单片机课程设计指导书2012

《单片机原理与应用》

课程设计指导书

湖北汽车工业学院电气与信息工程学院

二○一一年十二月

目 录

第1章 简易数字电压表的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第2章 DS18B20数字温度计的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第3章 秒表/时钟计时器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第4章 交通灯设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第5章 汽车雨刮器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第6章 智能电子钟的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第7章 音乐倒数计时器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第8章 基于热敏电阻的数字温度计的设计．．．．．．．．．．．．．．第9章 双机之间的串行通信设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．第10章 波形发生器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

第一章 简易数字电压表的设计

1.1 功能要求

简易数字电压要求可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED上轮流显示和单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差为±0.02V。

1.2 方案论证

按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图1.1。

1.3 系统硬件电路的设计

1.4 系统程序的设计

1.4.1 初始化程序

1.4.2 主程序

1.4.3 显示子程序

1.4.4 模/数转换测量子程序

其程序流程见图1.4。

1.5调试及性能分析

1.5.1 调试与测试

1.5.2 性能分析 。

第二章 DS18B20数字温度计的设计

2.1 功能要求

数字式温度计要求测温范围为－50°～110℃，精度误差在0.1℃以内，。要求使用3只DS18B20，LED数码管直读显示，显示数据包括DS18B20编号及温度值，显示方式可通过键盘控制方式，选择对应的DS18B20编号和温度值或循环自动显示各DS18B20的编号和温度值。

2.2 方案论证

在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。

本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为－55°～125℃，最大分辨率可达0.0625℃。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路及显示电路。数字温度计总体电路结构框图如图2.1所示。

图2.1 数字温度计电路结构框图

2.3 系统硬件电路的设计

2.3.1 主控制器

2.3.2 显示电路

2.3.3 温度传感器工作原理

（见文件包中DS18B20资料）

2.3.4 DS18B20与单片机的接口电路

2.4 系统程序的设计

2.4.1 主程序

2.4.2 读出温度子程序

2.4.3温度转换命令子程序

2.4.4计算温度子程序

2.4.5 显示数据刷新子程序

2.4.6 DS18B20的各个ROM命令

2.5 调试及性能分析

第三章 秒表/时钟计时器的设计

3.1功能要求

秒表/时钟计时器要求用六位LED数码管显示时、分、秒，以24h（小时）计时方式。使用按键开关可实现时分调整、秒表/时钟功能转换、省电（关闭显示）等功能及闹铃功能。

3.2方案论证

为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些。考虑时钟显示只有六位，且系统没有其它复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的显示。单片机采用易购的AT89C52系列，这样单片机可具有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能，如考虑到要使用电池供电的话，则可采用LV系列单片机。

硬件系统的总体构成框架如图3.1所示。

图3.1 硬件系统总体框图

3.3系统硬件电路的设计

3.4 系统程序的设计

3.4.1 主程序

3.4.2 显示子程序

3.4.3 定时器T0中断服务程序

3.4.4 T1中断服务程序

3.4.5 调时功能程序

。

3.4.6 时钟/秒表功能程序

3.5 调试及性能分析

3.5.1 硬件调试

3.5.2 软件调试

。

3.5.3 性能分析

第四章 交通灯设计

4.1 功能要求

东西向左转绿灯5S，直行绿灯20S，黄灯5S，红灯20s；南北方向红绿黄灯显示时间需根据东西方向情况设定。LED数码管要同时显示东西方向和南北方向各灯的剩余时间。

4.2 方案论证

3.3 系统硬件电路的设计

4.4 系统程序的设计

4.4.1 初始化程序

4.4.2 主程序

4.4.3 显示子程序

4.5调试及性能分析

4.5.1 调试与测试

4.5.2 性能分析

第五章 汽车雨刮器的设计

5.1 功能要求

1. 设计要求

单臂式雨刮器，步进电机驱动，摆角+70, 周期范围为0.5S~20S。需根据雨量传感器数据调整摆动周期。需要使用显示器显示当前雨刮器的摆动周期。

雨刮器说明：为防损坏雨刮，雨刮器每步摆动角必需小于1o ，请根据这个需要选择步距角合适的步进电机。

o

2. 实验原理

步进电机的不同驱动方式，都是在工作时，脉冲信号按一定顺序轮流加到三相绕组上，从而实现不同的工作状态。由于通电顺序不同，其运行方式有三相单三相拍、三相双三拍和三相单、双六拍三种（注意：上面“三相单三拍”中的“三相”指定子有三相绕组；“拍”是指定子绕组改变一次通电方式；“三拍”表示通电三次完成一个循环。“三相双三拍”中的“双”是指同时有两相绕组通电）。

（1）三相单三拍运行方式：下页图所示为反应式步进电动机工作原理图，若通过脉冲分配器输出的第一个脉冲使A相绕组通电，B,C相绕组不通电，在A相绕组通电后产生的磁场将使转子 上产生反应转矩，转子的1、3齿将与定子磁极对齐，如果图（a）所示。第二个脉冲到来，使B相绕组通电，而A、C相绕组不通电；B相绕组产生的磁场将 使转子的2、4齿与B相磁极对齐，如图（b）所示，与图（a）相比，转子逆时针方向转动了一个角度。第三个脉冲到来后，是C相绕组通电，而 A、B相不通电，这时转子的1、3齿会与C组对齐，转子的位置如图（c)所示，与图（b)比较，又逆时针转过了一个角度。

当 …… 此处隐藏：2241字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……