单片机电子称课程设计1
51电子时钟课程设计
51电子时钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解51单片机的内部结构及其工作原理；2. 学生能掌握电子时钟的基本原理，包括时钟芯片的初始化和使用方法；3. 学生能运用C语言编写程序，实现电子时钟的基本功能，如时、分、秒显示。
技能目标：1. 学生能运用已学的电子知识和编程技巧，完成51电子时钟的电路设计和程序编写；2. 学生通过实际操作，培养动手能力，提高解决实际问题的能力；3. 学生能通过课程学习，掌握基本的焊接技能，完成电子时钟的制作。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对电子技术和编程的兴趣，提高主动学习的积极性；2. 学生通过团队协作，培养沟通与合作的意识，增强团队精神；3. 学生在作品展示环节，学会欣赏他人的优点，提高自信心，培养创新精神和实践能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合51单片机技术和电子时钟原理，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生在前期课程中已掌握基本的电子知识和编程技巧，具备一定的实践基础。
教学要求：教师需引导学生运用所学知识，完成电子时钟的设计与制作，注重培养学生的创新思维和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化的指导。
通过课程目标的分解，确保学生能够实现预期的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 51单片机基础：复习51单片机的内部结构、工作原理，重点掌握时钟电路、复位电路和I/O口的使用。
2. 电子时钟原理：介绍电子时钟的基本构成，包括时钟芯片、晶振、显示屏等，分析时钟芯片的初始化和使用方法。
3. C语言编程：回顾C语言基础知识，重点讲解51单片机编程的语法和技巧，为编写电子时钟程序打下基础。
4. 电路设计与制作：指导学生进行电子时钟的电路设计，包括元器件的选择、电路图的绘制和PCB板的设计。
5. 程序编写与调试：教授学生编写电子时钟程序，实现时、分、秒的显示功能，并进行程序调试。
电子秤课程设计实验报告
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
单片机课程设计电子时钟
单片机课程设计电子时钟一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和编程方法，掌握单片机在电子时钟设计中的应用。
2. 使学生掌握电子时钟的组成和工作原理，包括时、分、秒的显示与计时功能。
3. 帮助学生了解电子时钟设计中涉及的硬件知识，如晶振、计数器、显示器件等。
技能目标：1. 培养学生运用单片机编程实现电子时钟功能的能力，提高学生的动手实践能力。
2. 培养学生分析问题、解决问题的能力，能够针对电子时钟设计过程中遇到的问题进行调试和优化。
3. 培养学生团队协作能力，通过分组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，培养学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，养成良好的实验习惯。
3. 增强学生的创新意识，鼓励学生在课程设计中发挥想象力和创造力，提高学生的创新能力。
课程性质：本课程为实践性课程，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识和编程技能，对电子制作有较高的兴趣。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，通过课程设计提高学生的综合应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估过程中有针对性地指导学生。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理与编程：复习课本第三章内容，重点掌握单片机的内部结构、工作原理、指令系统及编程方法。
- 电子时钟原理：学习课本第四章关于时钟电路的设计，了解时、分、秒的计数原理及显示技术。
2. 实践操作：- 硬件设计：根据课本第五章内容，选用51单片机及相关元器件，设计电子时钟的硬件电路，包括晶振、计数器、显示器件等。
- 软件编程：运用C语言或汇编语言，编写电子时钟的程序代码，实现时、分、秒的显示与计时功能。
3. 教学大纲：- 第一周：复习单片机基础知识，讲解电子时钟原理，分配课程设计任务。
- 第二周：进行硬件电路设计，学习并选用合适的元器件，绘制原理图。
单片机课程设计报告--电子时钟(2021整理)
一、设计内容该课程设计是利用MCS-51单片机内部的定时／计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。
设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键实现设置时间和暂停、启动控制等。
二、电子时钟设计思想：用定时／计数器T0，工作于定时，采用方式1，对12MHZ的系统时钟进行定时计数，初值设为XXYY〔自己计算〕。
形成定时时间为50ms。
用片内RAM的7BH单元对50ms 计数，计20次产生秒计数器78H单元加1，秒计数器加到60那么分计数器79H单元加1，分计数器加到60那么时计数器7AH单元加1，时计数器加到24那么时计数器清0。
然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区，通过数码管显示出来。
显示格式为小时十位、小时个位---分十位、分个位---秒十位、秒个位。
在处理过程中加上了按键判断程序，能对按键处理。
三、MCS-51单片机系统简介单片机应用系统由硬件系统和软件系统两局部组成。
硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。
软件系统包括监控程序和各种应用程序。
在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。
与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。
在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。
在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。
配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED 指示灯就可以进行处理了。
在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。
显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可以是LCD显示器，还可以使用CRT显示器。
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。
单片机应用课程设计--简易电子琴设计
delay(5);
if (key1 == 0)
{
key_in_flag = 0;
key_value = 4;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
key8 = 1;
key7 = 0;
if (key4 == 0)
{
delay(5);
if (key4 == 0)
{
key_in_flag = 0;
参考文献
[1] 赵鑫，蒋亮，齐兆群．数字电路设计[M]．北京机械工业出版社，2005年6月第一版
[2] 苏家健，曹柏荣，汪志锋．单片机原理及应用技术[M]．高等教育出版社
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[4] 胡汉才．单片机原理及其接口技术[M]．北京：清华大学出版社，2004
{
key_in_flag = 0;
key_value = 2;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
if (key2 == 0)
{
delay(5);
if (key2 == 0)
{
key_in_flag = 0;
key_value = 3;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
if (key1 == 0)
方案二： 采用AT89C51单片机进行控制，由于AT89C51不具备ISP功能， 因此Atmel公司已经停产在市面上已经不常见，况且其ROM只有4K在系统将来升级方面没有潜力。
方案三：采用AT89S52单片机进行控制，由于其性价比高，完全满足了本作品智能化的要求，它的内部程序存储空间达到8K，使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高。
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。
单片机课程设计
单片机课程设计一、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。
2. 使学生了解并熟练运用单片机的编程语言，如C语言或汇编语言。
3. 帮助学生掌握单片机外围电路的设计与搭建，使其能独立完成简单的电路系统。
技能目标：1. 培养学生运用单片机解决实际问题的能力，提高创新思维和动手实践能力。
2. 培养学生具备查阅资料、分析问题、设计方案、调试程序等综合技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机课程的兴趣，激发学习热情，形成自主学习、合作学习的良好习惯。
2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人分享、交流、合作，提高沟通能力。
3. 培养学生关注科技发展，了解单片机在现实生活中的应用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质分析：本课程为单片机课程设计，旨在让学生在掌握理论知识的基础上，通过实际操作，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生已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，但实践经验不足，需要通过本课程加强实践操作和综合运用。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力。
2. 引导学生主动思考，发现问题，解决问题。
3. 创设实际情境，提高学生的学习兴趣和参与度。
4. 注重培养学生的团队协作能力和沟通能力。
二、教学内容1. 单片机原理及结构：介绍单片机的组成、工作原理，重点讲解CPU、存储器、输入输出接口等部分。
参考教材章节：第一章 单片机概述2. 单片机编程语言：学习C语言和汇编语言的基础知识，掌握编程技巧，能独立编写简单的单片机程序。
参考教材章节：第二章 单片机编程语言3. 单片机外围电路设计：讲解并实践常用外围电路的设计与搭建，如LED 灯、蜂鸣器、数码管等。
参考教材章节：第三章 单片机外围电路设计4. 单片机程序下载与调试：学习使用编程器、仿真器等工具，掌握程序下载、调试方法。
参考教材章节：第四章 单片机程序下载与调试5. 实践项目：设计并实现几个实际项目，如温度控制器、智能小车、智能家居系统等，锻炼学生解决实际问题的能力。
单片机电子时钟课程设计报告
单片机电子时钟课程设计报告一、设计目的。
本课程设计旨在通过单片机技术的应用，设计并制作一个简单的电子时钟。
通过这一设计，学生将能够掌握单片机的基本原理和应用，培养学生的动手能力和创新意识，提高学生的实际操作能力。
二、设计原理。
本电子时钟采用单片机作为控制核心，通过晶振产生的时钟信号来实现时间的计时和显示。
利用数码管来显示小时和分钟，通过按键来调整时间。
同时，通过蜂鸣器发出报时信号，实现基本的闹钟功能。
三、设计方案。
1. 硬件设计。
（1）单片机选择，本设计选用常见的51单片机作为控制核心，具有成本低、易于编程的特点。
（2）时钟电路，采用晶振作为时钟信号源，通过单片机的定时器来实现时间的计时。
（3）显示模块，采用数码管来显示小时和分钟，通过数码管的扫描显示来实现时间的动态显示。
（4）按键输入，设计按键来调整时间，包括调整小时和分钟。
（5）报时功能，通过蜂鸣器来实现基本的报时功能，可以设置闹钟时间。
2. 软件设计。
（1）时钟控制，通过单片机的定时器来实现时间的计时和更新。
（2）显示控制，设计数码管的扫描显示程序，实现时间的动态显示。
（3）按键处理，设计按键扫描程序，实现对时间的调整。
（4）报时功能，设计蜂鸣器的报时程序，实现基本的闹钟功能。
四、设计实现。
1. 硬件实现。
根据上述设计方案，完成了电子时钟的硬件连接和布线，保证各个模块之间的正常通讯和工作。
2. 软件实现。
编写了单片机的程序，实现了时钟的计时、显示和控制功能，保证了电子时钟的正常运行。
五、实验结果。
经过调试，电子时钟能够准确显示当前的时间，并能够通过按键调整时间和设置闹钟功能，报时功能也能够正常工作。
六、总结与展望。
通过本课程设计，学生掌握了单片机的基本原理和应用，培养了动手能力和创新意识。
在今后的学习和工作中，学生将能够更好地应用单片机技术，设计和制作更加复杂的电子产品。
同时，也为学生今后的科研和创新工作奠定了良好的基础。
单片机综合实验课程设计
单片机综合实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握其内部结构及相关功能模块的使用方法。
2. 学生能掌握单片机编程的基本语法和技巧，能独立完成简单的程序设计。
3. 学生能了解单片机在现实生活中的应用，并学会分析实际案例。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，完成单片机的基本操作和程序编写。
2. 学生能通过实验，学会使用相关开发工具和调试技巧，具备一定的故障排查能力。
3. 学生能运用单片机技术解决实际问题，提高创新实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过单片机综合实验课程，培养对电子信息科学的兴趣和热情。
2. 学生在团队协作中，学会沟通、分享和合作，提高解决问题的能力。
3. 学生能认识到单片机技术对社会发展的作用，树立正确的价值观和责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，侧重于培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识，对实际操作感兴趣，但编程能力和问题解决能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践和团队协作，提高学生的综合能力。
通过课程目标分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 单片机基础理论：回顾单片机的基本原理、内部结构、工作原理等，重点讲解中断系统、定时器/计数器、串行通信等模块的功能和应用。
2. 单片机编程语言：以C语言为基础，介绍单片机编程的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，并通过实例进行讲解。
3. 单片机实验操作：结合教材章节，进行以下实验：- 基本输入输出实验：学习单片机I/O口控制，实现LED灯、蜂鸣器等设备的控制。
- 中断控制实验：掌握中断系统的使用，实现外部中断控制。
- 定时器/计数器实验：学习定时器/计数器的配置，完成定时控制等功能。
- 串行通信实验：了解串行通信原理，实现单片机之间的数据传输。
单片机实践项目课程设计
单片机实践项目课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解单片机的基本结构、工作原理及其在各行各业的应用。
2. 学生掌握单片机编程的基础知识，如指令系统、寄存器、I/O 口控制等。
3. 学生能够描述并分析单片机外围电路的原理及其功能。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成单片机的编程和调试。
2. 学生能够设计简单的单片机控制系统，解决实际问题。
3. 学生通过实践项目，提高动手能力，培养创新意识和团队协作精神。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机及电子技术的兴趣，激发学习热情。
2. 学生在实践过程中，培养耐心、细致的工作态度，提高解决问题的能力。
3. 学生认识到单片机在现代科技发展中的重要作用，树立为国家和民族科技事业作贡献的信念。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，强调理论知识与实际操作的相结合。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的电子技术基础和编程能力，具有较强的探究欲望和自主学习能力。
教学要求：教师需注重引导学生将所学知识应用于实践，鼓励学生创新思维，提高解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的基本结构、工作原理，重点讲解CPU、内存、I/O 口等组成部分的功能及相互关系。
教材章节：第一章 单片机概述2. 单片机编程语言：讲解单片机编程所需的基础知识，如指令系统、寄存器、汇编语言等。
教材章节：第二章 单片机编程语言3. 单片机外围电路设计：介绍单片机与外围电路的连接方法，讲解常用外围元器件的原理及功能。
教材章节：第三章 单片机外围电路设计4. 单片机实践项目：设计多个实践项目，涵盖灯光控制、温度测量、电机控制等方面，让学生动手实践，巩固所学知识。
教材章节：第四章 单片机实践项目5. 单片机系统设计与调试：讲解单片机系统设计的方法和步骤，培养学生独立设计单片机控制系统及调试的能力。
教材章节：第五章 单片机系统设计与调试教学内容安排和进度：共15课时，其中基础知识3课时，编程语言4课时，外围电路设计3课时，实践项目4课时，系统设计与调试1课时。
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 。
单片机电子课程表课程设计
单片机电子课程表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解其内部结构和功能。
2. 培养学生运用C语言编写单片机程序的能力，实现电子课程表的功能。
3. 让学生了解并掌握电子课程表中涉及的时间管理、显示技术等相关知识。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够独立完成单片机电子课程表的硬件搭建和程序编写。
2. 培养学生解决实际问题的能力，能够根据需求调整电子课程表的功能。
3. 培养学生的团队协作能力，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子制作的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 培养学生积极进取、严谨治学的态度，树立良好的学术风气。
3. 增强学生的环保意识，培养学生珍惜资源、爱护环境的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以项目为导向，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对单片机有一定了解，但编程能力较弱。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力。
教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究问题，培养学生的创新思维。
同时，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保每位学生都能在课程中取得进步。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，具备一定的单片机应用能力。
二、教学内容1. 单片机基础理论：介绍单片机的内部结构、工作原理，重点讲解CPU、存储器、输入输出接口等部分的功能和相互关系。
教材章节：第一章 单片机概述，第二章 单片机硬件结构。
2. C语言编程：讲解C语言在单片机编程中的应用，包括数据类型、运算符、控制语句等基本语法知识。
教材章节：第三章 单片机C语言编程基础。
3. 单片机程序设计：以电子课程表为例，教授如何编写程序，实现时间管理、课程显示等功能。
教材章节：第四章 单片机程序设计，第五章 中断与定时器。
4. 硬件电路设计：介绍电子课程表的硬件组成，包括单片机、显示屏、按键等，讲解电路原理图的设计方法。
51单片机电子时钟课程设计报告
第一部分设计任务和要求1.1单片机课程设计内容 (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2.1总体设计方案说明 (2)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3.1主要器材 (4)3.2主要器材简介 (4)第四部分系统硬件设计4.1最小系统 (6)4.2LCD显示电路 (6)4.3键盘输入电路 (7)4.4蜂鸣器和LED灯电路 (7)第五部分仿真电路图与仿真结果 (8)第六部分课程设计总结 (8)第七部分参考文献 (9)附录A 实物图附录B 系统源程序第一部分设计任务和要求1.1单片机课程设计内容利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。
1.2单片机课程设计要求1.能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示；2.能实现调时功能；3.能实现12/24小时制切换；4.能实现8 ： 00—22 ： 00整点报时功能。
1.3系统运行流程程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。
若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。
若没到则循环执行。
计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。
调时闪烁中断服务程序用于被调单元的闪烁显示。
调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。
实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。
相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。
第二部分设计方案2.1总体设计方案说明1.程序设计及调试根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。
2.硬件焊接及调试根据仿真电路图完成电路板的焊接,并进行软、硬件的调试,只到达到预期目的。
3.后期处理对设计过程进行总结，完成设计报告。
单片机数字电子钟课程设计
单片机数字电子钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基础知识，掌握数字电子时钟的原理和工作流程。
2. 学生能描述单片机编程的基本步骤，特别是与计时相关的指令和程序设计方法。
3. 学生能够解释数字电子钟各部分功能，如时钟电路、显示电路等，并了解它们之间的协作关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学的单片机知识，设计并实现一个简单的数字电子钟程序。
2. 学生通过动手实践，提高焊接和电路排错的能力，能够组装和调试电子钟电路。
3. 学生能够利用仿真软件对电子钟程序进行测试和优化，培养问题解决和程序调试技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子制作的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 通过团队协作完成项目，增强学生的合作意识和沟通能力。
3. 学生在课程学习过程中，能够体验到知识与实践相结合的成就感，培养科学、严谨的学习态度。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程设计针对高中年级学生，假设他们已具备基础物理知识和一定的编程能力。
课程性质为实践性强的综合设计课，旨在通过单片机数字电子钟的制作，巩固学生的电子技术知识与技能。
课程目标设定时考虑了学生的年龄特点和认知水平，注重理论与实践的结合，鼓励学生动手操作和探究学习，旨在提高学生的综合技术应用能力。
通过具体的学习成果分解，本课程旨在让学生不仅学习到知识，而且能够将知识应用到实际问题的解决中，充分体现课程的实用性和创新性。
二、教学内容1. 单片机基础知识回顾：重点复习单片机的内部结构、工作原理及编程基础，关联教材第二章内容。
2. 数字电子时钟原理：讲解时钟电路、计数器、振荡器等组成部分，对应教材第四章第二节。
- 时钟电路的构成与工作原理- 计数器的作用及其编程方法- 振荡器的种类及其在电子时钟中的应用3. 单片机编程设计：结合教材第三章，介绍编写电子时钟程序所需的指令和编程技巧。
- 基本计时指令的使用- 程序流程图的绘制- 中断处理在电子时钟中的应用4. 电路设计与制作：依据教材第五章，指导学生进行电子时钟的电路设计和组装。
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。
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单片机电子称课程设计1————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2单片机技术及其应用原理课程设计报告设计题目:电子秤的设计专业年级:08电子信息工程本科小组成员: 杨婷(200800802035华娟(200800802041王尹怿(200800802048成绩:完成时间:20110702【设计题目】电子称的设计【设计要求】(1设计一款电子秤,用LED液晶显示器显示被称物体的质量(2可以设定该秤所称的上限(3当物体超重时,能自动报警【设计过程】1.【方案设计】34 在设计系统时,针对各个模块实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种: 方案一结构简图如下图所示:图1 带有键盘输入的结构简图此方案设计的电子秤,可以实现称物计价功能,但是局限于数码管的功能,在显示时只能显示单价、购物总额以及简单的货物代码等。
在显示重量时,如果数码管没有足够的位数,那么称量物体重量的精度必受到限制,所以此方案需要较多的数码管接入电路中。
这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O 接口供数码管使用,比较麻烦。
方案二前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施,尤其在显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD 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,可以显示购物清单、所称量的物体信息等相关内容。
结构简图如下图所示:图2 LCD 显示的方案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。
但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。
使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。
方案三采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心,利用EDA软件编程,下载烧制实现。
系统集成于一片Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100E芯片上,体积大大减小、逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点,可实现大规模和超大规模的集成电路。
采用FPGA测频测量精度高,测量频率范围大,而且编程灵活、调试方便,设计要求的精度较高,所以要求系统的稳定性要好,抗干扰能力要强。
从下图中可以看到系统的基本工作流程和各单元电路所用到的核心器件。
其中控制器采用Xilinx公司可编程器件FPGA为核心,基于ISE软件平台,采用VHDL编程实现数据处理、LED和LCD驱动、时钟芯片的I2C通讯、键盘控制等模块。
结构简图如下图所示:5FPGA的逻辑容量密度大,集成度高,可大大减少印刷电路板的空间,减低系统功耗,同时还可以提高设计的工艺性和产品的可靠性。
虽然以FPGA为核心的电子称系统很优化,但只有在大规模和超大规模集成电路中其高集成度才能更好得以体现。
其主要在PC机接口卡的总线接口、程控交换机的信号处理与接口、雷达声纳系统的成像控制与数字处理、数控机床的测试系统等方面有广泛应用。
鉴于本电子称的设计并不太复杂,单片机完全能实现所需功能,所以在具体设计时,采用了第三种设计方案1.12.【器件选择】显示器的选择方案方案一:采用LED(数码管显示。
LED(数码管是light-emitting diode的缩写,它经过合理的设置可以完成显示被测物质量、单价、总价以及可测上限值的任务,并且经济耐用。
同时LED具有高亮度,高刷新率的优点,能提供宽达160°的视角,可以在较远的距离上看清楚。
但是它的显示存在信息量少,显示不直观,不易理解,连线复杂等缺点。
方案二:采用LCD(液晶屏显示。
LCD(液晶屏是Liquid Crystal Display的缩写,它具有字符显示的功能,不但可以同时显示被测物质量、单价、总价以及可测上限值,还可以同时显示相应的控制命令、指示符号及单位等,信息量丰富且直观易懂。
另外,液晶显示有功耗低,体积小,质量轻,寿命长,不产生电磁辐射污染等优点。
综合比较二者的优缺点,本设计最终采用LCD1602作为显示器。
1.2AD芯片的选择方案6方案一:采用AD7810作为A/D转换器件。
AD7810是美国模拟器件公司(Analog Devices生产的一种低功耗10位高速串行A/D转换器。
该产品有8脚DIP和SOIC两种封装形式,并带有内部时钟。
它的外围接线极其简单,AD7810的转换时间为2μs,采用标准SPI同步串行接口输出和单一电源(2.7V~5.5V供电。
在自动低功耗模式下,该器件在转换吞吐率为1kSPS时的功耗仅为27μW,因此特点适合于便携式仪表及各种电池供电的应用场合使用。
方案二:采用ADC0809作为A/D转换器件。
ADC0809是采样分辨率为8位的、微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。
综上所述,由于考虑到8位模数转换已经满足本次设计要求,而且ADC0809的价格相对较低,所以本设计采用ADC0809作为模数转换器件。
1.3CPU的选择方案方案一:采用传统的8位的51系列单片机作为系统控制器。
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可以提供许多较复杂系统控制应用场合。
而且我们做的很多产品都是在51的基础上完成,对51系列的单片机相对来说较为熟悉。
方案二:采用32位的ARM2138作为系统控制器。
ARM2138具有强大的存储空间,内嵌32K片内静态RAM和512K的flash存储器,可以实现在系统可编程(ISP、在应用可编程(IAP,2个8路10位A/D转换器,1个D/A转换器,转换迅速准确,引脚资源丰富,多达47个可承受5V电压的通用I/O口,多个串行接口,包括2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口(400Kb/s、SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP。
但价格相对较高。
7综上分析,由于考虑到器件的价格、现有资源和对器件的掌握程度,控制器模块选择方案一。
3.【系统电路设计】综合考虑本次设计要求、现有元器件资源、元器件价格和对元器件的熟悉掌握程度,本次设计选用AT89C52作为CPU控制器,ADC0809作为模数转换器件,LCD1602作为显示器件,再配以其他相关元器件来实现硬件电路的设计。
图2-1 基于单片机控制的电子秤的基本组成框图传感器的测量电路选用全桥电路,由四个电阻应变计组成。
无外力作用时,桥路平衡,输出电压为零;有外力作用时,电阻应变计的阻值发生变化,桥路失去平衡,有相应的电压输出。
但是由于此电压信号过于微弱,难以被ADC0809采集,则需经过放大电路放大才能经ADC0809进行模数转换。
转换后的数字信号经单片机处理后送显示器显示。
本设计还增加了键盘和报警电路,键盘的功能是调节满量程的上限值和当前的单价,如果被测量的物质重量超出所设定的满量程上限值,则蜂鸣器报警,否则显示当前的重量、单价和相对应的总价。
1.4 4.【软件设计主程序的设计8主程序设计的流程如下图所示,开机后先对LCD1602进行初始化,并显示单价及上限阈值,接下去则循环采集AD数据及键盘程序。
图4-1 主程序流程图1.5AD数据采集及处理子程序的设计数据采集由ADC0809芯片来完成,主要分为启动、读取数据、等待转换结束、读出转换结果、采集的数据求和、取平均(退出几个步骤。
ADC0809初始化后,就具有了将某一通道输入的0~5V模拟信号转换成对应的数字量0x00~0xff,然后再存入指定缓冲单元中。
其转换方式可以采用程序查询方式,延时等待方式和中断方式三种。
本设计采用的是延时等待方式,具体程序流程图如图4-2所示。
9图4-2 AD数据采集及处理子程序流程图数据处理子程序是整个程序的核心。
主要用来调整输入值系数,使输出满足量程要求。
另外完成A/D的采样结果从二进制数向BCD码转化[14]。
在硬件调试过程中重量与电压的关系如表一所示:线性符合设计要求,且每个砝码对应的电压值转BCD码后正好近似20,则无需其他处理。
1.6键盘处理程序的设计在本次设计中,总共用到三个按键。
按键0是切换键,按一次切换键进入单10价修改状态,按两次进入上限阈值修改状态,按三次进入电子称去皮处理状态,再按一次则返回正常显示状态。
按键1实现对单价或上限阈值加一的功能。
按键2实现对单价或上限阈值减一的功能。
每个按键对应的流程图如下所示。
图4-3 按键0的子程序流程图图4-4 按键1的子程序流程图图4-5 按键2的子程序流程图】1.7【结果分析】设计结果本设计成功实现了电子称量功能,在原始电子称的基础上还增加了单价调节、阈值报警和去皮称重功能。
利用LCD1602同时显示当前重量值、当前重量所对应的单价、总价以及可测重量的上限值,如图5-1所示。
其中“P”表示当前的单价,“M”表示当前重量值,“$”表示当前物质的总价,“max”表示当前设定的承载上限值。
“P”、“max”和“M”(可以去皮称重的调整操作如下:①单价调节功能操作:先按一下切换键当液晶屏上的“P”后面显示“?”时,在按加一减一键调整价格值,调整好后在按切换键退出;②测量上限调节功能操作:先按两下切换键,当液晶屏上的“max”后面显示“?”时,在按加一减一键调整上限值,调整好后在按切换键退出;③去皮功能操作:先按三下切换键,直到显示屏上的“M”值显示“000g”,再按一下切换键则显示去皮前重量值。
本产品总体实现智能电子称的功能。
但是由于本次毕业设计由于传感器发出的信号不是很稳定，所以称重时误差很大。
如果使用精密度较高的传感器，效果会好很多。
其次是数据采集处理阶段，此阶段是对传感器发出的信号进行量化、采集，主要分为信号放大、采集，然后进行 A/D 转换。
该阶段需注意的地方是对传感器输出的信号进行放大时，应选取合适的运算放大电路。
最好是预先计算好应放大的倍数，以便选取。
还有就是进行数据处理时，选取适当的数据转换系数，使输出满足量程要求。
【设计总结】 1.设计中出现的问题和相应的解决方案。
2. 个人体会。
【参考文献】参考文献参考文献】 [1] 刘敏, 张强, 郝树虹，王艳芬. 称重传感器的选用原则[A]. 电子科学, 2009, 01: 39. [2] 谢惠玲. 应变式称重传感器技术动向和发展趋势[J]. 科技创新导报, 2009, 14: 114-116. [3] 田佳琳，郑宾，姜华. 称重传感器测量单元的研究与设计[M]. 电脑知识与技术, 2009, 5（33）: 9503-9505. [4]张景元李业德.一种基于单片机的多功能电子称[J].微计算机信息，2006， 4:52- 53.[5] [6] 王华. 数.模称重传感器的应用[C]. 江苏现代计量, 2009，4：35-36.王艳春，何鹏，李会. 智能电子称重系统的设计[J] .微计算机信息，2007，04：111-112 5 篇以上，五号宋体前面加 [1] 、[2]、[3]、[4]、[5] , 五年以内。