基于8051单片机的数据采集系统设计
基于8051单片机的控制系统设计
![基于8051单片机的控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/4597872b53d380eb6294dd88d0d233d4b04e3f66.png)
基于8051单片机的控制系统设计第一章:引言1.1 研究背景随着科技的不断发展,单片机成为了现代电子设备中不可或缺的一部分。
单片机是一种集成电路芯片,具有微处理器、内存、输入输出接口等功能。
8051单片机是一种常用的单片机,广泛应用于各个领域的控制系统中。
1.2 研究目的本文旨在基于8051单片机,设计一套高效稳定的控制系统,以满足各种不同应用场景的需求。
第二章:8051单片机概述2.1 8051单片机的特点8051单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点,适用于各种嵌入式系统的设计。
2.2 8051单片机的结构8051单片机由CPU、RAM、ROM、I/O口等部分组成,具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口。
2.3 8051单片机的指令集8051单片机的指令集非常丰富,包括数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等指令,可满足各种控制系统的需求。
第三章:控制系统设计3.1 硬件设计控制系统的硬件设计是基于8051单片机的外围电路设计。
包括输入输出接口设计、传感器接口设计、电源电路设计等。
3.2 软件设计控制系统的软件设计主要包括程序的编写和功能的实现。
可以利用C语言或汇编语言编写程序,并通过编译、烧录等步骤将程序加载到8051单片机中。
3.3 通信设计控制系统通常需要与外部设备进行通信,可以通过串口、I2C、SPI等通信协议与外部设备进行数据交换。
3.4 控制算法设计控制系统的核心是控制算法的设计,根据具体的应用场景,选择合适的控制算法,并实现在8051单片机中。
第四章:实验与测试4.1 硬件实验在控制系统设计完成后,需要进行硬件实验验证,包括外围电路的连接、传感器的测试、电源的稳定性测试等。
4.2 软件实验在硬件实验通过后,可以进行软件实验,测试控制系统的功能是否正常,是否能够根据设计要求进行控制。
4.3 性能测试在控制系统正常工作后,可以进行性能测试,包括控制的精度、响应时间、稳定性等方面的测试。
单片机毕业设计
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基于2.4G射频的汽车防盗报警系统设计摘要:汽车成为很多人不可缺少的交通工具,现在汽车被盗的现象很多,盗贼的手法也层出不穷。
为对付不断升级的盗车手段,人们研制出各种方式、各种结构的防盗器,但汽车被盗还是非常严重。
基于此现象,本次设计采用以单片微机8051为核心设计的汽车防盗报警系统,该系统主要使用无线收发一体射频模块nRF24L01、温度传感器、单片机、显示报警电路。
本系统通过温度传感器测量发动机表面温度,然后把信号输入到单片机,单片机根据检测电路输出的温度与设定温度值的比对决定是否启动继电器亮灯,从无线收发模块发射无线电信号,在接收板的显示屏上显示出当前温度,从而判读汽车是否被启动,实现系统的报警功能。
设计了低功耗采集电路,该系统使用方便,扩展十分容易。
关键词:STC89C52 温度传感器 nRF24L01Based on the 2.4 G car security alarm systemdesignAbstract: the become a lot of people do not lack of transportation, now the phenomenon of the car was stolen a lot, rogue technique also emerge in endlessly. To deal with the escalating auto theft means, people developed all kinds of ways, all kinds of structure of the devices, but the car was stolen or very serious. Based on this phenomenon, this design USES the single chip microcomputer 8051 to design as the core of guard against theft alarm system, this system mainly use wireless transceiver module, rf one nRF24L01 temperature sensors, SCM, display alarming circuit. The system through the temperature sensor measuring engine surface temperature, then the signal is input to a single-chip microcomputer, SCM according to the test circuit output temperature and the temperature setting than to decide whether starter relay light, from wireless transceiver module launch radio signals, the receiver display shows that thecurrent temperature, and thereby reading if the car was launched, the system of alarm function. Design the low consumption acquisition circuit, this system is easy to use, expand very easy.Key words: STC89C52 temperature sensor nRF24L01目录1.绪论 (4)1.1课题的背景与意义 (5)1.2系统功能及目的 (5)2.方案论证 (6)2.1 系统总体方案论证 (6)3.元器件选择 (7)3.1温度传感器部分 (7)3.2 单片机的选择 (7)3.3 显示器件的选择 (8)4.系统的硬件电路设计 (10)4.1系统总体电路设计 (10)4.2单片机主控制电路设计 (11)4.2.1 STC89C52简介 (11)4.2.2STC89C52引脚说明 (12)4.3 LCD显示电路设计 (14)4.3.1 字符型液晶显示模块 (14)4.3.2 字符型液晶显示模块引脚 (15)4.3.3 字符型液晶显示模块内部结构 (15)4.4温度传感器DS18B20电路设计 (16)4.4.1 DS18B20简介 (16)4.4.2 电路设计 (18)4.5无线收发模块 (18)4.5.1 简介 (18)4.5.2 nRF24L01概述 (19)4.5.3 引脚功能及描述 (19)4.5.4 工作模式 (20)4.5.5 工作原理 (21)4.6 电源设计电路 (21)5.系统软件设计 (23)5.1无线发射模块软件设计 (23)5.2 接收端软件设计 (24)6.总结 (26)6.1调试总结 (26)6.2心得体会 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)1.绪论1.1课题的背景与意义近些年来,随着社会经济的发展以及工业发展的突飞猛进,人民生活水平也有了显著提高,世界的距离也在不断缩小,随着交通日益发达,越来越多的汽车进入了人们的日常生活,随着科学技术的发展,汽车偷窃技术越来越高,令人们防不胜防,已对全世界造成极大的危害,汽车防盗问题也成了一个不容忽视的问题,无论是对汽车制造商还是社会保险业都具有极其重要的研究价值,如何制定出更为严范的法规,开发出更为有效的汽车防盗装置,减少车主的损失是今后人们现就的重要课题。
51单片机数据采集系统
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课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。
2把INO口采集的电压值放入30H单元中。
3做出原理图。
4画出流程图并写出所要运行的程序。
二、设计方案及工作原理方案: 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。
2. 能够顺序采集各个通道的信号。
3. 采集信号的动态范围:0~5V。
4. 每个通道的采样速率:100 SPS。
5.在面包板上完成电路,将采样数据送入单片机20h~27h存储单元。
6.编写相应的单片机采集程序,到达规定的性能。
工作原理:通过一个A/D转换器循环采样模拟电压,每隔一定时间去采样一次,一次按顺序采样信号。
A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号,转换完成后,CPU读取数据转换结果,并将结果送入外设即CRT/LED显示,显示电压路数和数据值。
目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求,将本系统划分为如下几个部分:●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。
系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0~5V 直流电压,可通过电位器调节产生。
1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。
数据采集方式选择程序控制数据采集。
程序控制数据采集,由硬件和软件两部分组成。
,据不同的采集需要,在程序存储器中,存放若干种信号采集程序,选择相应的采集程序进行采集工作,还可通过编新的程序,以满足不同采样任务的要求。
如图1-3所示。
程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择,控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。
基于C8051+F340单片机的USB数据采集系统
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1 背景介绍 传统的数据采集设备与主机的通讯口一般采用RS232、
RS422或RS485等标准。当今的设备通讯口大多采用USB标 准…。作为一种新型的串口通信标准,基于USB接口的产品具 有较高的传输速率,可扩展性好,采用总线供电,支持热插拔 和即插即用等。特别是近几年来。USB大有完全取代上述标 准的趋势。
USB_Init(…);
Initialize();
p系统初始化},
USB_Int_Enable(); while(1){I 严循环等待相应中断到来+, l 3.2上位机软件设计
上位机软件在Delphi7.0环境下开发,通过主机(上位 机)的API函数调用动态链接库文件SiUSBXp.dll,启用应用 程序与设备驱动程序之间的通信。从而实现上位机与下位机 之间的数据通讯嘲。
满足API应用要求。所用到设备接口函数主要有:
USB Clock_.Start()
严初始化USB时钟}/
USB—Init()
产使能USB接口‘,
Block,Write() 严通过USB向主机写人数据’,
Block.Read()
严通过USB从主机读取数据宰,
Get_Interrupt Source()
USB Data Coilection System Based on MCU C8051F340
WANG Xiao—ning (Experimental[nstrmnent Factory,Academy of Military Medical Sciences,Beijing 100850,China) Abstract The characteristics of C805 1 F340 MCU and USB communication,and the design method of system's hardware and software stlllchII-e are introduced briefly.The whole system is proved stable and reliable by experiment.The Universal Serial Bus(USB)communication technology has great value in course of system design and study.【chinese Medical Equipment JournaI。2009,30(7):1 1 1-1 13] Key words C8051F340 MCU;USB2.O:USB bus;firmware;device drive program;client application
压力传感器信号采集电路
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1 引言压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。
在工业生产中,为了高效、安全生产,必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。
由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用,因此有必要准确测量压力。
为了测到不同位置的压力值,研制了基于C8051F020单片机的测量仪。
通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号,再经过OP07运算放大器进行信号放大,送至C805lF020单片机内部的高速率12位A/D转换器,然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号,再经单片机转换成液晶显示器可以识别的信息,最后显示输出。
与此同时,可以利用SD卡存储器将各通道设定的压力值、系统参数存储起来,以便在系统断电或复位后,能使其继续运行,增强系统的抗干扰性能。
2 硬件电路图l给出多路压力测量仪的系统框图。
其硬件部分主要由压力传感器、C8051F020单片机、SD卡存储器、液晶显示器、键盘及信号调理电路等组成。
2.1 压力传感器信号采集电路图2给卅压力传感器信号采集电路。
它选用了测量范围广,精度较高,性能价格比好的电阻应变式压力传感器;信号放大部分采用功耗低,输入失调电压小,线性度好的OP07运算放大器:A/D转换模块采用C8051F020内部设置的高速率12位A/D转换器。
图2中OP07的输出失调电压为2 mV,通过滑动变阻器R8可调节输出失调电压的大小。
2.2 单片机处理电路单片机处理电路是测量仪的核心。
在此采用美国Cygnal公司生产的C805lF020 微控制器。
该器件采用独特的CIP-8051结构,对指令运行实行流水作业,大大提高了指令的运行速度,可在25 MHz时钟频率下提供高达25 MI/s 的输出,并具有下述独特功能:①真正12位、100 Ks/s的8通道A/D转换器,并带PGA和模拟多路开关;②64 K字节可在系统编程的Flash存储器,其扇区为512字节;③两个12位D/A转换器,具有可编程数据更新方式;④工作电压为2.7~3.6V;⑤用于硬件实现的SPI,SMBus/I2C和两个UART串行接口;⑥片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。
基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文
![基于单片机的室内环境监测仪的设计毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/6fa1cd20a8956bec0975e3be.png)
基于单片机的室环境监测仪的设计摘要本系统满足室环境变量实行全面、实时、长期监测的要求, 实现室环境温湿度、可燃气体浓度检测的自动化和智能化。
系统以单片机为核心,以温度、湿度传感器,气敏传感器作为测量元件,通过单片机与智能传感器相连,采集并存储智能传感器的测量数据,经过分析处理将结果显示于LCD液晶屏。
在单片机系统中,还要实现超限报警和数据辅助存储功能。
本设计主要做了如下几方面的工作:一是确定系统的总体设计方案:包括系统应具备的功能、达到的技术指标、系统的设计原则;二是整个系统和各个模块的硬件和软件的设计:传感器的静动态特征分析使用、使用单总线技术的SHT11数字温湿度传感器的测温湿电路以及程序设计、使用气敏传感器MQ211进行数据采集的电路以及程序设计;三是报警、按键的电路和程序设计。
该设计对室温湿度实现了检测与显示,而对CO和甲烷等有害气体完成超标报警,为人们的生活、娱乐及公共场所的环境提供了一种有效的防护系统。
关键词:单片机,STC89C52,SHT11,温湿度监测,MQ211,室环境MCU-BASED INDOOR EVENVIRONMENTAI MONITORING SYSTEMABSTRACTThe system meets the implementation of a comprehensive indoor environmental variable, real-time, long-term monitoring requirements. System microcontroller core, temperature, humiditysensors, gas sensors as measuring devices, smart sensors through theMCU and connect smart sensors collect and store measurement data,through analyzing and processing the results shown in the LCD liquidcrystal screen. In the SCM system, but also assisted to achieveover-limit alarm and data storage capabilities.This design made the following main aspects of work:First,determine the system's design program: including system should havefunctions to the technical specifications, system designprinciples;Second, the whole system and each module of the hardwareand software design: static and dynamic characteristics of thesensor to use, single-bus technology SHT11 digital temperature andhumidity sensors measuring temperature and humidity circuit andprogram design, use of gas sensor data acquisition MQ211 circuit andprogram design;Third alarm, circuit and button programming.The design of the indoor temperature and humidity to achieve thedetection and display, while CO and methane, and other harmful gasesto complete excessive alarm, as the people's life, entertainment andpublic places to provide an effective environmental protectionsystem.KEY WORDS:Single-chip microcomputer, STC89C52, SHT11, monitoringof temperature and humidity, MQ211, indoor environment学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
基于单片机的温度控制系统设计方案
![基于单片机的温度控制系统设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/937c7f6b443610661ed9ad51f01dc281e53a56f2.png)
基于单片机的温度控制系统设计方案设计方案:1. 系统概述:本温度控制系统采用单片机作为核心控制器,通过对温度传感器的采集并对温度进行处理,控制继电器的开关状态,实现对温度的精确控制。
系统可广泛应用于家庭、工业、医疗等领域中的温度控制需求。
2. 硬件设计:a. 单片机选择:根据系统需求,我们选择适用于温度控制的单片机,如8051、PIC、STM32等,具备较高的性能和稳定性。
b. 传感器:采用温度传感器(如DS18B20)进行温度的精确测量,传感器将温度值转化为数字信号进行输出,供单片机进行处理。
c. 屏幕显示:选用LCD液晶屏幕,实时显示当前温度值和设定的目标温度值。
3. 软件设计:a. 数据采集:单片机通过GPIO口连接温度传感器,采集传感器输出的数字信号,并进行AD转换,将模拟信号转化为数字信号。
b. 控制策略:单片机通过比较当前温度值和设定的目标温度值,根据控制算法判断是否需要开启或关闭继电器,从而实现对温度的控制。
c. 温度显示:单片机通过串口通信或I2C通信与LCD屏幕进行数据传输和显示,使用户能够随时了解当前温度和设定的目标温度。
4. 控制算法设计:a. ON/OFF控制:当当前温度值超过设定的目标温度值时,继电器闭合,使制冷或加热设备开始工作;当当前温度值低于设定的目标温度值时,继电器断开,使制冷或加热设备停止工作,实现温度的维持控制。
b. PID控制:根据温度的测量值和设定值,通过比例、积分、微分三个环节的控制,精确调节控制设备的工作状态,使温度尽可能接近设定值。
5. 系统实现和调试:a. 硬件连接:根据设计制作电路板,并连接单片机、温度传感器、继电器、液晶显示器等组件。
b. 程序编写:按照软件设计进行程序编写,并进行单片机的初始化设置、温度数据的采集和处理、继电器的控制等功能的实现。
c. 系统调试:通过实际应用场景中的温度测试数据,验证系统的稳定性和准确性,并根据实际情况进行调试和优化,确保系统达到要求的温度控制效果。
《2024年基于8051单片机的温度控制系统》范文
![《2024年基于8051单片机的温度控制系统》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/8a02d1317f21af45b307e87101f69e314332face.png)
《基于8051单片机的温度控制系统》篇一一、引言随着科技的飞速发展,人们对各类生产与生活设备的智能性和精度要求不断提高。
其中,温度控制系统作为一种关键的工业和家庭自动化技术,已成为当今科学研究与技术应用的重点。
在众多的单片机技术中,基于8051单片机的温度控制系统因其实时性强、性价比高以及适应性强等优点而得到了广泛的应用。
本文旨在深入探讨基于8051单片机的温度控制系统的设计与实现过程。
二、系统概述基于8051单片机的温度控制系统是一种典型的自动化控制系统,该系统采用高精度的温度传感器进行实时检测,并将数据通过A/D转换器传输至8051单片机。
单片机根据预设的算法对数据进行处理,然后通过PWM(脉宽调制)或开关控制等方式对执行器进行控制,以达到调节温度的目的。
三、硬件设计1. 单片机选择:选用8051系列单片机作为核心控制单元,因其性能稳定、成本低、资源丰富等优点而成为行业内的主流选择。
2. 温度传感器:选择高精度的温度传感器进行实时检测,如DS18B20等。
3. A/D转换器:将传感器输出的模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号。
4. 执行器:根据需要选择合适的执行器,如加热器、制冷器等。
四、软件设计软件设计是整个系统的核心部分,主要涉及单片机的编程和控制算法的实现。
1. 编程语言:采用C语言进行编程,因其具有代码可读性强、可移植性好等优点。
2. 控制算法:根据实际需求选择合适的控制算法,如PID (比例-积分-微分)控制算法等。
通过编程实现对温度的精确控制。
3. 人机交互:通过LCD显示屏等人机交互设备,实现对系统的实时监控和操作。
五、系统实现系统实现包括硬件连接、程序编写、调试与优化等步骤。
首先将硬件设备按照电路图进行连接,然后编写程序实现单片机的控制功能。
在调试过程中,需要不断优化控制算法和程序代码,以达到最佳的温控效果。
六、系统性能分析基于8051单片机的温度控制系统具有以下优点:1. 实时性强:能够实时检测温度并快速作出反应。
基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统设计
![基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/84e864ce58f5f61fb7366609.png)
EOC CLK OE
3.4 显示部分
• 本设计的显示部分
由液晶显示器 LCD1602取代数码 管来完成。开始时 显示器将一直处于 初始状态。系统进 入工作后显示欢迎 界面,按键按下后 显示通道电压。
LCD1
LM016L
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
U1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7 8 9 10 11 12 13 14
22pF
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
R2 10k R3 R4 R5
KEY0
P2.7
RV5
51%
1k
KEY1
10k P2.6
20uF
C3
29 30 31 PSEN ALE EA
KEY2
10k P2.5
VSS VDD VEE
RS RW E 4 5 6 RS RW E
RP1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
C1
1 2 3
X1
CRYSTAL
19
XTAL1
C2
22pF 18
R1
10k 9
XTAL2
RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计
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基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用,数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计,以其低成本、高效率、易扩展等特点,受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。
本文将首先介绍系统的整体架构,包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。
然后,详细阐述各个模块的工作原理和实现技术,包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。
本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现,如数据传输速度、传输距离、功耗等,并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。
文章将总结该系统设计的优点与不足,并对未来发展方向进行展望,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、单片机基础知识单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成电路芯片,它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/计数器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点,因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。
单片机按照其内部结构可以分为多种类型,例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。
每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口,因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。
在数据采集和无线数据传输系统设计中,单片机通常作为核心控制器,负责数据的采集、处理、存储和传输。
通过编程,单片机可以控制外设进行数据采集,如使用ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,或者使用传感器接口读取传感器的输出值。
使用8051单片机与ADC0809设计数据采集系统
![使用8051单片机与ADC0809设计数据采集系统](https://img.taocdn.com/s3/m/7f4b6a8a6529647d27285245.png)
使用8051单片机与ADC0809设计数据采集系统一.试验目的:了解数据采集系统得基本结构,实现一个简单的A/D转换电路.二.试验器材:示波器,信号发生器,电源,单片机仿真器,89C51,ADC0809,74LS74,74LS02,导线若干。
三.试验内容: 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。
2. 能够顺序采集各个通道的信号。
3. 采集信号的动态范围:0~5V。
4. 每个通道的采样速率:100 SPS。
5.在面包板上完成电路,将采样数据送入单片机20h~27h存储单元。
6.编写相应的单片机采集程序,到达规定的性能。
四.参考资料:1.芯片管脚图:ADCADC0809模数转换器的引脚功能IN0~IN7:8路模拟量输入。
A、B、C:3位地址输入,2个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。
ALE:地址锁存启动信号,在ALE的上升沿,将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。
D0~D7:八位数据输出线,A/D转换结果由这8根线传送给单片机。
OE:允许输出信号。
当OE=1时,即为高电平,允许输出锁存器输出数据。
START:启动信号输入端,START为正脉冲,其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器,其下降沿启动A/D开始 EOC:转换完成信号,当EOC上升为高电平时,表明内部A/D转换已完成。
CLK:时钟输入信号,0809的时钟频率范围在10~1200kHz,典型值为640kHz。
2.数据采集系统电路图:ADC0809是带有8:1多路模拟开关的8位A/D转换芯片,所以它可有8个模拟量的输入端,由芯片的A,B,C三脚来选择模拟通道中的一个。
A,B,C三端分别与8051的P1.0~P1.2相接。
地址锁存信号(ALE)和启动转换(START),由P2.7和/WR或非得到。
输出允许,由P2.7和/RD或非得到。
时钟信号,可有8051的ALE输出不过当采用6M晶振时,应该先进行二分频,以满足ADC0809的时钟信号必须小于640K的要求。
基于8051单片机IP设计等精度频率测量系统
![基于8051单片机IP设计等精度频率测量系统](https://img.taocdn.com/s3/m/1c3fd611227916888486d7ea.png)
基 于 8 5 单 片机 I 计等 精 度频 率测 量 系统 0 1 P设
廖超 平 李汶周 蔡万 雄 ( 广西机 电职业技 术学 院 南宁 5 0 0 ) 3 0 7
摘 要: 本设 计应 用s P 和8 5 单 片机I 技术 , 0 c 0l P 设计 一个等精 度频率 测量 系统 。 通过 在F G P A中嵌 入8 5 单 片机I 来取 代单 片 ̄ + P A 0l P 3 FG U 方案 中的实 际的单 片机 , 节省 了成本又 充分 利 用F G 内部资 源 。 既 PA 关键 词 : 等精度 频率计 S P 8 5 # 片 P OC 0 1 - 机I 中 图 分 类 号 : P 2 T 3 0 文献 标识 码 : A 文 章 编号 : 2 7 1 2 1 ) 8 a一0 2 — 2 1 7 —3 9 ( 0 1 0 () 0 8 0 6
De in o u lPr c so mo t r b s d o 0 1 I r sg f Eq a e i in Cy me e a e n 8 5 P Co e
Ab ta t Th d s g o e u l y me e i p e e t d a d n 5 I C r a d s r c : e e i n f q a c mo t r s r s n e b s o 80 P e 1 o e n FP GA . 51 P o e, 8 0 I C r whi h mb d c e e i t e n h FP GA, t r p a e h e ta 05 o t e e i t n MCU + FP o e l c t e x r 8 1 f h x si g GA s l t o s vi t e o t n ma e u l s f PGA i t r l e o r e . o u i n。 a ng h c s a d k f l u e o F n e na r s u c s K y e W o ds Eq a P e i i n r : u l r c s o Cy me e S Cl 51 P mo t rl OP 80 I C r oe
基于单片机的自动门控制系统
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系统设计
驱动器
驱动器包括马达和电磁铁。 当单片机接收到传感器的信 号后,通过驱动器控制马达 转动,从而带动门打开或关 闭。同时,电磁铁用于锁定
门,保证安全
门
门通常采用电动门,包括自 动门和手动门两部分。当传 感器检测到人体或物体移动 时,单片机将控制马达转动, 带动自动门打开或关闭。同 时,手动门用于在自动门无 法正常工作时手动打开或关
闭
辅助部件
辅助部件包括电源、LED指示 灯和蜂鸣器等。电源用于提 供电力,LED指示灯用于显示 门的开关状态,蜂鸣器用于 在出现异常情况时发出警报
率
物联网应用:通过与其他设 备的连接,自动门控制系统 可以实现更加智能化的管理 和控制,如远程控制、自动
识别等功能
家庭与办公室应用:自动门 控制系统可以应用于家庭和 办公室的门控制,实现自动 化的开关门,提高安全性和
便利性
车辆自动进出控制应用:在 智能停车场等领域,自动门 控制系统可以实现车辆的自 动进出控制,提高安全性和
便利性
系统应用与前景
随着技术的不断发展和应用需求 的不断提高,自动门控制系统将 会更加智能化、高效化和安全化
随着技术的不断发展和应用需求 的不断提高,自动门控制系统将 会更加智能化、高效化和安全化
18
-
谢谢欣赏
主讲:xxx
数据结构定义:定义数据结构,包括传感器数据、 门的状态等信息
主程序编写:编写主程序,包括数据采集、数据处 理、驱动控制等功能
故障处理程序编写:编写故障处理程序,包括异常 警报、故障提示等功能
基于8051单片机IP设计等精度频率测量系统
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基于8051单片机IP设计等精度频率测量系统摘要:本设计应用SOPC和8051单片机IP技术,设计一个等精度频率测量系统。
通过在FPGA中嵌入8051单片机IP来取代单片机+FPGA方案中的实际的单片机,既节省了成本又充分利用FPGA内部资源。
关键词:等精度频率计SOPC 8051单片机IPDesign of Equal Precision Cymometer based on 8051 IP CoreAbstract:The design of equal cymometer is presented based on 8051 IP Core and FPGA.8051 IP Core,which embed in the FPGA,to replace the extra 8051 of the existing MCU + FPGA solution,saving the cost and make full use of FPGA internal resources.Key Words:Equal Precision Cymometer;SOPC;8051 IP Core等精度频率测量系统是在电子测量技术领域应用得较多的电子测量设备。
对于一个用户界面和内部运算都较复杂的等精度频率测量系统,当前国内的一般的解决方案是单片机+FPGA方案,其中FPGA完成高速的脉冲计数功能,而单片机则进行脉冲计数后的有关计算和LCD、键盘等用户界面的控制。
此方案中的FPGA内部资源往往利用不足,造成比较大的浪费。
本设计应用SOPC和8051单片机IP技术,通过在FPGA中嵌入8051单片机IP来取代单片机+FPGA方案中的实际的单片机,这样既少用一个实际的单片机又充分利用FPGA内部资源,大大节省了硬件成本,是一个更好的方案。
1 8051单片机IP核简介常见的8051单片机IP有开源免费的和工业级收费的两类,一般都具有以下特点。
基于单片机的图像处理采集系统
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(二 〇 一 二 年 六 月本科毕业设计说明书 学校代码: 10128 学 号:题 目:基于单片机的图像处理采集系统设计与实现 学生姓名: 学 院: 系 别: 专 业: 班 级: 指导教师:摘要传统的工业级图像处理采集系统大多是由CCD摄像头、图像采集卡和PC机组成,虽已得到了广泛的应用,但是它具有结构复杂,成本高,体积大,功耗大等缺点。
随着单片机的迅速发展,开发一种智能控制及智能处理功能的微型图像处理采集系统成为可能,并且也克服了传统图像处理采集系统的诸多缺点。
本设计提出了基于单片机的图像采集系统,该系统主要由四大模块组成:第一个是单片机控制模块,对摄像头进行控制;第二个是摄像头模块,即进行图像拍摄和取图;第三个是Zigbee无线传输模块,功能是将图像传送到上位机;最后是上位机,实现图像显示功能。
其优点是硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高,使用环境广泛及成本低等。
利用Proteus和Keil进行仿真调试,可以看到设计内容的运行结果,验证系统运的行正确及稳定性,并且实现了图像处理采集功能,所以具有一定的实用和参考价值。
关键词:单片机;Proteus;图像采集AbstractThe traditional industrial image processing collection system by CCD camera, mostly image collection card and PC unit into, although already a wide range of applications, but it has the structure is complex, high cost, big volume and shortcomings, such as big power consumption. With the rapid development of the single chip microcomputer, the development of a kind of intelligent control and intelligent processing function of micro image processing collection system possible, and also overcome traditional image processing collection system of many of the faults.This design is put forward based on SCM image acquisition system, the system consists of four modules: the first one is the single chip microcomputer control module, the camera to control; The second is a camera module, the image shoot and take diagram; The third is Zigbee wireless transmission module, the function is will images to PC; Finally the PC, realize image display function. Its advantage is hardware circuit is simple, software perfect function, control system and reliable, high cost performance, use extensive and environment cost low status. Use Proteus and Keil simulation commissioning, can see the operation of the design content, as demonstrated the correct and do the system stability, and realize the image processing collection function, so has certain practical and reference value.Keywords:Single-Chip Microcomputer;Proteus; Image Capture目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究现状 (1)1.2 课题研究目的意义 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (1)第二章硬件设计 (2)2.1 系统设计方案 (2)2.2 硬件简介 (2)2.2.1 80C51简介 (2)2.2.2 I/O端口 (4)2.2.3 控制引脚 (5)2.3 摄像头 (6)2.3.1 波特率 (6)2.3.2 数据包 (6)2.3.3 摄像头控制指令 (6)2.4 Zigbee无线传输模块 (9)2.4.1 Zigbee简介 (9)2.4.2 Zigbee技术应用领域 (10)2.4.3 Zigbee 技术特点 (10)第三章软件设计及调试 (12)3.1 Keil调试 (12)3.1.1 Keil简介 (12)3.1.2 Keil调试过程 (12)3.2 程序设计 (19)3.3 电路图设计 (20)3.3.1 Proteus简介 (20)3.3.2 电路图设计过程 (23)3.4 Keil与Proteus联机调试 (27)结论 (30)参考文献 (31)附录 (32)程序清单 (32)谢辞 (34)第一章绪论1.1 课题研究现状随着现代电子信息技术的迅速发展,使得信息处理技术越来越重要,而图像处理采集技术在信息处理技术当中有着异常重要的位置。
基于8051单片机的数据采集与通信接口设计
![基于8051单片机的数据采集与通信接口设计](https://img.taocdn.com/s3/m/88efbf0ab52acfc789ebc937.png)
[ 戴侃 , 小虎 . 于J E 6] 杨 基 2 E和F E L X技 术构 建R A系统 的探 索与 实现 I [ ] 电子 学与 计算机 ,0 6 5 . J. 微 20 ()
[ ] 陈显 军. 于F x I 用与研 究[ ] 7 基 1 的R A应 e D . 科技 大学 ,0 7 6 . 电子 20 ( )
现计算 机对 外界 信号 的处理 和分 析 。 关键词 : 单片机 ; 据采 集 ; 数 通信接 口 中图分 类号 :P 7 T23 文献标 识码 : A 文章 编号 :6 2 7 0 (0 8 1 — 0 2 0 17 — 80 2 0 )2 0 7 — 3
0 引 言
随着 计算 机技 术特别 是单 片机 技术 的发展 , 在各 种单 片机
速 的相 应 , 同时 降低 了对服 务 器 的性 能要 求 , 是 本 系统 选择 也 使 用Fe技 术 的主要 原 因。 lx
本 系 统 的 We evc 设 计 采 用 面 向 服 务 架 构 ( O 的 b S rie S A) 设 计 , 样 可 以 提 高 系 统 的反 应 速 度 , 于 以后 对 系统 的维 这 便 护。
1 系统 结构
被 测模 拟信 号经 过 些放 大 电路 后 , 先进 AA D, / 在 单 首 / AD
片机 的控 制下 把模 拟信 号转化 为数 字信 号 。 然后 单片 机把数 据
采 用 串 1通 讯 方 式 发 送 给 P 机 。 后 P 机 接 收 数 据 , 通 过 软 : 3 C 最 C 并
与 经 济 ,0 7 1 ) 2 o (4 .
制 网和Itre网融 合 的实例 。 nen t Fe技 术可 以构 建体验 丰 富 的客户 端程 序 ,基 于Fe 技术 lx l x 构 建 的 R A系 统 在 运 行 的 时 候 只 需 要 一 次 下 载 在 R I AM
基于单片机的一氧化碳检测仪的控制系统设计毕业设计
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基于单片机的一氧化碳检测仪的控制系统设计毕业设计基于单片机的一氧化碳检测仪的控制系统设计摘要一氧化碳检测仪是一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的仪器。
其设计方案基于AT89C52单片机,选择瑞士蒙吧波公司的CO/CF-1000一氧化碳传感器。
系统将传感器的标准信号通过AD0832为核心的A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由LCD显示一氧化碳浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的一氧化碳容许浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时,操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外,该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理,减少了测量误差,因此,具有较高的测量精度,而且结构简单,性能优良。
关键词:一氧化碳检测单片机数据采集处理系统AbstractCarbon monoxide detector is a kind of instrument detection and alarm function for public places and indoor. The design scheme based on AT89C52 microcontroller,CO/CF-1000 carbon monoxide sensor Meng Babo Swisscompany.The standard signal sensor by AD0832 as the core of the A/Dconversion circuit,?after conditioning,?data processing by the MCU,?and finally by the LCD display carbon monoxide concentration values.This paper introduces the data acquisition subsystem,data processing and datadisplay subsystem andalarm circuit design method and process. System for a single audio sampling sites exceeding the prescribed carbon monoxide allowable concentration using triode driven reminder alarm circuit monitors. At the same time, the operator specific alarm point for the upper limit set by MCU programming. In addition, the system of signal compensating of concentration signal, to reduce the measurement error, therefore, high precision, and simple structure, excellent performance.KEY WORD: The detection of carbon monoxide Single chip microcomputer Data acquisition and processing system目录摘要IAbstract II第一章前言 1第一节一氧化碳的特性及危害1第二节一氧化碳检测仪的种类1第三节课题的背景和意义 1第二章一氧化碳检测仪系统总体设计 2第三章一氧化碳检测仪硬件设计 3第一节硬件结构设计 3第二节硬件选择和设计 3第四章软件设计19第一节软件设计结构19第二节主程序模块的设计 19第三节模数转换的设计20第四节按键模块的设计21第五节时钟模块的设计22第六节液晶显示模块的设计23第五章系统仿真24结论28致谢29第一章前言第一节一氧化碳的特性及危害一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,熔点?199℃,沸点?191.5℃。
【毕业设计】基于单片机的电子毕业设计题目
![【毕业设计】基于单片机的电子毕业设计题目](https://img.taocdn.com/s3/m/513913d54b35eefdc9d333dd.png)
【关键字】毕业设计基于单片机的电子毕业设计题目篇一:最新单片机毕业设计,电子毕业设计题目大全一单片机毕业设计题目,电子毕业设计题目1. 单片机接入Internet技术在智能小区中的应用与研究2. 基于PIC单片机的高压智能同步开关控制系统设计3. 基于单片机的刚性转子现场动平衡尝试系统的研制4. 基于单片机的现场多道核能谱数据采集系统研究5. 单片机模糊控制晶闸管直流调压系统的研究6. 单片机嵌入式TCP/IP协议的研究与实现7. 基于单片机的几何参数主动量仪和通用测控仪的研制8. 基于C8051单片机的足球机器人小车控制系统设计9. 使用FPGA模拟实现8051单片机及其外设的功能10. 用于TDMoIP实现的E〈,1〉功能卡单片机控制研究11. 基于MSP430单片机的数字式压力表的设计与实现12. 基于CAN总线的单片机流量控制系统的研究13. 单片机和嵌入式系统开发平台化的研究14. 基于单片机语音识别系统设计15. 基于80C196KC单片机的舞蹈机器人控制系统16. 基于单片机的工业缝纫机控制系统研制17. 基于单片机的智能稳压电源18. PIC单片机中国市场拓展战略19. 基于FPGA与单片机的高精度电子经纬仪光电信号处理系统研制20. 基于网络单片机21. 基于“单片机+CPLD/FPGA机系统集成化设计22. ——单片机信号采集及其通信控制系统研究部分23. 弧焊逆变电源24. 单片机25. 单片机26. 单片机的研究与实现27. 单片机应用28. 基于机自动调平控制器的研究机系统设计单片机的web服务器的设计与实现语言的单片机设计实现的仿人智能PID控制器基于单片机的船舶柴油机冷却水温度控制系统34. 基于单片机的活性炭测氡仪的研制35. 单片机静脉麻醉靶控输注系统的研制与应用36. 基于PC+单片机的环境风洞风速控制系统的研究37. 基于CPLD和单片机的爆轰波数据采集系统设计38. 基于单片机和DSP的卷绕控制器数据采集和通讯设计39. 基于MSP430单片机的柴油发电机监控器的设计40. 基于CPLD/FPGA和单片机的爆速仪设计41. 基于单片机控制的晶闸管中频感应电源的研制42. 基于十六位单片机的电力设备故障在线监测装置的设计与算法研究43. 基于SPCE061A单片机的语音识别系统的研究44. 基于PIC单片机的生物机能实验装置的研究45. 基于Motorola MC68HC08系列单片机演示系统的设计与实现46. 基于TCP/IP协议的单片机与INTERNET互连的设计与实现47. 基于嵌入式实时操作系统和TCP/IP协议的单片机测控系统48. AVR 8位嵌入式单片机在车载全球定位系统显示终端中的应用49. 基于AVR单片机的250W HID灯电子镇流器的研究50. 基于单片机的TCP/IP技术研究及应用51. 基于P87C591单片机的CAN总线应用层协议的研究52. 基于单片机实现对二级倒立摆的控制53. C8051FXXX系列单片机仿真器的研制54. 基于80C196MC单片机55. 基于单片机的胶印机控制系统开发研究56. 基于凌阳单片机的二次压降全自动测量仪的研制57. 基于单片机的超声测距系统58. 基于MOTOROLA单片机的专用电池组智能充电仪59. 全站仪动态测量的研究以及其与单片机在轨道式龙门吊实时检测中的应用60. 一种基于80C196KC单片机的新型电子负载的设计61. 基于单片机的对讲系统的研究开发62. 基于单片机的微波加热沥青路面再生修复机温度控制器的开发与研究63. 基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器设计64. 基于单片机的压电闭环微位移控制系统的研究65. 基于单片机的高压静电除尘整流设备的自动监控系统设计66. 采用W78E58单片机的酸碱浓度检测技术67. 基于单片机的粮库温度监控系统设计68. 基于单片机控制的微型轴流式血泵外磁驱动系统研究69. 基于AVR单片机的电动自行车控制系统研究70. 基于PIC单片机的配电网综合参数测控仪研究71. 全自动包装机的单片机控制研究72. 基于单片机系统的Java虚拟机研究与设计73. 基于智能传感器和单片机的温度监测系统74. 基于DSP和单片机的数据采集与处理系统的设计75. 基于单片机的在线尝试技术的研究76. 分散式智能测控终端的研制——基于单片机计实现77. 基于单片机的定尺飞锯切割机控制系统设计78. 基于196单片机的开关磁阻电机79. 基于EDA技术的兼容MCS-51单片机80. 基于单片机的嵌入式USB主机81. 单片机82. 基于MSP430单片机的微机83. 基于MSP430单片机机调速器的设计与研制84. 基于单片机85. 基于单片机和CAN86. 基于单片机87. 工程机88. 基于单片机89. 基于90. 基于91. 宏汇编器的设计与实现的轧机实验台分布式监测系统研究的DDD心脏起搏器的设计单片机的设计基于单片机控制的能量回馈控制系统的研究基于单片机的步进电机式汽车仪表的设计与实现97. 基于微功耗单片机的水声遥控系统的研究98. 面向单片机接口的新型液晶显示控制器的研制99. 基于单片机控制的水下脉动送丝焊接电源的研究100. 单片机在汽车制动性能检测系统中的应用101. 基于单片机控制的MAG焊逆变电源的研究102. 基于单片机AT89C2051光电鼠标位移检测系统的研究103. 基于MSP430单片机的多功能TIG焊控制器104. 基于单片机的柴油发动机冷却水温控制系统的研究105. 单片机控制的节水灌溉系统的研究106. 80C196KC单片机中子和γ综合电离辐射效应研究107. 汽油箱内汽油蒸汽利用的单片机控制研究108. 基于单片机的鸡蛋破损检测系统研究109. 基于C8051单片机的圆轨倒立摆控制系统设计110. 基于单片机的嵌入式Web服务器在远程故障诊断中的应用111. 基于多机通信的AVR单片机高级用户板的设计与开发112. MC68HC908单片机在发动机台架试验中的应用研究113. 单片机控制的可并联组合的高频开关型变流组件研究114. 小型家用燃气锅炉单片机控制系统的研究115. 基于PIC单片机的海水有机磷实时数据采集与控制系统116. 基于AVR单片机的石油倾点自动测量系统设计117. 基于单片机的直接数字频率合成(DDS)技术的应用研究118. 单片机模糊控制在电加热炉温度控制系统中的应用119. PIC单片机芯片在电涡流传感器温度补偿中的应用120. 基于C8051F单片机直流电动机121. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究122. MOTOROLA单片机MC68HC(8)EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究123. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机124. 基于MCS-51系列单片机125. 基于单片机STR)调节器126. 单片机127. 基于增强型51系列协议栈的实现128. 基于单片机129. 基于32130. 基于单片机131. 基于机运动控制系统研究与开发132. 基于133. 基于134. 基单片机的嵌入式系统开发的液压动力系统状态监测仪开发智能控制方法的研究及其单片机实现单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制140. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制141. 基于单片机的软起动器的研究和设计142. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究143. 基于单片机的机电产品控制系统开发144. 基于PIC单片机的智能手机充电器145. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究146. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究147. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制篇二:本科.电子信息工程毕业设计题目大全毕业设计题目总结下面是本人通过查各种资料以及老师推荐的、从各种参考书上摘下来的关于电子信息工程专业的毕业设计题目的枚举、希望对广大同学们有一定的帮助。
基于单片机和FPGA的位同步信号提取(附程序)【毕业设计论文】
![基于单片机和FPGA的位同步信号提取(附程序)【毕业设计论文】](https://img.taocdn.com/s3/m/6afd448ba0116c175f0e482b.png)
湖南工程学院毕业设计论文题目:基于单片机和FPGA的位同步信号提取专业班级:电子信息工程学生姓名:学号:完成日期:指导教师:评阅教师:2006 年6月湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚信承诺书本人慎重承诺和声明:所撰写的《基于单片机和FPGA的位同步信号提取》是在指导老师的指导下自主完成,文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源,本人愿意为由此引起的后果承担责任。
设计(论文)的研究成果归属学校所有。
学生(签名)年月日湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:基于单片机和FPGA的位同步信号提取姓名李国冀专业电子信息工程班级 0281 学号 16指导老师刘正青职称实验师教研室主任刘望军一、基本任务及要求:本课题是设计一具有通用性的输入信号的位同步提取系统,系统可以实现10HZ~1MHZ的信号同步。
使用单片机进行实时控制现场可编程逻辑门阵列FPGA完成位同步信号提取,通过理论和实验研究,完成硬件电路和软件设计并试制样机,要求完成:1、单片机实时控制FPGA,完成实时频率跟踪测量和自动锁相;2、在FPGA 内部,设计完成以下部分:A、全数字锁相环DPLL,主要包含:数控振荡器、鉴相器、可控模分频器B、LED动态扫描电路、FPGA和单片机的数字接口,以完成两者之间的数字传递3、设计辅助电路:键盘、LED;二、进度安排及完成时间:(1)第二周至第四周:查阅资料、撰写文献综述和开题报告;(2)第五周至第六周:毕业实习;(3)第六周至第七周:项目设计的总体框架:各个模块以及各个模块之间的关系确定,各个模块的方案选择与各个模块的所用主要器件的确定;(4)第八周至第十三周:各个模块的主要器件熟悉及相关知识的熟悉;各个模块的具体任务实现:硬件电路、软件编程;(5)第十四周至第十五周:系统的总体仿真与调试(6)第十六周至第十七周:撰写设计说明书;(7)第十八周:毕业设计答辩;目录摘要........................................................................................................ 错误!未定义书签。
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基于8051单片机的数据采集系统设计
一.设计任务
设计一个数据采集系统,要求:
1.有一组开关量和1路模拟量,采样开关量控制一组发光二极管,定时采样模拟量并显示出来。
2.定时采样ADC0809某通道模拟信号,每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。
3.定时的实现。
二.设计思路
数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。
本设计采用单路模拟信号的数据采集。
设计思路为:通过传感器采集待测的信号,将其转换为相应的电压信号,经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。
每次转换结束后,单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。
而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。
单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232,通过芯片MAX232进行电气匹配。
目录
一.系统总统设计方案
二.系统的硬件设计
2.1信号调理电路
2.2数据采集电路
2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍
三.系统的软件设计
3.1主程序
3.2 A/D转换
3.3数据采集中断程序
四.设计总结
五.参考文献
六.附录—数据采集系统原理图一.系统总统设计方案
根据系统基本要求,将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。
数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC或其它设备)组成。
系统框图如下图1所示。
图1 一般系统框图
二.系统的硬件设计
2.1信号调理电路
信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。
如图2所示,为避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差,在传感器输出信号过小时,每个通道应设前置放大环节。
图2 信号调理过程
2.2 数据采集电路
把连续变化量变成离散量的过程称为量化,也可理解为信号的采样。
把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号,并保持一个时间t,使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号,即采样信号。
2.2.1 ADC0809内部功能与引脚介绍
ADC0809是逐位逼近型8位单片A/D转换芯片。
片内含8路模拟开关,可允许8路模拟量输入。
片内带有三态输出缓冲器,可直接与系统总线相连。
ADC0809没有内部时钟,必须由外部提供,其范围为10kHz~1.28MHz。
其内部结构如图3所示。
图3 ADC0809内部结构
图4 为ADC0809外部引线图。
各引脚的功能如下:
IN0~IN7:8路模拟电压输入端。
可输入0~5V待转换的模拟电压。
D0~D7:输出数据线。
三态输出,D7是最高位,D0是最低位。
ADDA、ADDB、ADDC:通道选择端。
ADDA 为最低位,ADDC为最高位。
ALE:通道地址锁存信号,用来锁存ADDA ~ADDC端的地址输入,在上升沿有效。
START:启动信号输入端,下降沿有效。
在启动信号下降沿,启动变换。
EOC:转换结束状态信号。
启动A/D转换时它自动变为低电平。
OE:读允许信号,高电平有效。
在其有效期间,CPU将转换后的数字量读入。
CLK:时钟输入端。
REF(-)、REF(+):参考电压输入端。
ADC0809的参考电压为+5V。
VCC:+5V电源输入。
GND:地线。
2.2.2 ADC0809的性能
ADC0809的主要性能:
(1)COMS 工艺制造
(2)单电源供电
(3)逐次比较型
(4)无需外部进行零点和满度调整
(5)并行输出
(6)可锁存三态输出,输出与TTL 兼容
(7)易与各种微控制器接口
(8)具有锁存控制的8路模拟开关
(9)分辨率为8位
(10)转换精度为4.0 %。
图4 ADC0809外部引线图
2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍
MCS —51单片机是在一块芯片上集成了CPU 、RAM 、ROM 、定时器/计数器和多种功能的I/O 口等一台计算机所需要的基本功能部件。
单片机内包含一个8位CPU 、一个片内振荡器及时钟电路、4KB ROM 程序存储器、128B RAM 数据存储器、两个16位定时器/计数器、可寻址64KB 外部数据存储器和64KB 外部程序存储器空间的控制电路、32条可编程的I/O 线(4个8 位并行I/O 端口)、一个可编程全双工串行接口、具有5个中断源两个优先级嵌套中断结构。
图5和图6分别为80C51的内部结构框图和外部引线图。
单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O 引脚。
●电源:
(1)VCC - 芯片电源,接+5V ;
(2)VSS - 接地端;
●时钟:
XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
●控制线:
控制线共有4根,
(1)ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM 编程脉冲
① ALE 功能:用来锁存P0口送出的低8位地址
② PROG 功能:片内有EPROM 的芯片,在EPROM 编程期间,此引脚输入编程
脉冲。
(2)PSEN:外ROM读选通信号。
(3)RST/VPD:复位/备用电源。
①RST(Reset)功能:复位信号输入端。
②VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。
(4)EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
①EA功能:内外ROM选择端。
②Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。
●I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。
P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
其第二功能如下:
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(定时器0外部输入)
P3.5 :T1(定时器1外部输入)
P3.6 : WR(外部数据存储器写脉冲)
P3.7 :RD(外部数据存储器读脉冲)
图6 80C51的外部引线图
图5 80C51的内部结构框图
三.系统的软件设计
整个系统软件设计分为两个部分,作为主控的PC 端的软件设计及作为数据采集器的单片机终端节点的软件设计。
系统采用模块化编程,将各部分功能分别实现,主要的功能子程序有:数据采集、部分中断子程序。
主程序流程图如图7所示。
3.1主程序
开始
系统初始化
调用数据采集子程序 调用标度变换子程序 取相应通道数据 调用数制转换子程序
调用数据显示子程序
调用数据发送子程序
图7主程序流程图
3.2 A/D转换
中断方式使用EOC信号作为向8051的中断申请。
在主程序中,向ADC发出首次启动转换信号后,并计数管理转换通道数。
当检测到EOC的请求后,转去执行中断服务程序,读取转换结果,并启动下一次转换,后继续执行。
图8为A/D转换程序流程图。
3.3数据采集中断程序
四.设计总结
通过对单片机这门课的学习,使我对单片机系统有了更深入的了解,明白了单片机的重要性和强大的应用性。
通过学习,我对单片机系统整体框架有了更清晰的认识。
其次,以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上,但是经过一段上机的实践,对于怎么去排错、查错,怎么去看每一步的运行结果,怎么去了解每个寄存器的内容以确保程序的正确性上都有了很大程度的提高。
通过本次课程设计,我进一步巩固了课本的理论知识,增强了动手能力,同时也增强了我通过检索资料来获取相关专业信息以及利用检索到的信息来解决面临问题的能力。
本次设计使我深刻认识到自己软件编程方面的知识薄弱,同时也使我体会到软件编程在实际硬件电路连接中的重要作用,软件编程的使用是硬件开销大大减少,同时也使设计更加的简洁易于控制。
在今后的学习我要加强软件编程方面知识的积累和运用。
次外,通过本次设计,我对单片机仿真软件Proteus也有了一定的认识。
五.参考文献
[1]蔡美琴,张为民,何金儿,毛敏,陶正苏,毛义梅MCS-51系列单片机系统及其应用(第二版)高等教育出版社2004年
[2] 冯博琴,吴宁微型计算机原理与接口技术(第2版)清华大学出版社2007年六.附录—数据采集系统原理图。