (1)3 设计方案与论证 (2)4设计原理 (3)4.1 总体原理图 (3)4.2 系统方框图 (3)5 硬件电路设计 (4)5.1复为电路 (4)5.2 传感器电路 (4)5.3 液晶驱动电路设计 (5)5.4 键盘电路设计 (5)5.5 EEPROM外围电路设计 (6)5.6电池低电压检测电路 (6)5.7 AD外围电路设计 (7)5.8声音提示模块 (8)6 系统软件设计 (9)6.1LCD驱动子程序的设计 (9)6.2 AD子程序的设计 (11)7 系统调试 (12)8 总结 (12)参考文献 (14)附录1:总体电路原理图 (15)附录2:元器件清单 (16)附录3 :程序源代码 (17)1 课程设计的目的目前,随着社会的发展、生活水平不断提高,人们越来越关注自己的身体健康。

基于单片机的电子秤设计课程设计

基于单片机的电子秤设计课程设计

百度文库- 好好学习,天天向上传感课程设计报告基于单片机的电子秤设计目录目录 (1)摘要 (1)关键字:电子秤、应变片、A/D转换器,显示电路 (1)一、系统整体描述 (1)二、系统模块设计 (2)电阻应变式传感器的组成以及原理 (2)直流差动电桥检测电路 (3)放大电路 (5)A/D转换 (7)单片机系统 (7)三、数据处理及程序的设计 (9)数据处理及程序的设计 (9)参数整定 (10)测量数据及误差分析 (10)曲线拟合及参数整定 (10)显示子程序的设计 (13)总结 (13)参考文献 (14)附录1程序 (15)摘要本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用C语言进行软件设计,硬件则以半桥传感器为主,测量0~500g电子秤,随时可改变上限阈值,本课程设计的电子秤以单片机为主要部件,利用差动半桥测量原理,通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲(V)改为重量纲(g)即成为一台原始电子秤。

其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种。

芯片HX711-BF的A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果。

关键字:电子秤、应变片、A/D转换器,显示电路一、系统整体描述系统由敏感元件、电桥测量电路、放大电路、模数转换电路、单片机最小系统、显示电路构成。

敏感元件产生物理量变化,由测量电路将信号转换为电信号,并放大输出。

通过模数转换后将信号输入单片机中,经过处理后由显示电路显示。

二、系统模块设计电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力,通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。

由电阻应变片和测量线路两部分组成。

常用的电阻应变片有两种:电阻丝应变片和半导体应变片,本设计中采用的是电阻丝应变片,为获得高电阻值,电阻丝排成网状,并贴在绝缘的基片上,电阻丝两端引出导线,线栅上面粘有覆盖层,起保护作用。

单片机课程设计摘要

单片机课程设计摘要

单片机课程设计摘要一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本概念、结构组成及其工作原理。

2. 使学生掌握单片机编程的基础知识,如指令系统、寻址方式等。

3. 帮助学生掌握单片机外围电路的设计和应用,如传感器、执行器的接入。

技能目标:1. 培养学生运用单片机解决实际问题的能力,如设计简单的自动控制系统。

2. 培养学生进行单片机程序设计和调试的能力,提高编程技巧。

3. 提高学生的动手实践能力,能够独立完成单片机实验和课程设计。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术的兴趣和热情,激发学生继续深入学习相关领域知识的动力。

2. 培养学生的团队合作意识,使学生能够在课程设计和实践中相互协作,共同解决问题。

3. 引导学生认识到单片机技术在日常生活和国家发展中的重要作用,增强学生的社会责任感和使命感。

课程性质分析:本课程为电子技术相关专业的单片机原理与应用课程,旨在让学生掌握单片机的基础知识和应用技能,培养学生在电子技术领域的实际操作能力。

学生特点分析:学生为高中年级,已具备一定的电子技术基础和编程能力,对新技术和新知识充满好奇心,动手实践欲望较强。

教学要求:1. 结合实际应用,注重理论与实践相结合,提高学生的综合运用能力。

2. 采用任务驱动法,引导学生主动参与课程设计和实践,提高学生的自主学习能力。

3. 注重个体差异,因材施教,使每个学生都能在课程中取得进步。

二、教学内容1. 单片机基础知识:- 单片机概述、发展历程和分类- 单片机内部结构、工作原理及性能参数- 教材章节:第一章 单片机概述2. 单片机编程基础:- 指令系统、寻址方式及汇编语言- 程序设计方法、流程控制语句及子程序设计- 教材章节:第二章 单片机编程基础3. 单片机外围电路设计:- 常用传感器、执行器的原理及应用- 单片机与外围电路的接口设计- 教材章节:第三章 单片机外围电路设计4. 单片机应用实例:- 简单自动控制系统设计- 基于单片机的智能产品设计- 教材章节:第四章 单片机应用实例5. 实践教学环节:- 单片机编程与调试技巧- 单片机课程设计与实践- 教材章节:第五章 实践教学环节教学进度安排:1. 第1-2周:单片机基础知识学习2. 第3-4周:单片机编程基础学习3. 第5-6周:单片机外围电路设计学习4. 第7-8周:单片机应用实例分析与实践5. 第9-10周:课程设计、调试与总结教学内容科学性、系统性强,结合实践环节,使学生在掌握单片机基础知识和应用技能的同时,培养实际操作能力。

C52单片机电子时钟电路设计 课程设计

C52单片机电子时钟电路设计 课程设计

C52单片机电子时钟电路设计课程设计单片机原理及应用课程设计题目: C52单片机电子时钟电路设计姓名: 陶鹏鹏专业: 电子科学与技术班级: 121班指导教高海涛师:安徽科技学院数理学院目录1、基于单片机的电子时钟电路设计.........1.1设计任务与要求...................1.1.1设计目的:.................1.1.2设计要求:.................1.2方案设计 ........................2、单片机应用系统简介...................2.1AT89C52单片机的功能结构..........2.2单片机的引脚定义及功能...........2.3 定时/计数器....................2.3.1定时/计数器结构............2.3.2工作原理...................2.4键盘接口技术 ....................2.5复位操作 ........................2.6 显示控制模块....................3、硬件电路设计.........................3.1电子时钟的电路图.................3.2单元电路设计 ....................3.2.1晶振、复位电路模块.........3.2.2键盘控制模块...............3.2.3蜂鸣器电路模块.............3.2.4显示器电路模块.............4、软件设计.............................4.1系统主程序设计...................4.2主程序清单 ......................4.3系统仿真与调试...................5、结论与心得...........................摘要电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。

单片机电子时钟课程设计实验报告(1)

单片机电子时钟课程设计实验报告(1)

单片机电子时钟课程设计实验报告(1)单片机电子时钟课程设计实验报告一、实验内容本次实验的主要内容是使用单片机设计一个电子时钟,通过编程控制单片机,实现时钟的显示、报时、闹钟等功能。

二、实验步骤1.硬件设计根据实验要求,搭建电子时钟的硬件电路,包括单片机、时钟模块、显示模块、按键模块等。

2.软件设计通过C语言编写单片机程序,用于实现时钟功能。

3.程序实现(1)时钟显示功能通过读取时钟模块的时间信息,在显示模块上显示当前时间。

(2)报时功能设置定时器,在每个整点时,通过发出对应的蜂鸣声,提示时间到达整点。

(3)闹钟功能设置闹钟时间和闹铃时间,在闹钟时间到达时,发出提示蜂鸣,并在屏幕上显示“闹钟时间到了”。

(4)时间设置功能通过按键模块实现时间的设置,包括设置小时数、分钟数、秒数等。

(5)年月日设置功能通过按键模块实现年月日的设置,包括设置年份、月份、日期等。

三、实验结果经过调试,电子时钟的各项功能都能够正常实现。

在运行过程中,时钟能够准确、稳定地显示当前时间,并在整点时提示时间到达整点。

在设定的闹铃时间到达时,能够发出提示蜂鸣,并在屏幕上显示“闹钟时间到了”。

同时,在需要设置时间和年月日信息时,也能够通过按键进行相应的设置操作。

四、实验感悟通过本次实验,我深刻体会到了单片机在电子设备中的广泛应用以及C 语言在程序设计中的重要性。

通过实验,我不仅掌握了单片机的硬件设计与编程技术,还学会了在设计电子设备时,应重视系统的稳定性与可靠性,并善于寻找调试过程中的问题并解决。

在今后的学习和工作中,我将继续加强对单片机及其应用的学习与掌握,努力提升自己的实践能力,为未来的科研与工作做好充分准备。

51单片机电子时钟课程设计实验报告

51单片机电子时钟课程设计实验报告

《单片机原理与应用》课程设计总结报告题目:单片机电子时钟(带秒表)的设计目录1.题目与主要功能要求 (2)2.整体设计框图及整机概述 (3)3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3)4.软件流程图和流程说明 (4)5.总结设计及调试的体会 (10)附录1.图一:系统电路原理图 (11)2.图二:系统电路PCB (12)3.表一:元器件清单 (13)4.时钟程序源码 (14)题目:单片机电子时钟的设计与实现课程设计的目的和意义课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。

培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。

让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高,为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。

课程设计的基本任务利用89C51单片机最小系统,综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识,设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。

主要功能要求最基本要求1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。

要求具有6位LED显示、3个按键输入。

2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真(注意位驱动应能提供足够的电流)。

3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位),采用24小时标准计时制。

开始计时时为000000,到235959后又变成000000。

4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。

每按一次键,对应的显示值便加1。

分、秒加到59后再按键即变为00;小时加到23后再按键即变为00。

在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00,但小时不发生改变)。

5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器,采用定时中断结构,不得使用软件延时法,也不得使用其他时钟芯片。

6)设计八段数码管显示电路并编写驱动程序,输入并调试拆字程序和数码显示程序。

单片机课设设计论文:基于STC89C51单片机的简易电子琴设计

单片机课设设计论文:基于STC89C51单片机的简易电子琴设计

单片机课程设计论文题目:基于单片机的简易电子琴设计学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化姓名: ### ### ###指导教师:完成日期: 2012-12-27目录摘要 (1)绪论 (2)1方案论证 (3)1.1原理图 (3)1.2主体方案 (3)1.3系统方案设计绍 (4)1.3.STC89C51简介 (5)1.3.1单片机工作原理 (8)1.3.2数码管 (13)2实现过程 (14)2.1.1 程序设计内容 (14)2.1.2 I/O并行口直接驱动LED显示 (14)2.2 音乐产生的方法 (15)2.2.1 原理 (15)2.2.2 程序框图 (16)3全文总结 (17)3.1结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.电路原理图 (20)2.程序框图 (21)3.系统流程图 (22)4.语言源程序 (23)摘要在现代各种生活中,电子琴作为一种音乐型玩具,广泛用于与人们的日常生活中。

市场上有各种各样的电子琴。

特别是日本产的,音质优美,它是有专门的音乐控制芯片制造的。

由于其价格较贵,无法大面积普及,且功能单一。

用89c51作为主控中心,研制一种简易的微型电子琴,尽可能地体现较好的音质来,是一种可做的尝试。

以单片机为核心设计的简易电子琴系统,由按键扫描电路、声音产生驱动电路、复位电路、等模块组成的,是一种比较实用、廉价的电子玩具。

本论文所设计的简易电子琴,它分为两大部分,硬件电路的设计和软件的设计。

硬件电路的设计以AT89S51单片机为控制主板,辅以外围的扩展设备蜂鸣器、矩阵键盘、共阳数码管,形成一个可被控制的显示系统。

软件设计通过控制单片机内部的定时器T0来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音节的声音.再利用延迟来控制发音时间的长短,即可控制音调中的节拍.把乐谱中的音符对应的频率转换为定时常数,把相应的节拍变换为定时常数,然后作成表格存放在储存器中,由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用以控制定时器产生方波的频率和该频率方波的持续时间.当延迟常数到时,再查下一个音符的定时常数和延迟常数.依次进行下去,就可演奏悦耳动听的音乐.主要实现 1》能够发出1.2.3.4.5.6.7等七个音符。

C51单片机LCD电子时钟课程设计

C51单片机LCD电子时钟课程设计
键盘控制零碎设计:
按键须要4个,分别实现为时间调整、时间的加、时间的减、闹钟调整四个功能.用单片机的4个I/O口接收控制旌旗灯号,其电路如图所示:
按键调时电路
通过控制键来控制所要调节的是时、分、还是秒.在控制键按下后LCD中会在响应的地位出现光标,这时候在通过加数键或减数键来控制时分秒的加或减.在调闹钟键按下后LCD中也会在响应的地位出现光标,这时候也通过加数键或减数键来设置闹钟.
显示电路
三 、软件设计
软件设计是本次设计中不成缺少的环节,是本次设计能够完成的最次要的环节之一.在完成了硬件电路的设计以后,根据零碎设计请求和硬件电路开始零碎软件部分的设计.本零碎软件设计包含:主程序、零碎初始化子程序、延时间断子程序、时间设置子程序.首进步前辈行模块设计,最初进行各模块的整合以完成全部软件零碎.
4.1 测试方法7
4.2 测试结果7
4.3 结果分析8
五、源程序8
一、设计任务请求分析
本设计要实现的功能是:实时显示当前的时钟,而且可以设定闹铃,以蜂鸣器鸣响5秒的方式作为闹铃.
按照零碎的设计功能所请求的,液晶显示电子时钟道理图如图所示.
液晶显示电子时钟道理图
本零碎以AT89C51单片机为核心,该单片机可把数据进行处理,从而把数据传输到显示模块LCD1602液晶显示器,实现时间及日期的显示.以LCD液晶显示器为显示模块,把单片机传来的数据显示出来,而且显示多样化,还可以对时间和日期进行设置,次要靠按键来实现.
sbit k1=P3^0; //定义调时键的io口
sbit k2=P3^1; //定义加数键的io口
sbit k3=P3^2; //定义减数键的io口
sbit k4=P3^3; //定义调闹钟键的io口

51单片机电子时钟课程设计

51单片机电子时钟课程设计

一、设计要求1、准确计时,以数字形式显示时、分、秒地时间.2、小时以24小时计时形式,分秒计时为60进位.3、校正时间功能,即能随意设定走时时间.4、闹钟功能,一旦走时到该时间,能以声或光地形式告警提示.5、设计5V直流电源,系统时钟电路、复位电路.6、能指示秒节奏,即秒提示.7、可采用交直流供电电源,且能自动切换.二、设计方案和论证本次设计时钟电路,使用了ATC89C51单片机芯片控制电路,单片机控制电路简单且省去了很多复杂地线路,使得电路简明易懂,使用键盘键上地按键来调整时钟地时、分、秒,用一扬声器来进行定时提醒,同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示,使得编程变得更容易,这样通过四个模块:键盘、芯片、扬声器、LED显示即可满足设计要求. 2.1、总设计原理框图如下图所示:2.2、设计方案地选择1.计时方案方案1:采用实时时钟芯片现在市场上有很多实时时钟集成电路,如DS1287、DS12887、DS1302等.这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据地更新每秒自动进行一次,不需要程序干预.因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能.方案2:使用单片机内部地可编程定时器.利用单片机内部地定时计数器进行中端定时,配合软件延时实现时、分、秒地计时.该方案节省硬件成本,但程序设计较为复杂.2.显示方案对于实时时钟而言,显示显然是另一个重要地环节.通常LED显示有两种方式:动态显示和静态显示.静态显示地优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU地开销小,节约CPU地工作时间.但占有I/O口线多,每一个LED都要占有一个I/O口,硬件开销大,电路复杂.需要几个LED就必须占有几个并行口,比较适用于LED数量较少地场合.当然当LED数量较多地时候,可以使用单片机地串行口通过移位寄存器地方式加以解决,但程序编写比较麻烦.LED动态显示硬件连接简单,但动态扫描地显示方式需要占有CPU较多地时间,在单片机没有太多实时测控任务地情况下可以采用.本系统需要采用6位LED数码管来分别显示时、分、秒,因数码管个数较多,故本系统选择动态显示方式.2.3硬件部分1、STC89C51单片机介绍STC89C51单片机是由深圳宏晶公司代理销售地一款MCU,是由美国设计生产地一种低电压、高性能CMOS 8位单片机,片内含8kbytes地可反复写地FlashROM和128bytes地RAM,2个16位定时计数器[5].STC89C51单片机内部主要包括累加器ACC(有时也简称为A)、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、寄存器、并行I/O接口P0~P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等.这些部件通过内部总线联接起来,构成一个完整地微型计算机.其管脚图如图所示.STC89C51单片机管脚结构图VCC:电源.GND:接地.P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流.当P1口地管脚第一次写1时,被定义为高阻输入.P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址地第八位.在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高.P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻地8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流.P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉地缘故.在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收.P2口:P2口为一个内部上拉电阻地8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入.并因此作为输入时,P2口地管脚被外部拉低,将输出电流.这是由于内部上拉地缘故.P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址地高八位.在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器地内容.P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号.P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻地双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入.作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉地缘故.P3口也可作为AT89C51地一些特殊功能口,如下表所示:口管脚备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.RST:复位输入.当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期地高电平时间.ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许地输出电平用于锁存地址地地位字节.在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲.在平时,ALE 端以不变地频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率地1/6.因此它可用作对外部输出地脉冲或用于定时目地.然而要注意地是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲.如想禁止ALE地输出可在SFR8EH地址上置0.此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用.另外,该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效.PSEN:外部程序存储器地选通信号.在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效.但在访问外部数据存储器时,这两次有效地/PSEN信号将不出现.EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器.注意加密方式1时, /EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器.在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP).2、上电按钮复位电路本设计采用上电按钮复位电路:首先经过上电复位,当按下按键时,RST直接与VCC相连,为高电平形成复位,同时电解电容被电路放电;按键松开时,VCC对电容充电,充电电流在电阻上,RST依然为高电平,仍然是复位,充电完成后,电容相当于开路,RST为低电平,单片机芯片正常工作.其中电阻R2决定了电容充电地时间,R2越大则充电时间长,复位信号从VCC回落到0V地时间也长.3、晶振电路本设计晶振电路采用12M地晶振.晶振地作用是给单片机正常工作提供稳定地时钟信号.单片机地晶振并不是只能用12M,只要不超过20M就行,在准许地范围内,晶振越大,单片机运行越快,还有用12M地就是好算时间,因为一个机器周期为1/12时钟周期,所以这样用12M地话,一个时钟周期为12us,那么定时器计一次数就是1us了,电容范围在20-40pF之间,这里连接地是30pF地电容.机器周期=10*晶振周期=12*系统时钟周期4.下载端口设计用到地STC89C52单片机芯片地ISP下载线是通过单片机地TXD,RXD引脚把程序烧进去地.管脚TXD和RXD用于异步串行通信.其实STC89C52单片机地ISP下载线就是一个max232芯片连接STC和计算机地串行通信口.计算机把程序从九针串口送到max232芯片,电平转换后送进单片机地串行口,也就是TXD和RXD.然后单片机地串行模块把数据送到程序区.5、显示电路就时钟而言,通常可采用液晶显示或数码管显示.由于一般地段式液晶屏,需要专门地驱动电路,而且液晶显示作为一种被动显示,可视性相对较差;对于具有驱动电路和微处理器接口地液晶显示模块(字符或点阵),一般多采用并行接口,对微处理器地接口要求较高,占用资源多.另外,89C2051本身无专门地液晶驱动接口,因此,本时钟采用数码管显示方式.数码管作为一种主动显示器件,具有亮度高、价格便宜等优点,而且市场上也有专门地时钟显示组合数码管.对于实时时钟而言,显示显然是另一个重要地环节.通常LED显示有两种方式:动态显示和静态显示.静态显示地优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU地开销小,节约CPU地工作时间.但占有I/O口线多,每一个LED都要占有一个I/O口,硬件开销大,电路复杂.需要几个LED就必须占有几个并行口,比较适用于LED数量较少地场合.当然当LED数量较多地时候,可以使用单片机地串行口通过移位寄存器地方式加以解决,但程序编写比较麻烦.LED动态显示硬件连接简单,但动态扫描地显示方式需要占有CPU较多地时间,在单片机没有太多实时测控任务地情况下可以采用.本系统需要采用6位LED数码管来分别显示时、分、秒,因数码管个数较多,故本系统选择动态显示方式.6、时钟显示校正电路本设计利用按键开关来校正时钟显示地数字.当按钮按下时,将在相应地端口输入一个低电平,通过相应地程序来改变时钟显示.其中S1按键开关用来选择要修改地数字;S2按键用来增加所选数字地数值;S3按键用来减少所选数字地数值.7、蜂鸣器电路电路接法:三极管选定PNP型,基极B连接5V电压,发射极E连接一个1K左右地电阻后接I/O口,集电极C连接蜂鸣器后接地.单片机在复位后地个I/O口是高电平,此时三极管是截止地,编写程序使选定地I/O为低电平,此时三极管导通,导通后蜂鸣器与电源正极连通,构成一个工作回路,从而发出滴滴地响声.其中电阻R1在电路里起分压限流地作用,PNP三极管起到模拟开关地作用.8、外接电源电路外接电源电路用于连接外部5V电源与电子时钟电路,通过自锁开关控制电路地导通与断开,当开关闭合时,电路导通,外部电源给电路正常供电,电子时钟正常工作.当开关断开时,电路停止工作.9、总电路原理图(五)软件部分根据上述电子时钟地工作流程,软件设计可分为以下几个功能模块:(1)主程序模块.主程序主要用于系统初始化:设置计时缓冲区地位置及初值,设置8155地工作方式、定时器地工作方式和计数初值等参数.主程序流程如下图所示.开始定义堆栈区8155、T0、数据缓冲区、标志位初始化调用键盘扫描程序否是C/R键?地址指针指向计时缓冲区主程序流程图(2)计时模块.即定时器0中断子程序,完成刷新计时缓冲区地功能.系统使用6MHz地晶振,假设定时器0工作在方式1,则定时器地最大定时时间为65.536ms,这个值远远小于1s.因此本系统采用定时器与软件循环相结合地定时方法.设定时器0工作在方式1,每隔50ms溢出中断一次,则循环中断20次延时时间是1s,上述过程重复60次为1分,分计时60次为1小时,小时计时24次则时间重新回到00:00:00.因定时器0工作在方式1,则50ms定时对应地定时器初值为:65536-50ms/2us=40536=9E58H,即TH0=9EH,TH0=58H.但应当指出:CPU从响应T0中断到完成定时器初值重装这段时间,定时器T0并不停止工作,而是继续计数.因此,为了确保T0能准确定时50ms,重装地定时器初值必须加以修正,修正地定时器初值必须考虑到从原定时器初值中扣除计数器多计地脉冲个数.由于定时器计数脉冲地周期恰好和机器周期吻合,因此修正量等于CPU从响应中断到重装完TL0为止所用地机器周期数.CPU响应中断通常要3~8个机器周期.经过测试,定时器0重装地计数初值设为9E5FH~9E67H,可以满足精度要求.另外,MCS-51单片机只有二进制加法指令,而时间是按十进制递增,因此用加法指令后必须进行二-十进制转换.计时模块流程图如下图所示.计时模块流程图(3)时间设置模块.该模块由键盘输入相应地数据来设置当前时间.程序通过调用一个键盘设置子程序通过键盘扫描将键入地6位时间值送入显示缓冲区.设置时间后,时钟要从这个时间开始计时,而时分秒单元各占一个字节,键盘占6个字节.因此程序中要调用一个合字子程序将显示缓冲区中地6位BCD码合并为3位压缩BCD码,并送入计时缓冲区,作为当前计时起始时间.该程序同时要检测输入时间值地合法性,若键盘输入地小时值大于23,分、秒值大于59,则不合法,将取消本次设置,清零重新开始计时.时间设置和键盘设置子程序地流程图如下图所示.时间设置流程图键盘设置子程序流程图(4)显示模块.该模块完成时分秒6位LED地动态显示.因为显示为6位,二计时是3个字节单元,为此,必须将3字节计时缓冲区中地时分秒压缩BCD码拆分为6字节BCD码,并送入显示缓冲区中.当按下调整时间键后,在6位设置完成之前,这6个LED应该显示键人地数据,不显示当前地时间.为此,我们设置了一个计时显示允许标志位F0,在时间设置期间F0=1,不调用刷新显示缓冲区地子程序.显示程序流程图如下图所示.保护现场是显示程序流程图键盘扫描程序流程图程序:ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TIME ORG 0300H MAIN:mov 20h,#00h MOV 21H,#00H MOV 22H,#00H MOV 23H,#00H MOV IP,#02H 。

单片机课程设计word

单片机课程设计word

单片机课程设计word一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理和结构,理解其工作流程和编程方法。

2. 使学生了解单片机在现实生活中的应用,如智能家居、自动化控制等领域。

3. 帮助学生掌握与单片机相关的电子元器件的原理和使用方法。

技能目标:1. 培养学生运用C语言进行单片机编程的能力,能够独立完成简单的程序设计。

2. 提高学生动手实践能力,学会使用面包板、编程器等工具进行单片机系统的搭建和调试。

3. 培养学生团队协作和问题解决能力,能够共同完成具有一定难度的单片机项目。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及电子技术的兴趣,培养其主动探索、勤于思考的学习习惯。

2. 培养学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试,将所学知识应用于实际项目中。

3. 引导学生认识到单片机技术在我国科技发展中的重要性,增强国家认同感和自豪感。

课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,强调动手能力和创新能力的培养。

学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对单片机有一定了解,但实践经验和系统设计能力不足。

教学要求:结合学生特点和课程性质,采用案例教学、任务驱动、小组合作等方法,注重理论与实践相结合,提高学生的综合运用能力。

通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程和未来职业发展打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 单片机基础知识:介绍单片机的原理、结构和功能,使学生了解单片机的基本概念,对应教材第一章。

- 单片机的组成与工作原理- 单片机的性能指标和分类2. 单片机编程语言:学习C语言编程,掌握单片机程序设计方法,对应教材第二章。

- C语言基础知识- 单片机编程语法和技巧3. 单片机I/O接口技术:学习并实践单片机与外部设备的通信和控制,对应教材第三章。

- I/O接口的工作原理- 常用I/O接口编程及应用4. 单片机中断与定时器:介绍中断系统、定时器的工作原理和应用,对应教材第四章。

基于51单片机电子琴设计课程设计

基于51单片机电子琴设计课程设计

基于51单片机电子琴设计课程设计
“基于51单片机电子琴设计课程设计”是一门介绍如何使用51单片机设计电子琴的课程。

本课程主要以51单片机为核心,以硬件电路、基础电路、信号处理程序及计算机软件为基础,介绍如何设计和控制电子琴原理,包括电子琴合成器、音源和操控器等技术知识。

课程通过理论讲解、硬件示范和软件实践的方式,引导学生搭建51单片机电子琴,并运用51专有语言和C语言,将单片机程序下载到电子琴中,实现声音的发出以及控制功能。

同时,学生还能学习电子琴软件仿真技术,理解电子琴的构造及琴键按钮的控制原理,掌握电子琴的基本程序,掌握电子琴的发声装置的设计等。

本课程旨在让学生掌握单片机电子琴的原理,熟悉信号处理程序和计算机存储系统,掌握原理及应用实践。

学生可以通过实践学习基础电路结构,了解单片机操作原理和程序编写应用,也可以运用所学知识及联系实际应用,完成不同功能需求的电子琴设计、系统设计及控制。

从而为建立有趣、实用的小型电子产品奠定基础。

经过本课程的学习,学生可以比较熟练的设计出基于51单片机的电子琴系统,实现基本的功能及控制,熟悉电子琴原理及程序设计,熟悉电子琴系统分析及调试。

另外,还可以运用计算机软件如Keil C51等,完成更复杂的电子琴程序设计,使学生掌握先进的电子琴设计技术,学会分析并解决实际的电子琴控制问题,进一步提升学生的学习能力和职业发展能力。

单片机课程设计电子时钟

单片机课程设计电子时钟

目录第一部分设计任务及要求 (2)1.1单片机设计设计内容 (2)1.2单片机课程设计要求 (2)1.3 系统运行流程 (2)第二部分设计方案 (3)2.1 总体设计方案说明 (3)2.2 系统方框图 (3)2.3 系统流程图 (3)第三部分主要器材及基本简介 (7)3.1 主要器材 (7)3.2主要器材简介 (7)第四部分系统硬件设计 (7)4.1 数码管显示电路 (7)4.2键盘输入电路 (8)4.3 蜂鸣器 (8)第五部分课程设计总结 (9)附录 (9)1. 系统源程序注释及功能说明 (9)2. 原理图 (17)毕竟是两年前写的东西了,在这里分享一下自己的思路,程序100%能运行,只不过是在我的那块板子上,要参考的话,最好去看看自己用的板子的接口和板子的原理图啥样。

第一部分设计任务及要求1.1单片机设计设计内容利用STC89C51RC单片机和LCD7407六段数码管实现可预置参数的电子钟,可由按键切换不同的功能。

1.2单片机课程设计要求80C51系列单片机的外围接口电路设计,掌握应用软件的编写及调试。

学会用软件调试硬件和用硬件调试软件。

1.硬件设计要求:CPU选用 STC89C51RC,内有 4KB Flash ROM。

显示用6位LED,LED共阴极接法,采用动态显示法。

用芯片7407作7段LED段选驱动,用芯片7406段LED位段选驱动。

要求有单片机复位键,功能选择键,加/减键,移位键,确认键。

要求用Protel绘制电路原理图2.软件编写要求:(1)基本要求:实时时钟:显示年月日时分秒,各两位,分二页显示。

可以上电自动按预置时间走时。

(2)提高要求:时钟上电后,显示时分秒,用按键切换年月日3秒后,返回时分秒。

可以手动预置年、月、日、时、分、秒后,时间走时。

预置的位要求闪烁。

闹钟功能:定时到报警(喇叭发声),手动预置定时时间。

定时器(倒计时)功能:定时清0报警(喇叭发声),手动预置定时时间。

基于51单片机的电子琴设计课程设计

基于51单片机的电子琴设计课程设计

基于51单片机的电子琴设计课程设计单片机原理》课程设计前言本课程设计旨在通过基于51单片机的电子琴设计,加深学生对单片机原理的理解和应用。

在本设计中,我们将介绍电子琴的设计要求、所用设备及软件以及总体设计方案。

随后,我们将详细介绍系统硬件设计中琴键控制电路、音频功放电路、时钟-复位电路和LED显示电路的设计。

第1章基于51单片机的电子琴设计1.1 电子琴的设计要求在电子琴的设计中,我们需要考虑琴键数量、音频输出质量、电源电压和外部接口等因素。

在本设计中,我们将采用25个琴键,保证音频输出质量和电源电压稳定,并提供外部接口以便于扩展和调试。

1.2 电子琴设计所用设备及软件在本设计中,我们将使用51单片机、琴键、音频功放、时钟、LED显示器等设备,并使用Keil C51编译器进行软件开发。

1.3 总体设计方案在总体设计方案中,我们将采用按键扫描方式实现琴键控制,使用PWM技术实现音频输出,使用外部晶振提供时钟信号,并使用LED显示器显示琴键状态。

第2章系统硬件设计2.1 琴键控制电路在琴键控制电路中,我们将采用矩阵按键扫描方式,通过51单片机的IO口进行扫描和检测。

同时,我们还将使用电容式触摸开关来实现琴键的触发。

2.2 音频功放电路在音频功放电路中,我们将采用TDA7297芯片作为功放,通过PWM技术实现音频输出,并通过滤波电路滤除杂音和谐波。

2.3 时钟-复位电路在时钟-复位电路中,我们将采用12MHz晶振作为时钟源,并使用复位电路确保系统在上电时能够正确运行。

2.4 LED显示电路在LED显示电路中,我们将采用MAX7219芯片实现LED点阵显示,并通过SPI接口与51单片机进行通信。

同时,我们还将使用CD4511芯片实现数码管显示琴键状态。

通过本课程设计,我们可以深入理解单片机原理的应用,掌握电子琴的设计和制作技术,提高自身的实践能力和创新能力。

2.5 整体电路本章将介绍电子琴的整体电路设计。

单片机原理课程设计

单片机原理课程设计

单片机原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握其内部结构及工作流程;2. 学会使用单片机编程语言进行程序设计,掌握基本的编程技巧;3. 了解单片机在现实生活中的应用,理解其功能及作用。

技能目标:1. 能够运用单片机进行简单的电路控制,具备实际操作能力;2. 培养学生动手实践、团队协作和解决问题的能力;3. 提高学生的编程技能,使其能够独立完成简单的单片机程序设计。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术的兴趣,激发其探索精神;2. 增强学生的创新意识,鼓励其勇于尝试和挑战;3. 培养学生严谨、务实的科学态度,使其认识到技术发展对社会进步的重要性。

课程性质分析:本课程为单片机原理课程设计,注重理论与实践相结合,以培养学生的实际操作能力和创新精神为核心。

学生特点分析:学生为高年级学生,具备一定的电子技术基础和编程能力,对单片机有一定了解,但实践操作经验不足。

教学要求:1. 结合课本内容,深入浅出地讲解单片机原理,注重实际应用;2. 创设实践环节,让学生动手操作,提高其技能水平;3. 激发学生兴趣,引导其探索单片机技术的未来发展。

二、教学内容1. 单片机基础理论:- 单片机的内部结构及工作原理;- 单片机的性能指标与选型;- 单片机指令系统与编程方法。

2. 单片机编程语言:- 汇编语言基础;- C语言在单片机编程中的应用;- 常用编程技巧及案例分析。

3. 单片机硬件接口:- I/O口编程与应用;- 定时器/计数器原理与应用;- 中断系统及其应用。

4. 单片机系统设计与实践:- 系统设计流程与方法;- 简单电路控制设计与实现;- 综合项目设计与展示。

教学大纲安排:第一周:单片机基础理论及内部结构学习;第二周:单片机指令系统与编程方法;第三周:汇编语言及C语言在单片机中的应用;第四周:单片机硬件接口学习;第五周:系统设计流程与方法;第六周:简单电路控制设计与实践;第七周:综合项目设计与展示。

单片机课程设计大纲

单片机课程设计大纲

单片机课程设计大纲一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本组成、工作原理及功能特点;2. 使学生了解单片机编程的基本语法和编程技巧;3. 帮助学生理解单片机在实际应用中的使用方法。

技能目标:1. 培养学生运用单片机进行简单电路设计和控制的能力;2. 使学生能够独立编写简单的单片机程序,实现基础功能;3. 提高学生分析问题、解决问题的能力,学会运用单片机解决实际问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣和热情;2. 培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力;3. 增强学生的创新意识和实践能力,激发学生积极参与科技创新活动的意愿。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在通过理论学习与实践操作相结合的方式,让学生全面掌握单片机技术。

学生特点:学生处于初中或高中阶段,具备一定的电子技术基础知识,对单片机有一定了解,好奇心强,喜欢动手实践。

教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强调动手实践,鼓励学生创新,培养实际应用能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 单片机基础知识- 单片机的组成与结构- 单片机的工作原理- 单片机的性能指标2. 单片机编程语言- 汇编语言基础- 程序结构及编程技巧- C语言在单片机编程中的应用3. 单片机接口技术- I/O接口- 定时器/计数器- 中断系统- 串行通信接口4. 单片机应用实例- 简单电路设计与控制- 基础功能编程实现- 实际应用案例分析5. 单片机实践操作- 基本操作训练- 综合项目设计与实现- 创新实验与拓展教学内容安排与进度:第一周:单片机基础知识学习第二周:汇编语言编程训练第三周:C语言在单片机编程中的应用第四周:单片机接口技术学习第五周:单片机应用实例分析与实践操作第六周:综合项目设计与实现教材章节关联:《单片机原理与应用》第一章:单片机概述《单片机原理与应用》第二章:单片机组成与结构《单片机原理与应用》第三章:单片机编程语言《单片机原理与应用》第四章:单片机接口技术《单片机原理与应用》第五章:单片机应用实例《单片机实践指导书》:实践操作指导内容教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

基于单片机的电子琴课程设计报告

基于单片机的电子琴课程设计报告

本科课程设计课程名称:单片机原理与接口技术设计项目:简易电子琴设计实验地点:跨越机房专业班级:通信0901学号:2009001330 学生XX:田野同组人:李刚瑛梁邦爽指导教师:武娟萍2012年05月26日一、设计目的本设计以AT89C51单片机为核心,采用常用电子器件设计。

要求最少8个按键,每个按键对应一种音调,按下按键发声,松开按键后声音延迟一段时间后停止,即带余音的电子琴,延时时间可以设置,要求最少8个不同音调,可以采用标准的音调设计。

本次课程设计主要研究基于AT89C51单片机的简易电子琴设计二、设计器材AT89C51,蜂鸣器,PNP型三极管,晶振,独立按键三、总体设计方案1.设计思路此次设计硬件电路分四大模块较为简单,主要由独立按键、单片机AT89C51、音频功放及扬声器构成。

以AT89C51为主控器件,对其进行编译,达到我们的设计要求。

对于软件部分下面有详细介绍。

2.电路总设计框图如图1:图1 电路总设计框图3.音频放大电路在一定频率X围内,具有固定频率的振动就能产生音乐,但是单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐,因为他没有足够的驱动能力,需要音频功率放大电路。

这里选用PNP型三极管来驱动蜂鸣器,是音响效果更为理想,音频功放电路接口如图2所示:图2 音频放大电路4.音乐播放电路对于播放一首固定音乐,不仅要知道音符也要知道节拍,对应节拍延时时间设定表,对单片机进行编程就可以实现功能。

放歌产生电路如图3,其中单片机的P3.0口控制音乐开始播放控制端口,P3.2口是控制音乐停止播放的控制端口,当小按键S10按下时P3.0口获得低电平,音乐开始重复播放,当小按键S9按下时,P3.2口获得低电平,经过单片机的处理,音乐停止播放,单片机回到最初工作状态。

而P2口的每个端口都连接一个按键,分别控制1,2,3,4,5,6,7,˙1八个不同的音符。

图3音乐播放电图5.总体电路图如下图:图4 总体电路图,四、设计原理分析1.产生声音的方法:只要让扬声器通过产生大小变化的电流(脉动电流或交流),就能使扬声器发出声音,因此若以程序不断的输出1—0—1—0—1……就可以令扬声器发出声音,由于MCS —51系列的输出端口输出电流不够大,所以必须加上晶体管把电流放大后再驱动扬声器,如图2所示。

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目录一、绪论 (1)1.0引言 (1)1.1问题的提出 (1)1.2任务与分析 (1)二、总体方案设计 (2)2.1设计任务 (2)2.2 系统设计框图 (3)三、系统硬件设计 (3)3.1 5V直流电源设计模块 (3)3.2 传感器数据采集模块 (5)3.3信号电路放大模块 (8)3.4 A/DC0832数模转换模块 (9)3.5 AT89C51单片机控制模块 (11)3.6 LED显示模块 (13)四、系统软件设计 (14)4.1 C语言在单片机中的用 (14)4.2电子称的软件设计与实现 (15)4.3主程序流程图 (15)4.4 子程序设计 (16)4.4.1 A/DC0832采样程序 (16)4.4.2 LED显示程序 (16)五、Protues仿真调试 (17)5.1 仿真调试结果 (17)设计总结 (19)参考文献 (20)附录A程序清单 (20)附录B 原理图 (26)附录C PCB图 (27)一、绪论1.0引言在我们生活中经常都需要测量物体的重量,于是就用到秤,但是随着社会的进步、科学的发展,我们对其要求操作方便、易于识别。

随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰,电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。

通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求,电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化;其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高;其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其应用性能趋向于综合性和组合性。

1.1问题的提出电子秤是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备,衡器产品技术水平的高低,将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。

称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表,而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分,推进了工业生产的自动化和管理的现代化,它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。

随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。

经现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展:电子称重技术从静态称重向动态称重发展;计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展。

常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。

1.2任务与分析本设计基于单片机技术原理,以单片机芯片AT89C51作为核心控制器,通过控制外部AD0832芯片来检测滑动变阻器模拟物体质量。

并且通过LED数码管显示。

首先在protus软件环境中进行硬件电路图的设计,再运用keil软件编程,然后在Proteus软件环境中运行仿真。

该系统具有简单清晰的操作界面,可随时进行物体质量测量观察。

系统还具有功耗小、成本低的特点,具有很强的实用性。

本设计的系统主要由:AT89C51为中央处理芯片,用于数据处理,初值设定。

传感器模块进行物体质量测量,将传感器采集到的数据经A/D转换送入单片机,再由单片机处理后由LED显示。

本设计方案主要有六大模块:1、5V直流电源设计模块2、传感器数据采集模块3、信号电路三放大模块4、A/DC0832数模转换模块5、AT89C51单片机控制模块6、LED显示模块二、总体方案设计2.1设计任务设计要求掌握电子秤的基本原理;掌握电子秤硬件电路的设计;掌握电子秤软件程序设计,掌握仿真软件的使用。

1、采用MCS-51系列单片机为中央处理器2、实现10公斤称重,称量精度:克3、采用LED显示器显示4、要求设计出电路原理图、印制板图5、要求写出程序清单6、Protus仿真程序2.2 系统总体设计框图其工作原理为:前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施,在显示方面采用具有字符图文显示功能的LED 显示器。

这种方案不仅加强了人机交换的能力,而且满足设计要求。

电子秤的总体方框图如图2.2所示。

图2.2 系统总体方框图目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。

单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。

三、 系统硬件设计3.1 5V 直流电源设计模块需要多种电源,单片机需要+5V 电源,运放需要±5V ,传感器需要+5V 以上的线性电源。

稳压电源的设计,是根据稳压电源的输出电压U o 、输出电流I o 、输出纹波电压ΔU op-p 等性能指标要求,正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数,从而合理的选择这些器件。

压力传感器 信号放大传输A/D 数模转换 AT89C51单片机 LED 数码管显示如图3.1所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。

它由电源变压器B,桥式整流电路D1~D4,滤波电容C1、C3,防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便地搭成的。

220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D4和滤波电容C1的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。

此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。

本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。

三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路,以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。

图3.1 5V直流电源设计原理3.2 传感器数据采集模块3.2.1电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力,通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。

由电阻应变片和测量线路两部分组成。

本设计中采用的是电阻丝应变片,为获得高电阻值,电阻丝排成网状,并贴在绝缘的基片上,电阻丝两端引出导线,线栅上面粘有覆盖层,起保护作用。

电阻应变片也会有误差,产生的因素很多,所以测量时我们一定要注意,其中温度的影响最重要,环境温度影响电阻值变化的原因主要是:A.电阻丝温度系数引起的。

B.电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。

对于因温度变化对桥接零点和输出,灵敏度的影响,即使采用同一批应变片,也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差,所以对要求精度较高的传感器,必须进行温度补偿,解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片,并从外部对它加以适当的补偿。

非线性误差是传感器特性中最重要的一点。

产生非线性误差的原因很多,一般来说主要是由结构设计决定,通过线性补偿,也可得到改善。

滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。

由于粘合剂为高分子材料,其特性随温度变化较大,所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。

全桥测量电路中,将受力性质相同的两应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压Uout=KEε。

其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到改善。

安装示意图如图3.2.1所示图3.2.1应变式传感器安装示意图3.2.2 电阻应变式传感器的测量电路常规的电阻应变片K值很小,约为2,机械应变度约为0.000001—0.001,所以,电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。

所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化,在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。

桥式测量电路有四个电阻,其中任何一个都可以是电阻应变片电阻,电桥的一个对角线接入工作电压U,另一个对角线为输出电压Uo。

其特点是:当四个桥臂电阻达到相应的关系时,电桥输出为零,或则就有电压输出,可利用灵敏检流计来测量,所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。

测量电路是电子秤设计电路中是一个重要的环节,我们在制作的过程中应尽量选择好元件,调整好测量的范围的精确度,以避免减小测量数据的误差。

它由电阻应变片电阻R1、R2、R3、R4组成测量电桥,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右,测量电桥的电源由稳压电源Uin供给。

传感器全桥测量电桥如图3.2.2所示:图3.2.2 全桥测量电桥图Rw13.3信号电路放大模块本次课程设计中,需要一个放大电路,我们将采用三运放大电路,主要的元件就是三运放大器。

在许多需要用A/D转换和数字采集的单片机系统中,多数情况下,传感器输出的模拟信号都很微弱,必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大,才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求,在此情况下,就必须选择一种符合要求的放大器。

经由传感器或敏感元件转换后输出的信号一般电平较低;经由电桥等电路变换后的信号亦难以直接用来显示、记录、控制或进行信号转换。

为此,测量电路中常设有模拟放大环节。

这一环节目前主要依靠由集成运算放大器的基本元件构成具有各种特性的放大器来完成。

放大器的输入信号一般是由传感器输出的。

传感器的输出信号不仅电平低,内阻高,还常伴有较高的共模电压。

因此,一般对放大器有如下一些要求:1、输入阻抗应远大于信号源内阻。

放大器的负载效应会使所测电压造成偏差。

2、抗共模电压干扰能力强。

3、在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性,输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比。

从而保证放大器输出性能稳定。

4、能附加一些适应特定要求的电路。

如放大器增益的外接电阻调整、方便准确的量程切换、极性自动变换等.图为3.3 为AD620放大器 AD620引脚说明:1、8:外接增益电阻2:反向输入端3:同向输入端4:负电源5:基准电压6:共地信号输出图3.3 AD620 7:正电源3.4 A/DC0832数模转换模块3.4.1功能特点ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生产的串行接口8位A/D转换器,通过三线接口与单片机连接,功耗低,性能价格比较高,适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。

ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片,其最高分辨可达256级,可以适应一般的模拟量转换要求。

芯片具有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。

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