機電單片機應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計--單片機多功能測量儀的設(shè)計

1、<p><b>　　單片機應(yīng)用技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　學(xué) 生 姓 名: </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　年級

2、/專業(yè)/班: 2012級機電 班 </p><p>　　學(xué) 院: 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師: </p><p><b>　　2014年1月</b></p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　1 單片機多功能測量儀的設(shè)計1</p><p>　　1.1 主要功能1</p><p>　　1.2 電路總體方案1</p><p>　　1.3 各個功能模塊的說明1</p><p>　　

4、1.3.1 STC89C52的主要特點1</p><p>　　1.3.2 LCM1602顯示電路2</p><p>　　1.3.3 鍵盤電路3</p><p>　　1.3.4 光電計數(shù)電路3</p><p>　　1.3.5 直流電壓測量電路3</p><p>　　1.3.6 溫度測量電路4<

5、;/p><p>　　1.4 電路原理圖（SCH）4</p><p>　　2 應(yīng)用程序設(shè)計5</p><p>　　2.1 程序的總體設(shè)計5</p><p>　　2.1.1 程序結(jié)構(gòu)框圖5</p><p>　　2.1.2 所需要的程序模塊5</p><p>　　2.2 主程序的設(shè)計

6、6</p><p>　　3 仿真及實際效果圖7</p><p>　　3．1 Protues仿真效果圖7</p><p>　　3．2 實際效果圖 7</p><p>　　4 總結(jié)與致謝8</p><p><b>　　參 考 文 獻9</b></p><p>

7、<b>　　附 程序清單</b></p><p>　　1 單片機多功能測量儀的設(shè)計</p><p><b>　　1.1 主要功能</b></p><p><b>　　主要功能如下：</b></p><p>　　（1） 測量0－5V的直流電壓；用LCM1602液晶顯示電壓值（

8、小數(shù)點后一位）；</p><p>　?。?） 測量-30－100℃溫度；用LCM1602液晶顯示溫度值（整數(shù)）；</p><p>　?。?） 對光電傳感器的遮擋次數(shù)進行計數(shù)（000－255）。

9、 </p><p>　?。?） 按下鍵key1、key2、key3分別顯示電壓、溫度、計數(shù)值。</p><p>　　1.2 電路總體方案</p><p>　　根據(jù)以上功能，設(shè)計的電路總體方案框圖如下：</p><p>　　采用增強型51系列單片機S

10、TC89c52為核心控制器；字符型LCM1602液晶顯示模塊；三個獨立鍵盤；光電計數(shù)單元；一線制的DS18B20集成測溫芯片測量溫度；TLC549為AD，采集直流的0－5v電壓值。</p><p>　　1.3 各個功能模塊的說明</p><p>　　以下分別描述各功能模塊的電路設(shè)計。</p><p>　　1.3.1 STC89C52的主要特點</p>

11、<p>　　STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 </p><p><

12、b>　　主要特性如下：</b></p><p>　　增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；</p><p>　　工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機）/3.8V～2.0V（3V單片機）；</p><p>　　工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實際工作

13、頻率可達48MHz；</p><p>　　用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)；</p><p>　　片上集成512字節(jié)RAM；</p><p>　　通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。</p><p>　　ISP（在系統(tǒng)可編

14、程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；</p><p>　　具有EEPROM功能；</p><p><b>　　具有看門狗功能；</b></p><p>　　共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2；</p>&

15、lt;p>　　外部中斷2個，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；</p><p>　　通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART；</p><p>　　工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級）。</p><p>　　1.3.2 LCM1602顯示電路</p>

16、;<p><b>　　顯示電路如下；</b></p><p>　　這是一種四線數(shù)據(jù)、2根控制線的接口方法，它與單片機需要六線連接。</p><p>　　1.3.3 鍵盤電路</p><p>　　這是一種獨立式鍵盤的電路。</p><p>　　1.3.4 光電計數(shù)電路</p><p&g

17、t;<b>　　電路原理如右；</b></p><p>　　采用的是反射式光電開關(guān)，如圖OP。74LS14為施密特觸發(fā)器，起整形作用。</p><p>　　整形后的信號進入89c52的T1計數(shù)器進行計數(shù)。</p><p>　　1.3.5 直流電壓測量電路</p><p><b>　　電路原理圖如下；</

18、b></p><p>　　采用TLC549作為AD轉(zhuǎn)換器，TLC549是美國德州儀器公司生產(chǎn)的8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可與通用微處理器、控制器通過CLK、CS、DATA OUT三條口線進行串行接口。具有4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時間最長17μs， TLC549為40 000次/s?？偸д{(diào)誤差最大為±0.5LSB，典型功耗值為6mW。</p><p>　　

19、TLC549均有片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，該時鐘與I/O CLOCK是獨立工作的，無須特殊的速度或相位匹配。</p><p>　　仿真時，用一個10k的可調(diào)電阻獲取0－5V的直流電壓。如在實際應(yīng)用中，這個電壓來源于實際被測的直流電壓。</p><p>　　1.3.6 溫度測量電路</p><p>　　DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、

20、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配處理器等優(yōu)點，特別適用于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(提供9位二進制數(shù)字)給單片機處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片。它具有3引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍為-55℃~+125℃，可編程為9位~12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625℃ ，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠端引人，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個DS18B2

21、0可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與多個DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。本儀器采用P3.4作為接口。如左圖。</p><p>　　1．4 電路原理圖（SCH）</p><p><b>　　2 應(yīng)用程序設(shè)計</b></p><p>　　2.1 程序的總體設(shè)計</p>&

22、lt;p>　　2.1.1 程序結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.1.2 所需要的程序模塊</p><p>　　2.2 主程序的設(shè)計</p><p>　　3 仿真及實際效果圖 </p><p>　　3．1 Protues仿真效果圖</p><p>　　3．2 實際效果圖 4 總結(jié)與致謝參考文獻</