单片机仿真模拟实验报告.doc下载

weixin_39821620 2021-09-25 09:45:32
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东 华 大 学 机 械 工 程 学 院 实验指导书 "实验名称 "单片机应用系统设计与仿真 " "课程名称 "自选综合实验 " "专 业 "机械工程及"学 期 "第一学期 " " "自动化 " " " "姓 名 "Xin.Wei "学 号 " " "指导教师 " "实验成绩 " " 实 验 日 期 年 月 日 一、实验目的及要求 1. 实验目的: 1. 熟练掌握Proteus软件的基本应用 2. 掌握应用keil和Proteus进行单片机系统的仿真方法 (3)学会设计单片机应用系统. (4)掌握MCS51系列单片机的编程 2. 实验要求: (1) 学习Proteus的应用软件 (2) 学习消化已有典型单片机应用系统。 (3) 自行设计出单片机控制系统的软件硬件结构,并制定出其调试方案。 (4) 实验全过程应有比较详细的工作记录,其内容包括:工作日志,电路设计与分析,软件 流程图与源程序,制作、调试中的现象与失误甚至失败的记录,实验原始数据的记录, 实验器材的使用记录等。 二、实验装置 1. 计算机、单片机实验板、 2. Proteus软件 keil软件。 三、实验内容 1、学习Proteus软件,消化已有单片机应用系统 2、设计新的单片机控制的应用系统软硬件结构,并要有所创新。 3、制作出控制系统的硬件并编写控制软件。进行系统的软硬件调试。 四、实验报告要求 1、对采用单片机实现系统原理进行详尽分析与阐述。 2、说明自己设计的控制系统的工作原理和主要特点及创新点。 3、归纳整理实验记录,写出实验测试报告。 4、写出经过本次设计后的体会与收获。 五、实验进度安排 "实验内容 "学时数 " "学习Proteus软件 "6 " "学习典型的单片机应用系统 "8 " "设计新的应用系统 "6 " "软件设计及仿真调试 "8 " "撰写实验报告及验收 "4 " 六、考核方式 需提交资料 实验报告 仿真电路 控制程序 1. 设计任务 题目:基于51单片机的数字万用表设计 检测对象:交直流电压测量,电阻测量,过压自动报警 设计要求:电路系统中包含按键系统、显示系统(七段数码管显示或LCD显示屏显示 ),达到一定的精度要求 2. 设计背景 传统的电桥平衡法等方法在测试过程中不够智能而且体积笨重,价格昂贵,需要外 围环境优越,测试操作过程中需要调整很多参数,而基于单片机的智能数字式万用表价 格便宜,操作简单,显示准确,还有过压报警系统,更加人性化。目前,数字万用表已 被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域,表现 出强大的生命力。 3. 整体设计思路 虽然数字万用表种类很多,但基本工作原理则是大同小异。都是把被测的模拟量转 化成数字量显示。所以最关键的是模数转换电路。 本数字万用表主要由直流数字电压表DVM它由阻容滤波器、前置放大器、模数转换器 A/D、发光二极管显示器LED及保护电路等组成。 在数字电压表的基础上再增加交流一直流转换器AC/DC、电阻一电压转换器Ω/V, 就构成了本数字万用表的基本部分。 设计方框图: 4. 分步设计 步骤一:电路图模块设计 电路分为电压衰减模块,电压档位自选模块,电阻档位自选模块,交直流电压判别 模块,绝对值电路模块,电压显示模块,电阻显示模块,绝对值电路模块,AD转换、电 压值处理及LCD显示模块。 各模块设计原理如下。 电压衰减模块:由于待测电压范围太大,高的可到500v,而AD只能参考输入为+- 5V,所以对于未知信号,可以先衰减再测量。 如下图,左端电压输入,在默认继电器导通的情况下经电阻R1、R2分压,将待测电压值 衰减至原来的百分之一。 电压档位自选模块:电压经衰减后的值可分为0-20v、20-200v、200- 500v三档,继电器由单片机控制通断,完成档位的自动选择(利用三极管的导通原理) 。 电阻档位自选模块:电阻按其大小可分为0-1k,1-10k,10k- 100k,大于100k四档,通过单片机控制继电器的开端进行档位的选择。 注:由于电路中继电器数目较多,将单片机的端口经74LS138译码器进行扩展后进行控制 (了解译码器输入输出真值表的对应关系)。 交直流电压判别模块:如下图所示,左端为一反向比较器通过调节变阻器R3阻值输出一 负值到比较器的负向端,而输入电压经衰减分档后的结果与其进行比较,可控制光电耦 合器中光电管的亮灭,进而控制INT_1端输出高低电平。其中,低电平代表交流电压测量 ,高电平代表直流电压测量。 绝对值电路模块:由于电压输入值的正负无法确定,为保证后续测量工作的进行, 需对电压值进行取绝对值处理,如下图所示,经左端的整流及右端的滤波处理后,输出 电压值确保为正值。 电压显示模块:利用LCD输出,选用16x1的显示屏。直流电压显示为DC:X
宁波技师学院 课 程 设 计 报 告 设计课题:单片机——篮球计分器 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 宁波技师学院电气技术系 二零一三 年 9月 摘 要 进入21世纪,伴随着电子,信息通信技术的应用与普及开发,人们对电子技术的 要求也越来越高。目前嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域,按照历史性、本质 性普遍性要求,嵌入式系统应定义为:"嵌入到对象体系中的专用计算机系统"。对于 嵌入式即可分软件部分和硬件部分。以MCU为核心,就是各种各样的单片机,是嵌入 式硬件部分的实现方式之一,它主要是因为把处理器和存储器等部件集成在一块芯片 上。在探索单片机的发展道路时,有过两种模式,即"Σ模式"与"创新模式"。"Σ模式 "将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后,集成在一个芯片上,构成单片微型计 算机"创新模式"则完全按嵌入式应用要求设计全新的,满足嵌入式应用要求的体系结 构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS- 51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统。MCS-51是在MCS- 48探索基础上,进行全面完善的嵌入式系统,成为单片嵌入式系统的典型结构体系。 体育比赛计分器是对体育比赛过程中所产生的比分等数据进行快速采集记录、加工 处理、传递利用的工具。篮球比赛的计分器是一种得分类型的工具。它由计分器等多种 电子设备组成。虽然篮球比赛中很早就开始研究应用了电子计分器,通常都是利用模拟 电子器件、数字电子器件或是模拟、数字混合组成的,其稳定性和高准确度计分仍存在 一些问题。以单片机为核心的篮球比赛计分器,计分准确,具有体积小,重量轻,能耗 低,价格便宜,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特的优点。 目录 一 总体设计方案 1 1.1系统设计方案 1 1.2系统结构框图 1 二 系统硬件设计 2 2.1晶振电路 2 2.2复位电路 3 2.3数码管电路 4 2.4LED指示电路 5 2.5按钮加分电路....................................................... .......................................................6 三 软件设计................................................................. .....................................................7 3.1主流程图........................................................... ...........................................................7 3.2程序图............................................................. .............................................................9 四 制作与调试............................................................... .................................................18 五 结论..................................................................... .......................................................19 六 致谢..................................................................... .......................................................20 附录1 系统实物原来图........................................................... ......................................21 2实验原理图........................................................... ........................................................23 3系统仿真图....................................
单片机技术》 课程设计报告 题 目: 基于MCU-51单片机的秒表设计 班 级: 学 号: 姓 名: 同组人员: 指导教师: 王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日 目 录 1 课程设计的目的 3 2 课程设计题目描述和要求 3 2.1实验题目 3 2.2设计指标 3 2.3设计要求 3 2.4增加功能 3 2.5课程设计的难点 3 2.6课程设计内容提要 4 3 课程设计报告内容 4 3.1设计思路 4 3.2设计过程 5 3.3 程序流程及实验效果 6 3.4 实验效果 12 4 心得体会 13 基于 MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体 化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计, 软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片 、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂 停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的 目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的内容,进一步加强综合 应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片 机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力 和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求 2.1实验题目 开始时,显示"00.0",第一次按下按钮后开始从0- 99.9s计时,显示精度为0.1s;对用有4个功能按键,第1个按键复位00.0,第2个按键正 计时开始按钮,第3个按键复位99.9,第4个按钮倒计时开始。 2.2设计指标 了解8051芯片的的工作原理和工作方式,使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制,实现用单片机的端口控制数码管,显示分、秒,并能用按钮实现 秒表起动、停止、99.9秒、倒计时清零等功能,精确到0.1秒。 要求选用定时器的工作方式,画出使用单片机控制LED 数码管显示的电路图,并实现其 硬件电路,并编程完成软件部分,最后调试秒表起动、停止、清零等功能。 2.3设计要求 (1) 画出电路原理图(或仿真电路图); (2) 软件编程与调试; 2.4增加功能 增加一个"复位 00.0"按键(即清零),一个"暂停"和"开始"按键,一个"复位 99.9" 按键(用来99.9秒倒计时),一个倒计时"逐渐自减"按键。 2.5课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器(一个控制顺序计时 ,一个控制倒计时)的使用;二是如何实现 LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 2.6课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LE D 数码管以及实验箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正 确 地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有四个开关按键:其中key2 按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key1按键按下去时数码管 清零,复位为"00.0",key3 按键按下去时数码管复位为"99.9"(用于倒计时),key4 按键按下去则是数码管开始"逐渐自减"倒计时。 3 课程设计报告内容 3.1设计思路 3.1.1 系统硬件方案设计 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的 存 储器、I\O 接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中,单片机是整个系统的核心,对整个系统的信息输入、处理、信 息输出进行控制。与单片机配套的有相应的时钟电路如图3.1所示以及扩展的存储器和 I\O 接口,使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中,往往都会输入信息和显示信息,这就涉及键盘和显示器。 在单片机应用系统中,一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显 示器一般都没有统一的规定,有的系统功能复杂,需输入的信息和显示的信息量大,配 置的键盘 和显示器功能相对强大,而有些系统输入/输出的信息少,这时可能用几个按键和几个 LED 指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘,也可能 是矩阵键盘。这里我们选择独立键盘如图3.2所示。系统硬件结构整体如图3.3所示。 图3.1 时钟电路 图3.2 按键电路 图3.3 系统硬件结构框图 3.2设
摘要 本设计是一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,而计算机技术怎样与实际 应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中 空前活跃的领域。十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那 么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。本系统由单片机 系统、按键、四位数码管显示、交通灯演示系统组成。设计一个用于东西、南北走向的 交通管理。南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆 交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒、支干道每次通行间为20秒。系统除基本交 通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间 以及根据具体情况手动控制等功能。本系统结构简单,操作方便;可实现自动控制,具 有一定的智能性;对优化城市交通具有一定的意义。本设计将各任务进行细分包装,使 各任务保持相对独立;能有效改善程序结构,便于模块化处理,使程序的可读性、可维 护性和可移植性都得到进一步的提高。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在 不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用 系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据 具体硬件结构软硬件结合,加以完善。 本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的 正常运作。 关键词:交通灯;单片机;AT89S52 目录 1 概述……………………………………………………………………………… 3 1.1设计背景……………………………………………………………………… 3 1.2设计任务…………………………………………………………………… 3 2 系统总体方案及硬件设计……………………………………………………… 4 2.1 AT89S52单片机简介………………………………………………………… 4 2.2 系统硬件电路的设计 ………………………………………………………4 3 软件设计………………………………………………………………………… 7 3.1 交通灯的设计程序流程图…………………………………………………… 7 3.2定时器0及中断响应………………………………………………………… 8 4 Proteus软件仿真…………………………………………………………………10 4.1仿真电路图…………………………………………………………………… 10 4.2 仿真步骤………………………………………………………………………10 5 课程设计体会…………………………………………………………………… 11 参考文献……………………………………………………………………………11 附1: 源程序代码……………………………………………………………… 12 附2: 系统原理图……………………………………………………………… 18 1 概述 1.1 设计背景 如今随着人们生活水平的提高,车辆越来越多,交通事故频繁发生。交通信号灯的出 现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量,提高道路通行能力,减少交通事故有明 显效果。交通灯在城市交通中起着重要的作用,它与人们日常生活密切相关,是人们出 行的安全保障。因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必 要性。为了解决这些问题,我们更应该提高交通控制和管理水平,合理使用现有交通设 施,充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立。 近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制 检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一 个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具 体应用对象特点的软件结合,加以完善。 本系统设计一个基于单片机的交通灯控制系统。能方便的对交通灯进行控制,使交通 更和谐。 1.2设计任务 1)设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向 (支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30秒、支 干道每次通行间为20秒,时间可设置修改。 2)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道; 3)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。 4)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显 示器进行显示(采用计时的方法)。 5)一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1 控制),交通灯控制系统能立即让有车道放行。 6)有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B道均为红灯,紧急车 由K2 开关模拟。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 AT89S52单片机简介 AT89S52是

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