《单片机原理及接口技术》课程设计电子教案

《单片机原理及接口技术》课程设计

《单片机原理及接口技术》课程设计

5.1单片机原理及接口技术课程设计的教学目的及要求

训练正确地应用单片机，培养解决工业控制，工业检测等领域具体问题的能力；学生通过所做课题，熟悉单片机应用系统的软、硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤；对学生进行基本技能训练，例如组成系统、编程、调试、绘图等，培养学生理论联系实际能务，提高学生动手能力和分析问题，解决问题的能力。5.3.2粮库环境参数测试系统

a）内容要求：课程设计论文内容要正确，概念要清楚；完成设计要求所规定的内容；附有原理图及程序流程图，以及程序清单；文字要通顺，书写要工整。

b）设计要求：了解单片机控制的工作过程；对粮库环境参数测试系统的硬电路、软件部分进行设计。

技术指标：湿度测量范围：0%-50%

测量精度：

± 5%RH输出信号：4〜20mA

湿度测试点数：3点

工作要求：

硬件设计

软件设计

画出系统原理图

湿度测量范围：0%〜90%测量精度：土1%RH

温湿度测试点数：各3点

5.4课程设计说明书书写顺序

设计的目的

设计的任务及技术指标

硬件电路设计

硬件电路的各个部件的选择及接口设计

系统的硬件电路原理图

程序设计

程序流程图

程序清单

实验总结

参考文献

5.5设计时间安排

该课程设计时间为一周，具体安排如表5.1所示。

表5.1 课程设计时间安排表

星期一星期二星期三星期四星期五

上午布置设计任务书，对基本

内容进行讲解；将学生分

成若干组，每组一个设计

题目

学生自己设

计

学生自己设

计

整理资料撰写说明书

下午查阅相关资料辅导答疑辅导答疑撰写说明书画图

5.6课程设计考核方法及成绩评定

工作态度占30%;方案合理性占30% ;说明书撰写规范性和书面表达能力占

5.7课程设计教材及主要参考资料

教材建议选用：张毅刚、彭喜源等•《MC—51单片机应用设计》黑龙江, 哈尔滨工业大学出版社，1997

参考书目:

1、《MC—51系列单片机实用接口技术》，李华, 学出版社

大学出版社

3、《ATMEL8系列FLASH单片机原理及应用》，

批准：孙晓云

一、硬件电路设计

1、采集系统各个部件的选择及接口设计

数据采集系统原理框图如图所示: 北京航空航天大

2、《单片机应用系统抗干扰技术》，王幸之、王雷，北京航空航天

余永权，电子工业出版社

制定：杨国福

A/D

转

CP

U 换复位电路时钟电路

传感

1）、传感器的选择

技术指标及测量精度要求： -------------- ；为满足指标及测量精度要 求，我选择了 -------- 传感器（注意：根据技术指标自己选择传感器）。因 为它的技术指标及测量精度为： --------------- 。

2）、信号调理电路设计

电压/电流转换电路是用来将微小的电流信号转变成适合其他芯片使用的电压 信号，本设计采用的是将从传感器输出的小电流信号转换成模

/数转换器能接受的

0〜5V 的电压信号，它是一个同相放大器，将电流信号转换成电压信号，输入到 ADC0809进行A/D 转换，将转换数据存入单片机的数据存储区，等待处理。转换

若取 R=20(n, R 仁 18©, R5=43©, Rf=7.14K Q,调整 Rw 使 Vf=7.53V 。则有

7 14 7 14

7 14

V0=(4〜20mA)*200Q *(1+ 714

724

)-7.53* 714 =0〜5V 18

43 43

3)、A/D 转换器的选择及与51单片机的接口设计

AD0809的技术指标：

（1）分辨率

8 位;

(2)

总的不可调误差 土 1/2LSB ;

R f

R7V f

1

OUT

R 5

R 1 R 5

V

R f

(3)第一电源5V ;

(4)温度范围-40 C〜+85C；

(5)低功耗15mV-W ;

(6)变换时间100 pS;

(7)按比例操作，或参考电压接直流5V,或接可调的模拟电压。

总之，AD0809具有较高的变换速度，较高的精度，较小的温度影响，较好的长

期精度和重复度以及较低的功耗，具有八路模拟通道，为此选用了AD0809 AD0809与51单片机接口电路如图所示：

注意：这部分设计参考书中的214-216页

2、系统硬件电路原理图

注意：把前面的各部分图对应连接起来，再把51单片机的时钟电路和复位电路对应连接起来就可以了。参考书中的第21-23页对时钟电路和复位电路进行设计。

定时传送方式

对于一种A/D转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。

例如,ADC0809转换时间为128 ps。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用这个延时子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。在这种方式下，EOC引脚悬空

RESET

二软件设计

注意：（1）设计冷库温度数据采集系统的采集程序，要求采用软件延时的

方法分别对4路温度模拟信号轮流采样一次，并依次把结果转存到数据存储区（数 据存储区指针自己确定）：（2）设计粮库环境参数测试系统的采集程序，要求采 用软件延时的方法分别对3路湿度模拟信号轮流采样一次，并依次把结果转存到数 据存储区（数据存储区指针自己确定）。（3）设计烟厂环境参数自动监测系统的 采集程序，要求采用软件延时的方法分别对 3路湿度和3路温度模拟信号轮流采样 一次，并依次把结果转存到数据存储区（数据存储区指针自己确定）。

主程序流程图如下:

8051

74HC373 1 2 3 4 5 6 7 8

量

15 14 10 11 31 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT 1 INT0

P0

P0*

P0： ALE/

39DB0

38DB1 / 37DB2 /

3333

WWW

3 T

T 百 13 14 17 18 11

19 18

T1 T0

RXD TXD EA/VP X1 X2

P2 P2

21 22 23 24 25 26 27 P2

：

RD WF PSE

28 17 16 29

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q

C

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

Q6

Q7

2 5

6

9

12 15 19 21 20 19 18

"8" 15 14 17 LE

OEJ

1GND DB0 25 DB1 24 DB2 23

10

msb2-1 IN-

2-2

2-3

IN- 2-4 2-5 IN-： 2-6

2-7 IN-： lsb2-8

IN-

ADD-A

ADD-B

IN-

ADD-C

IN-

ALE

START IN-

ENABLE

EOC ref(- 'CLOCK

ref(+

A 74ALS02

A 74ALS02

ADC0809

27 28 1

3 4 5