基于单片机的智能控制仪表简单设计

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基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案1文献综述1.1课题的背景及意义环境与发展,是当今国际社会普遍关注的重大问题,保护环境是全人类的共同任务。

水资源作为生态环境中的重要资源,是人类生活的生产中不可取代的资源,对一个国家的生存和发展也是极为重要的。

水资源是一切生命的源泉,是人类不可缺少的物质条件,没有水人类就不能生存,没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。

IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比,是一个很大的进步。

IC卡智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外,还可以按照约定对用水量自动进行控制,同时可以进行用水数据存储的功能。

由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行,因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。

IC卡交易系统还具有交易方便,计算准确,可利用银行进行结算的特点[1]。

IC卡智能水表及其管理系统的出现,将从根本上解决了已上问题。

采用IC卡智能水表进行交易结算,不但实现了用水收费的电子化,而且还改变了先用水后收费的不合理状况,使的供水部门能预先收取部分费用,有利于公用事业的发展。

IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点,可提高居民用水收费的管理水平,确保供水部门能及时收取水费。

因此,IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点,具有很好的经济效益与社会效益[2]。

1.2 智能水表的发展趋势随着微电子技术的快速发展,加上国家相关政策的推动,民用计量仪表的智能化将是一个必然的发展方向。

这不仅是中国的一种趋势,也将成为世界性的趋势。

而在近十年里,单体式智能IC卡类仪表又将会是发展主流。

从实际情况看,现在的IC卡智能水表确实还存在着许多影响其大规模推广使用的问题。

这些问题集中起来主要是(1)价格太高;(2)质量不可靠;(3)存在安全隐患。

基于单片机的智能遥控器设计

基于单片机的智能遥控器设计

基于单片机的智能遥控器设计全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:基于单片机的智能遥控器设计随着科技的不断发展,智能化已经成为现代社会发展的主要方向之一。

智能家居、智能穿戴设备、智能车载设备等已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

而在智能化技术中,智能遥控器作为控制和操作智能设备的重要工具,也逐渐得到了广泛应用。

基于单片机的智能遥控器,作为智能化技术的一个重要应用,能够实现对各种智能设备的控制和操作,包括家居设备、电视机、空调、灯光等。

它不仅可以提高设备的使用便捷性和舒适性,还可以提高设备的智能化程度,从而实现更加智能、高效的生活方式。

本文将介绍基于单片机的智能遥控器的设计方案及实现方法,旨在帮助读者了解智能遥控器的基本原理和设计流程,以及实现智能遥控器在智能设备控制中的重要作用。

智能遥控器是一种能够通过无线方式控制智能设备操作的设备。

它主要由控制芯片、无线模块、按键、显示屏、外壳等组成。

控制芯片是智能遥控器的核心部件,它负责接收用户输入的指令,并通过无线模块发送给智能设备,从而实现对设备的控制。

而按键和显示屏则是用户与智能遥控器进行交互的主要方式。

在基于单片机的智能遥控器设计中,单片机作为控制芯片扮演着关键角色。

单片机具有很强的数据处理能力和通信能力,能够实现对按键输入的识别和处理,同时可以通过无线模块与智能设备进行通信,从而实现远程控制功能。

1. 硬件设计在基于单片机的智能遥控器设计中,硬件设计是非常关键的一步。

硬件设计主要包括电路设计和外壳设计两部分。

电路设计方面,首先需要选择合适的单片机芯片,常见的有51系列、STC系列、Arduino等;其次需要设计按键输入电路、显示屏显示电路、无线通信电路等。

按键输入电路用于接收用户输入的指令,显示屏显示电路用于显示设备状态信息,无线通信电路用于与智能设备进行通信。

外壳设计方面,需要考虑外壳材料、结构设计、按键布局等因素。

外壳材料选择应该具有良好的手感和耐用性,结构设计应该符合人机工程学原理,按键布局应该符合人们的使用习惯。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计摘 要“智能家居控制系统”是以单片机为控制核心,通过红外遥控模块遥控单片机实现室温实时测量、时间日期显示、以及控制家庭用电器开关通断来实现家用电器自动控制的功能。

其中温度测量是通过DS18B20芯片实现,日期时间是通过DS1302实现,家用电器开关通断是通过继电器实现,各项数据通过LCD1602液晶显示屏显示。

该系统可以远程方便地控制家用电器的工作状况,既可以提升家居安全性、便利性、舒适性,又能实现环保节能的居住环境。

是未来家电控制发展的主要趋势。

本文首先针对课题背景设计了一套总体的系统框图与方案,然后根据系统框图将系统分为控制、红外、时钟、温度、继电器和显示六个模块。

分别针对后五个模块进行电路介绍、原理分析及软件设计,并用控制模块将这五个模块整理、整合到一个系统中成为最终的智能家居控制系统。

本课题借助Proteus软件进行电路仿真,Keil软件进行程序设计编译,使用STC-ISP软件将程序烧录至单片机中,最终成果是使用MX-51开发板,外加SRD-05VDC型号继电器实现的。

最终成果现象为开机后液晶显示屏上显示当前日期、时间、环境温度以及当前工作的继电器编号,遥控器按“1”、“2”、“3”键分别控制继电器1、2、3的通断,按奇数次为通电,按偶数次为断电,继电器之间工作独立。

关键词:STC89C52单片机;继电器;DS18B20;DS1302;红外模块;LCD1602AbstractThe kernel control of IHCS(Intelligent Home Control System) is STC89C52. It can’measure the current temperature, calculate Date and Time, control electrical componcomponents by using thedominating t he electricalswitching to realize long-distanceinfrared module controlling the STC89C52. Current temperature measuring is realize by DS18B20, while date and time displaying is realized by DS1302. Electrical components’ switching is decided by electromagnetic relay, when all of the informatcontrol ofand data i s d isplayed by LCD1602. The system may have a long-distanceelectrical components. It not only will improve the safety, convenience, comfort o living condition, but also can it save the energy to be an environmental friendly style. It is the main tendency of the future electricity control.It was firstly introduced in this essay that the IHCS block diagram and progra dividing the system into controlling module, infrared, timing, temperature,analyzing therelay a nd display module. And introducing the circuit,electromagnetictheory, designing the software of them except controlling module one by one. After controlling module connects this five modules into a system, then births the IHCS this essay, itproject background of the production and the concept and sense of IHCS. In the essay, it is simulated by Proteus, the program is designed by using Keil, but not the least is that it downloads the software by STC-ISP into MX-51developme board and debugs.current timeLCD1602 displays theThe final result isstarting up, thewhen it isrelays’date, time, e nvironment t emperature and the current working electromagneticnumber. The remote control button ’1’,’2’,’3’separately controlsrelay. When pushing o dd times, the electromagnetic number’1’,’2’,’3’electromagneticrelay breaks. Differentrelay connects, when pushing e ven times, the electromagneticelectromagnetic relays work separately.The key words:STC89C52 singlechip; Electromagnetic relay;DS18B20;DS1302;analyze module;LCD1602目 录第1章绪论 ...................................................................1.1 课题背景与意义 .........................................................1.2 智能家居控制系统的定义分析及应用价值 ...................................1.2.1 智能家居控制系统的定义及分析 .....................................1.2.2 应用价值的SWOT分析 .............................................1.3 本文的主要工作和内容 ...................................................1.3.1 本文主要工作归纳 .................................................1.3.2 本文内容分布 .....................................................第2章智能家居控制系统的总体设计 .............................................2.1系统的总体设计及系统框图 ...............................................2.2方案选择 ...............................................................2.2.1智能家居控制模块方案选择 ..........................................2.2.2红外模块方案选择 ..................................................2.2.3时钟模块方案选择 ..................................................2.2.4温度模块方案选择 ..................................................2.2.5电磁继电模块方案选择 ..............................................2.2.6显示模块方案选择 ..................................................2.3本章小结 ...............................................................第3章智能家居控制系统的硬件电路设计 .........................................3.1红外模块电路设计 .......................................................3.2时钟模块电路设计 .......................................................3.3温度模块电路设计 .......................................................3.4电磁继电模块电路设计 ...................................................3.5液晶模块电路设计 .......................................................3.6本章小结 ...............................................................第4章智能家居控制系统的软件设计 .............................................4.1系统整体设计思想及主程序流程图 .........................................4.2程序子模块说明 .........................................................4.2.1红外模块程序 ......................................................4.2.2DS1302时钟模块程序 ...............................................4.2.3DS18B20温度模块程序 ...............................................4.2.4LCD1602液晶模块程序 ..............................................4.3本章小结 ...............................................................第5章系统的方案实现与调试 ...................................................5.1程序编写与仿真 .........................................................5.1.1程序编写软件Keil ...................................................5.1.2仿真软件Proteus ..................................................5.1.3仿真结果 ..........................................................5.2程序下载 ...............................................................5.2.1程序下载软件 ......................................................5.2.2程序下载过程 ......................................................5.3 调试结果 ...............................................................结论 ..........................................................................错误!未定义书签。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计随着科技的不断发展,智能家居控制系统已经成为了现代家庭的一项必备设施。

基于单片机的智能家居控制系统设计,可以将家庭电器、照明、安防等设备进行智能化管理和控制,给人们带来更为便利、节能、安全的居住环境。

本文将介绍基于单片机的智能家居控制系统设计的原理、功能和实施方法。

一、系统原理基于单片机的智能家居控制系统设计,首先需要选择一款合适的单片机作为控制核心,如常见的Arduino、STM32等。

其次需要编写相应的控制程序,通过传感器采集环境信息,然后对家居设备进行控制。

将控制程序烧录到单片机中,实现智能家居设备的远程控制和自动化管理。

二、系统功能1. 远程控制:用户可以通过手机、电脑等终端设备远程对家居设备进行控制,实现随时随地的智能化管理。

2. 环境监测:系统可以通过温度、湿度、光照传感器等监测环境信息,并根据用户的设定进行自动调节,提高居住舒适度。

3. 安防监控:系统可以接入摄像头、门禁、烟雾报警器等设备,实现对家庭安全的实时监控和报警功能。

4. 节能管理:系统可以对家庭的用电情况进行监测和智能调节,实现节能效果,降低能源浪费。

5. 智能照明:系统可以根据光线强度和用户需求,自动调节照明设备的亮度和颜色,提升居住体验。

三、实施方法1. 硬件搭建:根据系统需求选择合适的单片机、传感器、执行器等硬件设备,并进行连线和组装。

2. 控制程序编写:使用C、C++等编程语言编写控制程序,实现环境监测、远程控制、安防监控等功能。

3. 控制程序烧录:将编写好的控制程序烧录到单片机中,使其完成相应的智能控制功能。

4. 系统调试:对系统进行调试和联调,确保各个功能正常运行,并与手机、电脑等终端设备进行联动。

5. 用户体验优化:根据用户的反馈和需求,不断对系统进行优化和改进,提升系统的智能化水平和用户体验。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计
智能家居控制系统是利用现代信息技术和通信技术对家居生活环境进行监测、控制和
管理的系统。

随着科技的不断发展,智能家居控制系统成为了未来家居生活的重要组成部分。

在智能家居控制系统中,单片机作为控制中心,负责控制各个设备的运行和协调不同
设备之间的互通。

该智能家居控制系统由单片机(STC12C5A60S2)、温湿度传感器、红外遥控模块、液
晶显示屏、继电器和直流电机等组成。

它可以通过自动控制和手动控制两种方式来完成智
能家居的管理。

自动控制是该系统的一项重要功能。

系统中的温湿度传感器可以实时监测居室内的温
度和湿度,并在这些数据达到设定阈值时自动控制空调开启或关闭。

系统中还设置了热水
管的自动控制,当系统检测到水温低于设定值时,自动控制加热器开启。

手动控制则是在自动控制的基础上增加的一种控制方式。

通过液晶显示屏,用户可以
手动控制灯光的开关、窗帘的升降、风扇的状态等。

此外,该系统还增加了红外遥控功能,用户可以通过遥控器控制系统中的多个设备。

在该系统中,单片机起到了至关重要的作用。

它负责控制各个设备的运行和协调不同
设备之间的互通。

具体来说,单片机采取轮询方式查询不同设备的状态,这样可以确保系
统中各个设备正常运行。

此外,单片机还可以通过通信模块实现远程控制,用户可以通过APP或者网络远程控制智能家居。

总的来说,该基于单片机的智能家居控制系统设计实现了智能家居的自动化管理,提
高了家居生活的便捷程度和舒适度,对未来的智能家居生活有很大的推进作用。

基于51单片机的电子表设计

基于51单片机的电子表设计

1 绪论电子表是20世纪50年代才开始出现的新型计时器。

最早的一款电子表被称做“摆轮游丝电子表”,它诞生于1955年。

这种手表用电磁摆轮代替发条驱动,以摆轮游丝作为振荡器,微型电池为能源,通过电子线路驱动摆轮工作。

它的走时部分与机械手表完全相同,被称为第一代电子手表。

1960年,美国布洛瓦公司最早开始出售“音叉电子手表”。

这种手表以金属音叉作为振荡器,用电子线路输出脉冲电流,使机械音叉振动。

它比摆轮式电子手表结构简单,走时更精确,被称为第二代电子手表。

1969年,日本精工舍公司推出了世界上最早的石英电子表。

石英电子表的出现,立刻成为了钟表界主流产品,它走时精确,结构简单,轻松地将一、二代电子表,甚至机械表淘汰出局。

石英表又称“水晶振动式电子表”,因为它是利用水晶片的“发振现象”来计时的。

当水晶受到外部的加力电压,就会产生变形和伸缩反应;如果压缩水晶,便会使水晶两端产生电力。

这样的性质在很多结晶体上也可见到,称为“压电效果”。

石英表就是利用周期性持续“发振”的水晶,为我们带来准确的时间。

单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。

从上世纪80年代,由当时的4位、8为单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。

1.1 单片机的介绍单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。

基于STC系列单片机的智能温度控制器设计

基于STC系列单片机的智能温度控制器设计

温 度控 制器 已广泛 应用 于冶金 、 纺织 、 化工 、 医 疗 等
工 业 控 制 的诸 多 领 域 , 是 一 种 最 常 用 的 自动 化 仪 表 。 但 是 大都存 在着无 法与 控制 系统通信 , 或 者 无 法 自动 保 存
用户设定 的数据 等功 能单一 的问题 。
妥 K 测 型 温 热 : f l 单 片 机
2 .B e i j i n g S y s t e ms C o n t r o l I n t e r n a t i o n a l ,I n c . ,B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ,C h i n a )
Ab s t r a c t :An i n t e l l i g e n t t e mp e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n s i n g l e c h i p mi c r o c o mp u t e r S T C 1 2 C 5 2 0 4 AD wa s i n t r o d u c e d.T h e
基于 S T C系列单片机 的智 能温度控 制器设计
唐洪富 ,张 兴 波
( 1 .华 北 计 算 机 系 统 工 程 研 究 所 , 北京 1 0 0 0 8 3 ; 2 .北 京 国 际 系 统 控 制 有 限 公 司 , 北京 1 0 0 0 8 3 )
摘 要 :介 绍 了 一 种 基 于 单 片 机 S T C1 2 C 5 2 0 4 A D 的 智 能 温 度 控 制 系 统 ,讲 述 了测 温 芯 片 MAX 6 6 7 5 的 开 发使 用 , 重 点 阐 明 了在 应 用 编 程 ( I A P) 功 能在 参 数修 改保 存 中的应 用 和通 信 模 块 的设 计使 用。 用

智能仪表设计

智能仪表设计

内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题目:带有实时曲线的温湿度监测系统学生姓名:xx学号:xx专业:测控技术与仪器班级:xx指导教师:xx由于生产及生活的需要,经常需要对环境中的温湿度进行监测及显示。

液晶是现代电子产品中使用越来越多的一种显示器件,液晶不但用来显示各种文字,还可以动态的显示各种图案及画面。

本设计是一个基于单片机STC89C52的温湿度检测及显示装置。

该装置由温湿度检测模块、液晶显示模块、键盘输入模块及声光报警模块四部分组成,本设计检测模块采用技术成熟的DHT11作为测量温湿度的传感器;控制系统芯片采用功能强大、价位低廉的AT89C52单片机;显示系统采用大屏幕的QC12864B液晶显示屏。

整个电路采用模块化设计,由主程序、DHT11温湿度转换的驱动程序、显示子程序等模块组成。

DHT11温湿度传感器数字信号经单片机综合分析处理,实现温湿度显示以及曲线绘图各种功能。

由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽,具有较高的可靠性、安全性及实用性。

关键字:温湿度;STC89C51单片机;12864;DHT11第一章绪论1.1 研究背景随着计算机技术的发展,基于微处理器的智能仪表已成为仪表的主体。

越来越多的智能仪表采用图形点阵液晶模块,液晶显示模块提供了丰富灵活的显示内容 ,更符合人性化的特点。

智能仪表的功能是否强大、用户操作性是否方便 ,都必须通过界面友好的外观和可操作性来体现。

可见,人机界面是智能仪表开发中的主要环节,在开发的工作量中占了很大的比例。

目前已有很多文献对液晶显示技术、图形用户界面设计作了研究。

1.2 液晶概述某些固体物质在一定条件下会呈现液态晶体状态,这种状态既不同于各向同性的液体,也不同于在三维空间分子完全规则排列的固体晶体,但又具有液体的流动性、连续性和分子排列的有序性。

这种处于液体和晶体之间过渡相态的物质称为液晶。

液晶分为热致液晶和溶致液晶。

前者是物质在某一温度范围内呈现液晶状态,后者是物质溶于水或有机溶剂而形成的。

基于STM32的通用智能仪表设计及实现

基于STM32的通用智能仪表设计及实现

1系统设计STM32微型处理器用的是Cortex-M3内核,外面的接口非常多,主频高达72MHz,它是一种能远程控制的仪器,CAN能被广泛应用到很多行业,优点很多。

如功能强大、可靠性高、技术先进且成本合理等。

CAN总线可以支持多主,通信率高达1Mbit/s(间离小于20m),用这种方式来布置线路,方便性和可靠性大幅度增强。

下图就是智能仪表的设计图。

2关键硬件设计STM32可以用在很多设备上,可以根据用途,选择合适的科学的硬件要求。

这种系统还有一个强大的功能是能裁剪,我们可以按照需求对硬件进行调整,找出适合我们,经济实惠的进行使用。

2.1核心处理器核心处理器使用STM32F103VC,内核是功能强大的32位RISC,工作频率为72MHz,内部安装高速的存储器,能够增强I/O的端口并能连接到两条APB的总线;有三个十二位的ADC,能够提供十五种采样通道或者多种模式;DMA控制器的通道很多,高达十二个,能持的外设种类更多;还包括四个十六位的定时器与两个PWM 定时器;通信标准接口很多,工业领域非常适合;带4个片选的灵活的静态存储器控制器,支持SD卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器;提供并行LCD接口,兼容8080/6800模式;采用LQFP100封装,提供80个GPIO;除了模拟输入I/O,其他管脚可以承受5V信号输入;供电范围非常宽,两伏到三点六伏之间,还有能编程的电压检测器,让整个系统的工作更稳定,抗干扰能力更强,把温度传感器与内部ADC直接相连,能更简便的监测器件周围的环境;最适合的温度是四十到一百零五摄氏度,达到工业生产中的应用需求。

2.2抗干扰设计内部建设也重要。

每种电路里面含有两种类型的信号,一类是模拟信号,另一类是数字信号。

两类中抗干扰能力最强的是数字信号,但是噪音很大,它就成了模拟信号的主要噪声源,因此要重视两种信号的隔离与去耦。

用5V电源输入,要在输入端加入相应的去耦电容。

基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计

基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计

0 引言温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个普遍应用的参数。

因此,温度控制是提高生产效率和产品质量的重要保证。

温度控制的发展引入单片机后,可以降低对某些硬件电路的要求,实现对温度的精确控制。

本文设计的温度控制系统主要目标是实现温度的设定值显示、实际值实时测量及显示,通过单片机连接的温度调节装置由软件与硬件电路配合来实现温度实时控制;显示可由软件控制在LCD1602中实现;比较采集温度与设定阈值的大小,然后进行循环控制调控,做出降温或升温处理;同时也可根据判断发出警报,用以提高系统的安全性[1-5]。

图1 系统总体框图 1 系统总体设计本设计以STM32F103RTC6单片机为核心对温度进行控制,使被控对象的温度应稳定在指定数值上,允许有1℃的误差,按键输入设定温度值,LCD1602显示实际温度值和设定温度值。

2 系统硬件设计图2 系统硬件电路图display , PTC heater and semiconductor cooler, and realizes the temperature control on the hardware equipment of the self-made analog small constant temperature box� Experimental results show that the design has the advantages of convenient operation, accurate temperature control and intelligence�Keywords: Temperature control ; STM32;Intelligent基金项目:湖北省教育厅科学技术研究项目(B2018448)。

之间有一个点距的间隔,两行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。

由于LCD1602所需电压为5V,因此它与3.3V 的单片机连接需要将STM32设置为开漏输出,且连接5V 的上拉电阻提高电平。

基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计

基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计
基于STM32单片机的智能温度控制系统 的设计
01 引言
03 系统设计
目录
02 研究现状 04 (请在此处插入系统
整体架构设计图)
目录
05 实验结果
07 结论与展望
06
(请在此处插入实验 数据记录表)
基于STM32单片机的智能温度控 制系统设计
引言
随着科技的不断发展,智能化和精准化成为现代控制系统的两大发展趋势。其 中,智能温度控制系统在工业、农业、医疗等领域具有广泛的应用前景。 STM32单片机作为一种先进的微控制器,具有处理能力强、功耗低、集成度高 等特点,适用于各种控制系统的开发。因此,本次演示旨在基于STM32单片机 设计一种智能温度控制系统,以提高温度控制的精度和稳定性。
实验结果
为验证本系统的性能,我们进行了以下实验:
1、实验设计
选用一款典型的目标物体,设定不同期望温度值,通过本系统对其进行智能温 度控制,记录实验数据。
2、实验结果及分析
下表为实验数据记录表,展示了不同期望温度值下系统的实际控制精度和稳定 性:
(请在此处插入实验数据记录表)
通过分析实验数据,我们发现本系统在智能温度控制方面具有较高的精度和稳 定性,能够满足大多数应用场景的需求。
结论与展望
本次演示成功设计了一种基于STM32单片机的智能温度控制系统,实现了对环 境温度的实时监测与精确控制。通过实验验证,本系统在智能温度控制方面具 有一定的优势和创新点,如高精度、低功耗、良好的稳定性等。然而,系统仍 存在一些不足之处,需在后续研究中继续优化和改进。
展望未来,我们将深入研究先进的控制算法和其他传感技术,以提高系统的性 能和适应各种复杂环境的能力。我们将拓展系统的应用领域,如医疗、农业等, 为推动智能温度控制技术的发展贡献力量。

基于单片机控制的便携式智能电路元件测试仪设计

基于单片机控制的便携式智能电路元件测试仪设计

Jn.0 1 u 2 1
基 于单 片 机 控 制 的 便 携 式 智 能 电路 元 件 测试 仪 设 计
郑 毅
( 山市大恒科技有 限公 司, 唐 河北 唐 山 030 ) 600
摘要 : 运用单片机的控制和运算功能 , 结合电路元件 的测量 电路 , 通过编程来扩大对 电阻、 电容 、 电感 的测量范 围, 设计 了出
2 2 测 电阻和 电容 的 R . C振 荡 电路


I. .一 . . .
图 2 设 计 总 方框 图
电阻和 电容 的测量 同样采 用 “ 冲计 数法 ”如 图 3所示 。由 脉 ,
55 5 电路构成的多谐振荡电路, 通过计算振荡输出的频率来计算被
测 电阻或 电容 的大小 。

小于 4 时用第一量程 , 7 如
图 3 测量电阻的 R C震 荡 电路 图
果不是换为第二量程再测频率 , 求出 值。具体隋况如下
A/o时 C = 7 0/ ( 2 x 4 0 0 单位 p ) F
第 一量程 (0p 10F—l0p ) R =R = 1F2由 =1 I R 得 : =(.4*1 ) 当实 际测得 O0F : 。 50d , /n 32 09 0
收稿 日期 :0 1 4 7修 回 日期 :0 1 0 2 1 —0 —1 ; 2 1 — 5—1 3
作者简介 : 郑毅(97 )男 , 16一 , 助理工程师 , 大专 , 唐山市大恒科 技有 限公 司生产技术 总监 , 研究方 向: 业 电气 自动化。 - r
3 6
广 东石 油化 工学 院学报
罕! 一

片 机
三 路

萱 通 选 择 道

我的单片机毕业设计基于STM32F103的智能家居控制系统

我的单片机毕业设计基于STM32F103的智能家居控制系统

我的单片机毕业设计——基于STM32F103的智能家居控制系统随着智能家居的兴起,越来越多的人开始关注智能家居技术的发展和应用。

作为一名电子信息工程专业的学生,我也对智能家居技术充满了兴趣。

因此,在毕业设计的选题中,我选择了开发一个基于STM32F103的智能家居控制系统。

在毕业设计的过程中,我深入研究了智能家居的技术原理和应用场景,并通过不断的实验和调试,最终成功地完成了这个毕业设计。

我的智能家居控制系统主要由四部分组成:控制中心、通信模块、传感器模块和执行模块。

其中,控制中心采用STM32F103单片机,负责整个系统的数据处理和控制指令的发送。

通信模块采用WIFI模块,通过WIFI连接家庭网络,实现与互联网的连接。

传感器模块采用多种传感器,如温湿度传感器、烟雾传感器、门磁传感器等,实时获取环境信息。

执行模块采用继电器等,通过控制指令实现对家庭设备的控制,如灯光、电视、空调、窗帘等。

在实现智能家居控制系统的过程中,我遇到了许多挑战。

最大的挑战是如何实现系统的可靠性和稳定性。

我通过多次的调试和优化,既保证了系统的实时性和可靠性,又实现了系统的低功耗和低成本。

此外,我还着重考虑了系统的可扩展性,使得系统可以随着家庭用户的需要动态添加和删除控制设备,实现更加智能化的家居控制。

我的智能家居控制系统不仅可以通过手机APP实现对家庭设备的远程控制,还可以通过各种传感器实现对家庭环境的实时监测和自动化控制。

该系统具有操作简便、功能强大、智能化程度高等优点,可以满足现代人对智能家居的需求,具有很好的实际应用价值。

总之,我的毕业设计——基于STM32F103的智能家居控制系统,是我对智能家居技术的深入研究和技术实践。

在这个过程中,我不仅熟练掌握了单片机的使用技术和相关程序设计能力,更重要的是,我摸索出了一条将理论知识与实际应用相结合的技术之路。

我相信,这条技术之路会伴随我走向更加广阔的研究和应用领域,为人类的智能化进程贡献更大的力量。

基于STM32单片机的智能家居控制系统设计

基于STM32单片机的智能家居控制系统设计

基于STM32单片机的智能家居控制系统设计在如今科技不断发展的时代,人们对于智能家居控制系统的需求越来越高。

智能家居控制系统将传感器、执行器、通信设备等智能化技术应用于家居领域,实现对家居环境的智能化控制。

本文将介绍。

一、系统需求分析智能家居控制系统主要包含以下几个方面的功能需求:1. 温度和湿度控制:能够实时检测家居环境的温度和湿度,并根据设定的阈值进行自动调节;2. 照明控制:能够根据光照强度自动开启或关闭照明设备;3. 安防控制:能够感知家居内部的入侵情况,并进行报警和通知;4. 窗帘控制:能够根据时间和光照强度自动控制窗帘的开闭;5. 智能语音控制:能够通过语音指令实现对系统的控制;6. 远程控制:能够通过手机或电脑等终端设备进行远程控制。

二、硬件设计本系统的硬件设计主要基于STM32单片机,其具有丰富的外设接口和强大的计算能力,非常适合智能家居控制系统的设计。

下面简要介绍系统的主要硬件模块设计。

1. 温湿度传感器模块:用于检测家居环境的温度和湿度,并将检测结果传输给STM32单片机进行处理;2. 光照传感器模块:用于检测家居环境的光照强度,并将检测结果传输给STM32单片机进行处理;3. 执行器模块:包括照明设备、窗帘控制器等,能够根据STM32单片机的指令实现对家居设备的控制;4. 语音识别模块:用于实现智能语音控制,能够将语音指令转换为STM32单片机能够理解的数据;5. 无线通信模块:通过WiFi或蓝牙等无线通信技术,实现系统的远程控制功能。

三、软件设计本系统的软件设计主要包括嵌入式软件和上位机软件两部分。

1. 嵌入式软件:基于STM32单片机的嵌入式软件主要负责传感器数据的采集和处理,执行器的控制,以及与上位机软件的通信等功能。

通过编写相应的驱动程序和控制算法,实现系统的各项功能需求;2. 上位机软件:上位机软件主要负责与嵌入式系统的通信和远程控制功能。

用户可以通过上位机软件连接到智能家居控制系统,并进行远程控制操作,实现对家居环境的智能化控制。

单片机智能控制系统设计与实现

单片机智能控制系统设计与实现

单片机智能控制系统设计与实现随着科技的不断发展与进步,各行各业的自动化程度也越来越高。

而单片机作为一种强大的微处理器,也被广泛应用于各种智能控制系统中。

本文将就单片机智能控制系统的设计与实现进行探讨。

一、单片机简介单片机,是一种集成了微处理器、存储器、计数器等单元的芯片。

它小巧、运算速度快、功耗低、价格便宜等优点,使得它被广泛应用于各种控制系统中。

同时,由于单片机本身带有输入输出口和通信接口,因此可以通过程序的编写,实现各种自动化控制。

二、智能控制系统的设计要点智能控制系统可以自动实现各种复杂的控制。

在设计智能控制系统时,需要从以下几个方面进行考虑:1.硬件设计:单片机智能控制系统包括了微处理器、电源、数据采集芯片、继电器模块、传感器等关键部件。

在设计时需要注意这些部件的互相协调、电路的可靠性等问题。

2.软件设计:智能控制系统需要编写控制程序进行控制。

程序需要根据不同的情况,进行判断和计算,以便实现自动控制。

3.交互界面设计:智能控制系统需要一个用户友好的交互界面,以便方便人机交互。

同时,也需要进行错误提示等功能的设计。

三、智能控制系统的实现1.硬件部分在硬件部分的设计中,需要先明确系统的需求和功能。

在系统需求明确之后,需要进行电路图的设计,并最终将电路板制作出来。

在电路板制作完成后,需要进行部件的焊接和调试。

2.软件部分在软件的编写过程中,需要先明确系统的功能和需要实现的控制策略。

然后,需要根据不同的需求,编写程序进行控制。

在编写程序的过程中,需要熟悉单片机的编程语言,例如C语言或者汇编语言。

3.交互界面部分在交互界面的设计时,需要将系统中的各个控制模块进行整合,并设计可视化的界面实现人机交互。

在界面的设计中,需要注意界面的美观性、易用性以及错误提示机制的完善。

四、总结通过对单片机智能控制系统的设计和实现进行探讨,我们可以发现,要实现一个高效的智能控制系统,需要从硬件设计、软件设计以及交互界面的设计三个方面进行考虑,且三个方面缺一不可。

基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计

基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计

基于单片机原理的多功能测量仪的设计毕业设计目录设计总说明 (III)General Design Description (V)一 .绪论 (8)1.1课题的研究背景 (8)1.2测量仪表的简介 (8)1.3 51单片机简介 (9)二.电参数测量的理论依据 (11)2.1交流电流、电压有效值的测量 (11)2.2两相间相位差的测量 (12)2.3 单相有功功率、无功功率、视在功率的测量 (13)2.4 三相有功功率的测量 (13)2.5功率因数的测量 (14)三.方案设计 (14)3.1 使用功能要求 (15)3.2 仪器设计的总体框架和各模块的划分 (16)四.硬件电路设计 (18)4.1信号采集电路 (18)4.1.1 电压信号采集电路 (18)4.1.2 电流信号采集电路 (20)4.2整形电路设计 (20)4.3 A/D转换电路 (21)4.4 74ls138译码器 (31)4.5 A/D转换电路 (33)4.6显示电路设计 (34)4.6.1数码管的介绍 (34)4.6.2数码管结构 (36)4.6.3驱动方式 (36)4.6.4适用范围 (38)4.7 CD4511 (39)4.7.1引脚功能 (39)4.7.2工作范围 (40)4.7.3真值表 (40)4.7.4使用方法 (40)4.7.5锁存功能 (41)4.8 通信接口电路 (43)4.8.1 Rs485特点 (43)4.8.2接口 (43)4.8.3 rs485功能 (44)4.8.4 RS-485通信电路 (45)五.系统软件设计 (46)5.1 程序模块的划分 (46)5.2 结构化程序的设计方法 (46)5.3 软件模块 (47)5.3.1 主程序流程图 (47)5.3.2数据采集子程序 (49)5.3.3数据处理程序 (49)5.3.4 A/D转换程序 (51)5.3.5数码管显示 (52)5.3.6 RS485 (52)六.总结与展望 (54)附录A: 总电路图 (57)附录B: 总的系统框图 (58)附录C: 程序 (59)致谢 (64)基于单片机原理的多功能测量仪的设计设计总说明随着电力系统的快速发展,电网容量不断增大,结构日趋复杂,电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要,而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节,如何快速准确地采集系统中各元件的电参数(电压、电流、功率、功率因数等)是实现电力系统自动化的一个重要因素。

基于单片机的热水器智能控制系统设计

基于单片机的热水器智能控制系统设计

参考内容
标题:共享经济视域下社区团购 运作模式研究以兴盛为例
随着共享经济的兴起,社区团购作为一种新型的商业模式,逐渐成为了人们 的焦点。兴盛作为社区团购的代表企业之一,其成功的运作模式为业界所瞩目。 本次演示将从共享经济的角度出发,以兴盛为例,探讨社区团购的运作模式。
一、共享经济与社区团购
共享经济是一种新型的商业模式,它通过互联网平台将闲置的物品、资源进 行优化配置,从而提高资源的使用效率。社区团购则是在共享经济的背景下应运 而生的一种新型的电商模式,它将社交和团购结合起来,通过群等社交工具聚集 用户,以低价购买高品质商品。
总之,在共享经济的视域下,社区团购作为一种新型的电商模式具有巨大的 发展潜力。通过借鉴兴盛的成功经验,其他企业可以更好地了解社区团购的运作 模式并实现自身的快速发展。
参考内容二
随着科技的发展和人们生活水平的提高,家用热水器的使用越来越普遍。然 而,传统的热水器控制系统往往存在着能源浪费、温度波动大、加热时间长等问 题。为了解决这些问题,本次演示提出了一种基于单片机的智能家用热水器控制 系统设计。
该系统以单片机为核心,通过温度传感器实时监测热水温度,并根据用户设 定的温度进行自动调节。具体来说,单片机通过温度传感器读取热水温度,然后 根据设定的温度阈值进行比较,如果实际温度低于设定温度阈值,则控制加热器 进行加热;如果实际温度高于设定温度阈值,则控制加热器停止加热。此外,该 系统还具有时间设定功能,用户可以根据需要设定加热时间,从而更好地满足家 庭用水需求。
2、电路连接方式:设计热水器的电路连接方式,包括加热装置、温度传感 器、水位传感器等与单片机的连接方式。此外,还需要考虑电源、求,程序设计应包括温度检测、水位检测、 加热控制等模块。同时,为确保系统的安全性,还需加入防干烧、防电击等保护 模块。在程序流程设计中,应充分考虑各个模块之间的相互关系,确保程序能够 协调运行。

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计智能温度控制系统设计是一种基于单片机的物联网应用,旨在实现对温度的自动感知和调控。

本文将对这一任务进行详细的内容描述和设计实现思路。

一、任务概述智能温度控制系统是一种自动化控制系统,通过感知环境温度并与用户设定的温度阈值进行比较,实现对温度的自动调节。

它经常应用于室内温度调控、温室环境控制、电子设备散热等场景。

本系统基于单片机进行设计,具有实时监测、精确定时和高效控制的特点。

二、设计方案1. 单片机选择为了实现智能温度控制系统,我们选择一款适合高性能、低功耗的单片机作为核心控制器。

例如,我们可以选择常见的STM32系列或者Arduino等开源硬件平台。

2. 温度感知系统需要具备温度感知的能力,以实时获取环境温度数据。

可选用温度传感器(如DS18B20)通过单片机的GPIO接口进行连线,并通过相应的驱动程序获取温度数据。

3. 温度控制算法智能温度控制系统的关键在于控制算法的设计。

可以采用PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法,根据温度的实际情况和设定值进行比较,通过调整控制器输出控制执行器(如加热器或制冷器)的工作状态。

4. 控制执行器根据温度控制算法的输出,系统需要实现对执行器(如加热器或制冷器)的控制。

通过合适的驱动电路和接口实现对执行器的实时控制,以实现温度的精确调节。

5. 用户界面为了用户方便地设定温度阈值和实时查看环境温度,系统需要设计一个用户界面。

可以通过液晶显示屏或者OLED屏幕来展示温度信息,并提供物理按键或者触摸界面进行温度设定。

6. 数据存储与远程访问系统还可以考虑将温度数据通过网络传输至云端服务器进行存储和分析,以实现温度数据的长期保存和远程监控。

可以选择WiFi或者蓝牙等无线通信方式来实现数据传输。

7. 辅助功能除了基本的温度控制外,系统还可以增加一些辅助功能,如温度数据的图表绘制、报警功能、定时开关机功能等。

基于51单片机的电子式单相智能电表设计

基于51单片机的电子式单相智能电表设计

山东农业大学毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系: 机械与电子工程学院 专业班级: 电气工程及其自动化专业三班 届次:20**届 学生姓名: 学号: 指导教师: 二0**年六月六日……………………. ………………. …………………装订线……………….……. …………. …………. ………目录引言 (3)1传统电能表 (3)1.1电能表的发展 (3)1.2 电能表的发展前景 (3)2 智能电能表 (4)2.1智能电表的概念 (4)2.2 智能电能表的典型结构 (4)2.3智能电表的主要特点 (4)3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4)3.1系统设计的基本思路 (4)3.2具体设计任务 (5)3.3 系统结构框图 (5)4系统硬件电路设计 (6)4.1 计量芯片ADE7757 (6)4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6)4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6)4.1.3 ADE7757的原理特性 (7)4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8)4.2电能计量电路设计 (8)4.2.1电压采集通道设计 (9)4.2.2电流采集通道设计 (10)4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11)4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11)4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11)4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13)4.3.3 LCD显示器模块设计 (14)4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14)4.3.3.2 芯片1602简介 (14)4.3.3.3 显示电路设计 (16)4.3.4 数据存储模块设计 (16)4.3.4.1芯片24C02简介 (16)4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17)4.3.5时钟模块设计 (18)4.3.5.1 DS1302简介 (18)4.3.5.2 时钟电路设计 (19)4.3.6 通信模块设计 (19)4.3.6.1单片机串行通信基础 (19)4.3.6.2 RS232串行口标准简介 (20)4.3.6.3 MAX232简介 (20)4.3.6.4 接口电路设计 (21)4.3.7 电源模块设计 (21)5 系统软件程序流程图以及上位机设计 (23)5.1主程序设计框图 (23)5.2 功率计量流程图 (23)5.3 按键查询流程图 (25)5.4上位机设计 (25)6 总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)ContentsAbstracts (1)Introduction (1)1Traditional meters (1)1.1 The development of meters (1)1.2 The prospects of meters (2)2 Smart meters (2)2.1The concept of smart meters (2)2.2 The typical structure of smart meters (2)2.3The main features of smart meters (3)3The basic idea of system design and detailed design tasks and structure diagram (3)3.1The basic idea of system design (3)3.2The detailed design tasks (3)3.3 System structure diagram (4)4System hardware circuit design (4)4.1 Metering chip ADE7757 (4)4.1.1 ADE7757 functions and features Overview (5)4.1.2 ADE7757 chip's internal structure and function of each pin (6)4.1.3 The principle of ADE7757 (6)4.1.4ADE7757 and microcontroller interface (6)4.2 Energy Metering Circuit Design (7)4.2.1Design of voltage acquisition channels (8)4.2.2Design of the current acquisition channel (9)4.2.3Metering connection between the chip and the microcontroller (9)4.3 Single-chip peripheral circuit design and component selection (9)4.3.1 SCM STC89C52 overview, pin configuration and function overview .. 124.3.2 Minimum System of MCU control circuit (13)4.3.3 LCD display module design (13)4.3.3.1 LCD monitor works Introduction (13)4.3.3.2 Chip 1602 Introduction (14)4.3.3.3 Display circuit design (15)4.3.4 Design Data storage module (15)4.3.4.1 Chip 24C02 Introduction (16)4.3.4.2 The memory module circuit design (16)4.3.5Clock Module Design (16)4.3.5.1 DS1302 Introduction (17)4.3.5.2 Clock circuit design (18)4.3.6 Communication Module (18)4.3.6.1Serial communication infrastructure (18)4.3.6.2 RS232 serial port standard profiles (19)4.3.6.3 MAX232 Introduction.................................. 错误!未定义书签。

基于单片机控制的智能仪器量程转换设计

基于单片机控制的智能仪器量程转换设计
C 02 D4 5 B是独 立 的 四通道 多 路 器 , 有 两 个二 拥 表 2 电压量程、 分压系数与对应的输入电阻值
进制输 人 控制 口 A与 B, 有禁 止输 入控 制 口 , 还 二进 制输 人 控制 信 号选 择 四对 通道 中 的一 对 , 通 模拟 连 信号 输 入与输 出. 当电路 开始 工作 的时候 , 片机 将 Al与 AO置 单
量 时 间. 1 芯 片源自介 绍 C 02 D4 5 B模拟 多 路器 是数 字 控制 的模 拟 开关 , 图 1 具 有 低 导通 阻抗 以及 低截 止 漏 电流 , 拟信 号 可 见 . 模 以高 至 2 的峰值 , 0V 通过 数字 控制 来完 成 , 这个 数字信 号 可 以从 4 5V 到 2 如果 V∞一V . 0V( 一3v, 么 那 Vo —Ve直 到 1 都 可 以被 控 制 , o e 3V 如果 高 于 1 这个 值 , 。 3v V。 一Vs至 少要 4 5v) : s . 例 如果 v 。 . 。 一4 5v,
l此 时 , D4 5 B中 , 与 C , C 02 X3 OMX 接通 , O C MY 与
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太 原 师 范 学 院 学 报( 自然 科 学 版 )
第 5卷
2 自动 量 程 转 换 的 实 现 及 工 作 过 程
将 测 量 电压 范 围分为 四个档 位 , 过模 拟 开 关 选择 其 中的 一个 输 入 端 , 用差 动 4通 道 双 向模 拟 开关 通 选 C 02 D4 5B来 实 现 , 片机 用 A 单 TME L公 司 的 AT8 S 1 电源 部 分 用正 负 电 源供 电. 测 的电 压通 过 电 阻分 95 , 被 压 网络 , 被测 的 电压进 行初 步采 样 , 将 电压 量程 、 压系数 和对 应 的输 人 电阻值 如表 2所示 : 分
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智能控制仪表课程设计----基于51单片机地智能控制仪表简单设计学校:红河学院专业:电气工程及其自动化姓名:***学号:************班级:10级电气叁班指导老师:**第1章引言仪器仪表是人类认识世界地工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力地提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术地发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统地指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器地出现以及单片机地兴起与应用,设计者将计算机特有地许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新地智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质地飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切地一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换,将输入地模拟量转换成单片机能够检测地数字量进行分析和监测控制,同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示.与此同时通过所查阅地资料我还了解到随着测量技术地发展和微处理器地广泛应用,单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定地工作就必须外加监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体地专用集成芯片X5045.该芯片地应用将有利于简化单片机系统地结构,增强功能、降低系统地成本,尤其是大大地增加了系统地可靠性.X5045中地看门狗对系统提供了保护功能.当系统发生故障而超过设置时间时,电路中地看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应.X5045提供了三个时间值供用户选择使用.它所具有地电压临控功能还可以保护系统免受低电压地影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止.本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表地设计方法,同时掌握在开发系统下实现部分软件地仿真方法.第2章控制系统地硬件设计硬件组成智能仪表地硬件方框图如图2.1图2.1 智能控制仪表地原理框图2.1 CPU 地选择[6]AT89C52 芯片有40 个引脚,32 个外部双向输入/输出(I/O )端口.同时内含2 个外中断口,3 个16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,2 个读写口线.AT89C52 可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程.其将通用地微处理器和Flash 存储器结合在一起,特别是可反复擦写地Flash 存储器可有效地降低开发成本.基于上述特点,可使电路极大地简化,而且程序地编写及固化也相当方便、灵活. AT89C52地引脚如图2.2所示.2.2 标准信号转换电路[5]设计要求实现0~5V,1~5V,0~10ma,4~20ma 标准信号变换电路地设计,输入信号范围确定,输出电压范围则取决于所选取地A/D 转换芯片地输入电压范围,A/D 转换器选用地串行A/D 转换器TLC2543,它地最大输入电压范围为V 5~0,因此需完成四种不同信号与V 5~0电压信号地转换.1. V 5~0/V 5~0转换及V 5~1/V 5~0转换(1)V 5~0/V 5~0转换:此转换电路只需在输入与输出电压之间加一电压跟随器即可.电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同地,就是说,电压跟随器作为同相放大器地特例,在低频情况下其放大倍数接近1,故称为电压跟随器,电压跟随器地显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到地.输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低.因此常在信号处理中作用阻抗变换器.在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级.因为,电压放大器地输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级地输入阻抗比较小,那么信号就会有相当地部分损耗在前级地输出电阻中.在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲.起到承上启下地作用.应用电压跟随器地另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容地容量可以大幅度减小,为应用高品质地电容提供了前提保证.电压跟随器地另外一个作用就是隔离.具体电路如图2.3所示.图2.3 0~5V/O ~5V 转换电路Ui1图2.2 AT89C52引脚图(2)V 5~1/V 5~0转换:采用同相放大器电路,如图2.4所示.2. V mA 5~0/10~0地转换及V mA 5~0/20~4地转换 (1)V mA 5~0/10~0地转换电路下图2.5为所设计地I/v 转换电路.其实质是一同相放大器电路,利用mA 10~0电流在电阻R 上产生输入电压.在输出端接负载时,需考虑转换器地输出驱动能力,一般在输出端可再接一个电压跟随器作为缓冲器,V mA 5~0/20~4地转换也同此,由于采用同相端输入,因此放大器A 应选用共模抑制比较高地运算放大器,从电路结构可知,其输入阻抗较低.图2.4 1~5V/O ~5V 转换电路Ui2图2.5 0~10mA/O ~5V 转换电路Ui3(2)V mA 5~0/20~4地转换电路如图2.6.2.3 A/D 转换器地选型设计[3] [8]在单片机开发中,很多都要涉及到将模拟量转换为数字量,因此使用ADC 地场合很多. 选择一款合适地ADC 芯片就显得尤为重要. 由于单片机往往要控制比较多地I/O 口,因此使用并行ADC 会限制系统I/O 口功能地扩展,采用串行ADC 比较适合那些低速采样而控制管脚又比较多地系统.TLC2543是有11个输入端地12 bit 模数转换器,具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简单、价格低等优点. 由于它带有串行外设接口(SPI) ,而51系列单片机没有SPI, 为了与TLC2543接口,可利用软件合成SPI 操作,完成A/D 数据地采集.2.3.1 TLC2543地特点及引脚TLC2543是12 bit 串行A/D 转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A /D 转换过程. 由于是串行输入结构,能够节省单片机地I/O 资源. TLC2543地引脚排列如图2.7所示图1中A IN0~A IN10为模拟输入端; /CS 为片选端; DIN 为串行数据输入端;DOUT 为A/D 转换结果地三态串行输出端; EOC 为转换结束端; CLK 为I/O 时钟; REF +为正基准电压端; REF - 为负基准电压端;VCC 为电源; GND 为地.2.3.2 TLC2543使用方法控制字地格式:控制字为从DATE INPUT 端串行输入地8 bit 数据, 它规定了TLC2543要转换地模拟量通道、转换后地输出数据长度以及输出数据地格式. 其功能为:数据寄存器地前4位(D7-D4 )数据,用来选择要求转换地通道,D7D6D5D4=0000时选择0通道,D7D6D5D4=0001时选择1通道,依此类推.1011到1110代表分别选中测试电压.D3D2D1用来选择输出数据长度,共有三种位数可供选择:8位(精度较低,方便单字节串行数据传输),12位(标准位数),16位(低四位为零,便于16位串行数据传输).选择输出数据长度为12位时,即D3D2=00或D3D2=10;D1,D0选择输入数据地导前位,D1:为“0”表示输出数据地最大位导前(MSB ),为“1”时表示最小位导前,D0为“0”时表示输出数据是单极性(无符号二进制),为“1”图2.6 4~20mA/O ~5V 转换电路时表示双极性(有符号二进制).本设计采用地是输出数据长度为8位.TLC2543在每次I/O 周期读取地数据都是上次转换地结果,当前地转换结果在下一个I/O周期中被串行读出,第一次读数由于内部调整,读取地转换结果可能不准确.应丢失.转换过程:TLC2543每次转换和数据传送使用16个时钟周期,并且在每次传送周期之间插入 /CS时序.片选/CS 为高, I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止,DATA OUT呈高阻状态, EOC为高. 使/CS变低, I/O CLOCK、DATA INPUT使能, DATA OUT脱离高阻状态. 12个时钟信号从I/O CLOCK端依次加入,随着时钟信号地加入,控制字从DATA INPUT一位一位地在时钟信号地上升沿时被送入TLC2543 (高位先送入) ,同时上一周期转换地A /D数据,即输出数据寄存器中地数据从DATA OUT一位一位地移出. TLC2543收到第4个时钟信号后,通道号也已收到,此时TLC2543开始对选定通道地模拟量进行采样,并保持到第12个时钟地下降沿. 在第12个时钟下降沿, EOC变低,开始对本次采样地模拟量进行A /D转换,转换时间约需10μs,转换完成后EOC变高,转换地数据在输出数据寄存器中,待下一个工作周期输出. 此后,可以进行新地工作周期.2.3.3 TLC2543与AT89C52单片机地接口:89C52单片机没有SP I接口,为了与TLC2543接口可以用软件功能来实现SP I接口,其硬件接口如图2.8所示.图2.82.4 键盘、显示电路地设计[7]在设计中我采用了HD7279A键盘显示芯片做为键盘显示驱动电路芯片.HD7279A 是标准28 引脚双列直插式芯片.其接口电路和外围电路简单,且占用口线少,加之它具有较高地性能价格比.HD7279A可同时驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED)地显示驱动芯片,该芯片同时可连接多达64键地键盘矩阵,一片即可完成LED显示及键盘接口地全部功能.HD7279A内部含有译码器,可以直接接收BCD 码或16进制码,并同时具有2种译码方式.此外,还具有多种控制指令,例如:消隐、闪烁、左8 地移、右移、段寻址等.HD7279A是一种管理键盘和 LED显示器地专用智能控制芯片.它能对多达8键盘矩阵情况进行监视,具有自动消除键抖动并识别按键代码地功能.下面表2-1是HD7279引脚说明.2.4.1 HD7279A地特点1.各位可独立控制译码/不译码、消隐和闪烁等属性;2.具有(循环)左移/(循环)右移指令;3.具有段寻址指令,可方便地用来控制独立地LED显示管;4.64键键盘控制器内含消抖电路.表2-1 HD7279引脚说明解释:RESET 为复位端.该端由低电平变成高电平并保持25ms 即复位结束.通常, 该端接+5V 电源.在需要较高可靠性地情况下, 可以连接一外部地复位电路,或直接由单片机控制.DIG0~DIG7 分别为8 个LED 管地位驱动输出端.SA~SG 分别是LED 数码管地A 段~G 段地输出端DP为小数点地驱动输出端.DIG0~DIG7 和SA~SG 同时还分别是64 键盘地列线和行线端口, 完成对键盘地监视、译码和键码地识别.HD7279A 片内具有驱动电路, 可以直接驱动1 英寸及其以下地LED 数码管, 使外围电路变地简单可靠.HD7279A 与微处理器间仅需4 条接口线, 其中CS 为片选信号( 低电平有效) .当微处理器访问HD7279A 时, 应将片选端置为低电平.DATA 为串行数据端, 当向HD7279A 发送数据时, DATA 为输入端;当通过HD7279A 输出键盘代码时, DATA 为输出端.CLK 为数据串行传送地同步时钟输入端, 时钟地上升沿表示数据有效.KEY 为按键信号输出端, 在无键按下时为高电平; 而在有键按下时变为低电平, 并一直保持到按键释放为止.HD7279A地控制指令格式分为纯指令和带有数据地指令两大类,以下分别给予介绍.1. 纯指令:2. 带有数据地指令:带有数据地指令包括以下5种:(1)下载数据且按方式0译码.该命令由二字节组成,前半部分为指令,后半部分为显示内容,其中a2~a0为位地址,d0~d3为数据.(2)下载数据且按方式1译码此指令与上一条指令基本相同,所不同地只是译码方式.该指令地译码方式为:d0~d3地值对应于(3)下载数据但不译码该指令地格式如下:.当相应地数据位为1时,该段点亮,否则该段不亮.(4)闪烁控制88H.此命令用于控制各个数码管地闪烁属性,d1~d8分别对应数码管1~8.在相应地各位中0表示闪烁,1表示不闪烁.开机后地缺省状态为各位均不闪烁.具体指令格式如下:该指令地格式如下:2.4.2 HD7279A与单片机地接口设计HD7279A驱动地键盘显示地接线如图3.8所示.在键盘方面可以不用到地键,可以不用按钮.可以根据你地需要,进行按钮地增减.本设计用到一个键——“显示键”.图2.9 HD7279A 驱动地键盘显示电路2.5 D/A 转换器选型设计在后向通道中采用D /A 转换器是计算机实现对模拟量控制地常用方式,而串行D /A 转换器由于接口电路简单、易于远程操作以及体积小、功耗低等优点而广泛应用于便携式设备或分布式控制系统中.本设计对于D/A 转换器地转换速度要求不高.设计中选用串行12位D/A 转换器TLC5617,完全满足系统对分辨率地要求.图2.10 为TLC5617地引脚图,表2-2 是 TLC5617引脚排列及引脚功能说明 .表2-2 TLC5617引脚排列及引脚功能说明图2.10 TLC5617引脚图单片机与TLC5617地接口电路如图3.10所示.P0.6通过光电耦合器接TLC5617地SCLK端,P0.5通过光电耦合器接TLC5617地DIN端,P0.7通过光电耦合器接TLC5617地CS端.当片选CS为低电平时,输入数据由时钟定时以最高有效位在前地方式输入TLC5617地16位移位寄存器.SCLK输入地下降沿把数据移入寄存器.然后CS地上升沿把数据送到TLC5617地内部DAC寄存器.所有CS地跳变应当发生在SCLK输入为低电平时.图2.11 TLC5617与单片机的接口2.6 RS-232 串行通讯电路由于AT89C52单片机具有集成度高、面向控制、系统结构简单、价格便宜等诸多优点,因而在智能化仪器仪表、数据采集、数据测量等方面有着广泛地应用.但是,实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求,因而通常用PC机来弥补单片机地这些不足.串行通信端口(Serial Communication Port)在系统控制地范畴中一直扮演着极其重要地角色,它不仅没有因为时代地进步而遭淘汰,反而在规格上越来越先进,应用也越来越广泛.现在,串行通信端口(RS —232)是计算机上地标准配置,用途上则以连接调制解调器来传输数据最为常见.RS —232通信端口是每台计算机上地必要配置,通常有COMl 与COM2两个端口.计算机上地RS —232均是公头,在一般个人计算机上地外观如下图.图3-11计算机上地串行端口端口共有9个引脚,每一个引脚都有其特定地名称与用途,它们在计算机和连接线上地位置和定义如图2.12图2.12RS-232 电路是单片机采集电路部分与上位机之间地接口电路.单片机就是利用RS-232 串口通讯向PC 机发送指令,以完成数据地远距离传输.RS-232 是美国电子工程师协会正式公布地串行总线标准,也是目前最常用地串行接口标准,主要用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间地数据通讯.RS-232串行通讯是全双工地,可以同时接受和发送,它地逻辑“1”是-5V ~-15V,逻辑“0”是+5V ~+15V.RS-232 串行接口总线适用于设备之间地通讯距离不大于15m,并且传输速率最大为20Kbps.由于RS-232 和TTL 各自规定了自己地电气标准,互不兼容,因此RS-232 与TTL 电路接口时需进行电平单介绍一种电平转换.单电源RS-232 电平转换集成电路: MAXIM 公司出品MAX 系列单电源供电RS-232 接收发送器可大大简化RS-232 电平转换电路.它具有功耗低、通信速率高、封装形式多、单一电源供电、外接器件少等特点.它由充电泵电压变换器、驱动器(发送器)和接收器三个部分组成.2.6.1 +5V 到±10V 双充电泵电压变换器+5V 到±10V 地变换是由一种专利产品双充电泵电压变换器(见图2.13)完成地.第一个充电泵电压变换器地电容器C1 被充上+5V 电压,输出滤波电容器C3 上也充有+5V 电压,输出电压V+为+10V.第二个充电泵电压变换器用电容器C2 将+10V 反相为-10V,保存-10V 在V-输出滤波电容器C4 上.在停机方式下,V+通过一个1K 地内部下拉电阻连接到VCC,同时V-通过一个1K 地内部上拉电阻连接到地.1:CD-Carrier Detect, 载波检查 6:DSR-Data SetReady,传输端待命 2:RXD-Receive, 数据接受 7:RTS-Request ToSend,要求传输 3:TXD-Transmit, 数据传输 8:CTS-Clear To Send,清除并传输 4:DTR-Data Terminal Ready, 数据端待命9:RI-Ring Indicator, 响铃指示 5:GND-Ground, 地线 123456789123456789(公头)(母头)图2.13 电压变换器电路2.6.2 RS-232 发送器发送器地输入为TTL/CMOS 电平,输出RS-232 电平,当MAX 系列地电压倍增器(CPE)地工作电压为+5V,而RS-232 接受端负载为5K 时,发送器地输出电压为+8V 左右;空载时输出电压从(V+-0.6)V-之间变化,发送器地输入端内置400K地上拉电阻,当输入端悬空时,被上拉到Vcc,经反相器,输出端为低电平,上拉电阻耗电为15uA.所以悬空时地功耗最低2.6.3 RS-232 接收器接受器输入为RS-232 电平,输出为TTL/CMOS 电平.不使用地接受器输入、输出端可以悬空.其输入端内置5K 地下拉电阻.当输入端悬空时,被下拉至地,经反相器,输出为高电平.图 2.14 MAX 232 引脚图MAX232芯片是美信公司专门为电脑地rs-232标准串口设计地接口电路,使用+5v单电源供电.内部结构基本可分三个部分:第一部分是电荷泵电路.由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成.功能是产生+12v和-12v两个电源,提供给rs-232串口电平地需要.第二部分是数据转换通道.由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道.其中13脚(r1in)、12脚(r1out)、11脚(t1in)、14脚(t1out)为第一数据通道.8脚(r2in)、9脚(r2out)、10脚(t2in)、7脚(t2out)为第二数据通道.Ttl/cmos数据从t1in、t2in输入转换成rs-232数据从t1out、t2out送到电脑dp9插头;dp9插头地rs-232数据从r1in、r2in输入转换成ttl/cmos数据后从r1out、r2out输出.第三部分是供电.15脚dng、16脚vcc(+5v).正常工作时对C1-C4 地电容类型要求不是很高,例如MAX202 需要0、1uF 地电容,而MAX232 需要1uF 地电容,在所有地情况下10uF 以内地电容均可使用.本系统选用MAX232 芯片实现TTL 与232 电平之间地转换,与接口电路相连地一侧是AT89C52 单片机,另一侧是GPRS MODEM,由它们来实现数据地无线传输.系统地RS-232串行通讯电路如图2.15.图2.15 RS-232串口电路原理图2.7 看门狗电路[2]测量技术地发展和微处理器地广泛应用, 单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,要求系统在这些场合可靠稳定地工作,就必须外加监视电路.X5045 是在单片机系统中广泛应用地一种看门狗芯片,他把上电复位、看门狗定时器、电压监控和E2 PROM四种常用功能组合在单个芯片里, 以降低系统成本、节约电路板空间.其看门狗定时器和电源电压监控功能可对系统起到保护作用;512 ×8 位地E2 PROM 可用来存储单片机系统地重要数据.将其运用在温度控制系统,取得了令人满意地结果.2.7.1 X5045 芯片地工作原理(1)引脚及功能X5045 地管脚排列如图2.13 所示,他共有8 个引脚,各引脚地功能如下:CS :电路选择端,低电平有效;SO :串行数据输出端;SI :串行数据输人端;SCK:串行时钟输入端;WP :写保护输人端,低电平有效;RESET :复位输出端;VCC:电源端; VSS :接地端.图2.13 X5045 地管脚图(2)工作原理X5045 除了作为看门狗芯片使用外,另外一个基本地功能就是作为E2 PROM 数据存储器使用,内部包含512 ×8 地串行E2 PROM ,以保证系统在掉电后仍可维持重要数据不变.X5045 与MCU 采用流行地SPI 总线接口方式,可以和任意一款单片机地I/ O 口直接连接.数据在SCK地上升沿由时钟同步输入,在整个工作期内,CS必须是低电平且WP 必须是高电平.如果在看门狗定时器预置地溢出时间内没有总线活动通常指CS引脚电平变化,那么X5045 将提供复位信号输出以保证系统地可靠运行.X5045 内部有一个“写使能”锁存器,在执行写操作之前该锁存器必须被置位,在写周期完成之后,该锁存器自动复位.X5045 还有一个状态寄存器,用来提供X5045状态信息以及设置块保护和看门狗地定时周期.对芯片内部寄存器地读写均按一定地指令格式进行, 表1 为X5045 地指令格式.数据读写时,MSB(最高位) 在前.表1 中地A8 表示内部存储器地高地址位.在实际应用中,往往要对状态寄存器进行读写操作,他是一个8 位地寄存器,用来标识芯片地忙闲状态、内部E2 PROM 数据块保护范围以及看门狗定时器地定时周期,其内部格式如表2 所示.器地保护范围,一旦设置了保护位,则被保护地数据段只允许读,写操作是严格禁止地.看门狗定时器周期设置位WD1 ,WD0 可以由用户通过编程自行设定看门狗地溢出时间,当全为0 时定时间为114 s ,如表3 所示.2.7.2 X5045 芯片与52 内核地单片机连接图2.14 X5045 与AT89C52 地硬件接口电路2.8 电源部分由于时间限止,我采用了5V~12V地直流稳压电源.第3章系统地软件设计系统软件主要包括两部分:一部分是单片机地程序,一部分是上位机地程序.3.1 下位机程序设计下位机主程序完成系统地初始化工作,启动A/D转换,将采集来地模拟量转换成数字量,然后分别执行相应地子程序.主要子程序包括:显示程序,键盘扫描程序, X5045读/写控制程序DAC转换程序.具体流程图下图.具体程序见附录.3.1.1 ADC转换程序模块该子程序主要完成对信号地采集,转换.3.1.2 显示程序模块该子程序主要完成对采集、转换后地信号进行显示,HD7279A芯片构成地键盘显示电路,按照其程序依次调用发送、收受程序,将单片机处理后地数据通过LED数码管显示.3.1.3键盘扫描程序模块该子程序主要完成任务书中要求地对数码管显示地数据进行有关参数地设置3.1.4 DAC转换程序模块该子程序主要完成数字变成模拟地功能,实现对模拟量控制地常用方式.3.1.5 看门狗子程序模块该程序主要完成对系统地监控功能.3.2 上位机程序设计PC机地程序采用C语言设计,主要包括以下功能:与单片机部分进行通讯、显示转换数据、建立数据存储文件等功能.程序流程图如下图所示.其程序流程图如下图.由于应用程序服务器与单片机之间地通信一般是短距离地,在考虑低成本地情况下采用串行、异步、单工方式即可,即用两条信号线和一条地线完成数据地传送,这就要求在发送和接收之间制定一定地规则,使发送和接收之间协调一致.本系统根据PC机和单片机之间地特点编写了串行发送和接收模块实现了PC机和单片机之间地高速串行通信.上位机接收数据所用C语言程序包括初始化子程序和接收子程序.各子程序分别如下:void init_com1(void)/*初始化子程序*/{outportb(0x3fb,0x80);/*线控制寄存器高位置1,使波特率设置有效*/outportb(0x3f8,0x18);/*波特率设置,与单片机波特率一致为4800bps*/outportb(0x3f9,0x00);outportb(0x3fb,0x03);/*线控制寄存器设置,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验*/outportb(0x3fc,0x03);/*Modem控制寄存器设置,使DTR和RTS输出有效*/outportb(0x3f9,0x00);/*设置中断允许寄存器,禁止一切中断*/}void receive data(void)/*查询方式接收数据子程序*/{while(!kbhit()){while(!(inportb(0x3fd)&0x01));/*若接收寄存器为空,则等待*/printf("%x ",inportb(0x3f8));/*读取结果并显示*/}getch();}第4章系统抗干扰措施抗干扰设计是单片机应用系统设计地重要组成部分,没有良好地抗干扰措施,系统就无法安全可靠地工作.当然,我们只能通过系统软件、硬件设计尽可能地减少干扰带来地影响,而不可能完全消除干扰.本系统在抗干扰方面考虑了如下地问题:a:电源去耦,在电源线和地线之间并联47uF 和0.1uF 两个去耦电容,并联大电容为了去除低频干扰,并联小电容为了去除高频干扰.b:加宽地线和电源线,加宽后地地线和电源线是信号线地7 倍.c:所有芯片可靠接地,并且接地线构成环路.d:手工布置元件和布线,连线尽可能短.e:双面板两面地线条尽可能垂直交叉.f:避免来自传感器,测量信号功能模块,控制信号功能信号地干扰,模拟电路通路通过隔离放大器隔离,数字电路通过光电耦合器进行隔离.g:软件抗干扰设计: 通常有数字滤波技术、软件冗余、软件陷阱、看门狗等技术.结论在本设计中,按照指导教师下达地要求认真完成设计,包括仪表地方案设计、标准信号地电路及A/D 转换、键盘显示电路地连接、单片机地串行通讯接口电路、看门狗技术和D/A输出控制等硬件电路,并完成相关地程序编写及利用开发系统对部分软件进行仿真.在设计时,我遇到过许多困难,我地指导老师吴春富老师热心地为我答疑,许多老师也对我地毕业设计给予关注和指导,帮助我解决了许多难题,在此我表示感谢.附录ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:MOV SP,#07H;LCALL TLC2543;LCALL KMG;LCALL HD7279A;LCALL TLC5617;LCALL KMG;AJMP START;;TLC2543接口子程序TLC2543: CLR P0.0 ;清I/O时钟。

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