《單片機原理及接口技術》課程設計5.1單片機原理及接口技術課程設計的教學目的及要求訓練正確地應用單片機，培養(yǎng)解決工業(yè)控制，工業(yè)檢測等領域具體問題的能力；學生通過所做課題，熟悉單片機應用系統(tǒng)的軟、硬件設計的工作方法、工作內(nèi)容、工作步驟；對學生進行基本技能訓練，例如組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試、繪圖等，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際能務,提高學生動手能力和分析問題,解決問題的能力。5.3.2糧庫環(huán)境參數(shù)測試系統(tǒng)a)內(nèi)容要求:課程設計論文內(nèi)容要正確，概念要清楚；完成設計要求所規(guī)定的內(nèi)容；附有原理圖及程序流程圖，以及程序清單；文字要通順，書寫要工整。b)設計要求：了解單片機控制的工作過程；對糧庫環(huán)境參數(shù)測試系統(tǒng)的硬電路、軟件部分進行設計。技術指標：濕度測量范圍：0%-50%；測量精度：±5%RH，輸出信號：4～20mA濕度測試點數(shù)：3點工作要求：硬件設計軟件設計畫出系統(tǒng)原理圖濕度測量范圍：0%～90%，測量精度：±1%RH溫濕度測試點數(shù)：各3點5.4課程設計說明書書寫順序目錄設計的目的設計的任務及技術指標硬件電路設計硬件電路的各個部件的選擇及接口設計系統(tǒng)的硬件電路原理圖程序設計程序流程圖程序清單實驗總結(jié)參考文獻5.5設計時間安排該課程設計時間為一周，具體安排如表5.1所示。表5.1課程設計時間安排表星期一星期二星期三星期四星期五上午布置設計任務書，對基本內(nèi)容進行講解；將學生分成若干組，每組一個設計題目學生自己設計學生自己設計整理資料撰寫說明書下午查閱相關資料輔導答疑輔導答疑撰寫說明書畫圖5.6課程設計考核方法及成績評定工作態(tài)度占30%；方案合理性占30%；說明書撰寫規(guī)范性和書面表達能力占40%。5.7課程設計教材及主要參考資料教材建議選用：張毅剛、彭喜源等．《MCS—51單片機應用設計》黑龍江，哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997參考書目：1、《MCS—51系列單片機實用接口技術》，李華，北京航空航天大學出版社2、《單片機應用系統(tǒng)抗干擾技術》，王幸之、王雷，北京航空航天大學出版社3、《ATMEL89系列FLASH單片機原理及應用》，余永權，電子工業(yè)出版社制定：楊國福審核：孫會琴批準：孫曉云一、硬件電路設計1、采集系統(tǒng)各個部件的選擇及接口設計信號調(diào)理電路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理框圖如圖所示：信號調(diào)理電路復位電路CPUA/D轉(zhuǎn)換器傳感器復位電路CPUA/D轉(zhuǎn)換器傳感器………………時鐘電路信號調(diào)理電路時鐘電路信號調(diào)理電路傳感器傳感器1）、傳感器的選擇技術指標及測量精度要求：---------------；為滿足指標及測量精度要求，我選擇了------------傳感器（注意：根據(jù)技術指標自己選擇傳感器）。因為它的技術指標及測量精度為：-----------------。2）、信號調(diào)理電路設計電壓/電流轉(zhuǎn)換電路是用來將微小的電流信號轉(zhuǎn)變成適合其他芯片使用的電壓信號，本設計采用的是將從傳感器輸出的小電流信號轉(zhuǎn)換成模/數(shù)轉(zhuǎn)換器能接受的0～5V的電壓信號，它是一個同相放大器，將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入到ADC0809進行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入單片機的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，等待處理。轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換電路如圖所示電壓轉(zhuǎn)換電路由節(jié)點方程可知若取R=200Ω，R1=18KΩ，R5=43KΩ，Rf=7.14KΩ，調(diào)整Rw使Vf=7.53V。則有V0=(4～20mA)*200Ω*(1+)-7.53*=0～5V3）、A/D轉(zhuǎn)換器的選擇及與51單片機的接口設計AD0809的技術指標：（1）分辨率8位；（2）總的不可調(diào)誤差±1/2LSB；（3）第一電源5V；（4）溫度范圍-40℃～+85℃（5）低功耗15mV-W；（6）變換時間100μS；（7）按比例操作，或參考電壓接直流5V，或接可調(diào)的模擬電壓?？傊?，AD0809具有較高的變換速度，較高的精度，較小的溫度影響，較好的長期精度和重復度以及較低的功耗，具有八路模擬通道，為此選用了AD0809。AD0809與51單片機接口電路如圖所示：注意：這部分設計參考書中的214-216頁2、系統(tǒng)硬件電路原理圖注意：把前面的各部分圖對應連接起來，再把51單片機的時鐘電路和復位電路對應連接起來就可以了。參考書中的第21-23頁對時鐘電路和復位電路進行設計。定時傳送 方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如,ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128μs。可據(jù)此設計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用這個延時子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。在這種方式下，EOC引腳懸空二軟件設計注意：（1）設計冷庫溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集程序，要求采用軟件延時的方法分別對4路溫度模擬信號輪流采樣一次，并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)（數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針自己確定）；（2）設計糧庫環(huán)境參數(shù)測試系統(tǒng)的采集程序，要求采用軟件延時的方法分別對3路濕度模擬信號輪流采樣一次，并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)（數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針自己確定）。（3）設計煙廠環(huán)境參數(shù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的采集程序，要求采用軟件延時的方法分別對3路濕度和3路溫度模擬信號輪流采樣一次，并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)（數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針自己確定）。主程序流程圖如下：開始開始置數(shù)據(jù)區(qū)首地址，指向通道0，置通道數(shù)置數(shù)據(jù)區(qū)首地址，指向通道0，置通道數(shù)啟動A/D轉(zhuǎn)換啟動A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)換完成？數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)換完成？延時等待結(jié)束N延時等待結(jié)束Y讀取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向下一通道，數(shù)據(jù)指針加1通道=通道=？Y結(jié)束結(jié)束注意：程序設計參照書中216頁用ADC0809的IN7---IN0通道分別采集3個數(shù)據(jù)，存于內(nèi)RAM中以50H為起始地址的單元中ORG0000HJMPMAINORG0030HMAINMOVSP,#30HMOVR0，#50H；內(nèi)RAM首地址MOVR7，#3；采集3個通道MOVR2,#00H；通道首地址號MOVDPTR,#0000H；0809的地址UP:MOVA,R2MOVX@DPTR,A；啟動A/D轉(zhuǎn)換LCALLD1MS；等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVXA,@DPTR；讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV@R0,A；存入內(nèi)RAMINCR2；修改通道地址INCR0；修改內(nèi)RAM單元地址DJNZR7,UPSJMP$D1MS:MOVR3,#0AHDELY1:MOVR4,#18HDELY2:NOPNOPDJNZR4,DELY2DJNZR3,DELY1RET三、結(jié)論通過此畢業(yè)設計，我最大的收獲有兩點：我發(fā)現(xiàn)自己所學的知識遠遠不夠，需要不斷的學習，以增強自己的學習，研究能力。要真正設計好某一課題，要有堅韌不拔的精神與一絲不茍的研究科學的態(tài)度。在楊老師的精心指導與幫助下，我查閱了許多資料和專業(yè)文獻，從而對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有了比較全面的，深刻的了解和掌握。在設計的過程中，遇到了各種疑難問題（注意：要寫出遇到了哪些實際問題，是如何解決的），通過向楊老師請教和大量查閱資料對其進行解決，使我對所學的知識有了更全面，更深刻的認識，同時也大大的擴大了自己的知識面，提高了自己的動手能力。因此，感覺自己在不斷進步，這都得益于此次課程設計。由于自己在知識結(jié)構上的不足與對所學內(nèi)容的理解不夠深刻，產(chǎn)生了不少的問題，不過這也加深了我繼續(xù)學習的決心。四、參考文獻沈德金.MCS-51系列單片機接口電路與應用程序?qū)嵗?北京：北京航空航天大學出版社，1990何立民.MCS-51單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1990張凱.MCS-51單片機綜合系統(tǒng)及其設計開發(fā).北京：科學出版社，1996李廣弟.單片機基礎.北京：北京航空航天大學出版社，1994張俊謨.單片機中級教程-原理與應用.北京：北京航空航天大學出版社，2000胡漢才.單片機原理及其系統(tǒng)設計.北京：清華大學出版社，1996胡漢才.單片機原理及其接口技術.北京：清華大學出版社，1994張積東.單片機51/98開發(fā)與應用.北京：電子工業(yè)出版社，1994王幸之.8051/8098單片機原理及接口技術.北京：兵器工業(yè)出版社，1994陳書開.單片計算機的硬件軟件及應用.南京：中南工業(yè)大學出版社，1994孫涵芳.M