电子系统设计报告详解.docx

0、前言 单片机的应用介绍 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪） 一、课程设计的目的和要求 1、课程设计的目的 使学生通过本次课程设计，得到一次综合性的工程和动手能力的锻炼，它要求学生从系统的性能指标出发，在理解硬件总体方案的基础上设计系统的软件总体方案。在软件方案中还应对传感器建模、补偿等。进行电路调试，软件设计、制作及调试。学生经过本课题的训练能为今后的学习打下良好的基础。 2、课程设计要求 (1)理解硬件总体方案，掌握硬件电路工作原理。 (2)使用电子作图软件作图 (3)编程实现LCD显示。 (4)压力传感器的应用。 (5)总体调试。 二、总体设计 压力测量电路由单片机系统，温度采集放大电路，压力采集放大，A/D转换，键盘，LCD1602显示，晶振复位电路，串口电路和电源电路构成。 系统总体框图 1、压力采集和放大电路 压力测量仪通过电桥测量电路它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。电桥电路由四个电阻组成，所示：桥臂电阻R1，R2，R3和R4，其中两对角点接电源电压为U，另两个对角点为桥路的输出Uo，桥臂电阻为应变电阻。当R1R4=R2R3时，电桥平衡，则测量对角线上的输出Uo为零。当传感器受到外界物体重量影响时，电桥的桥臂阻值发生变化，电桥失去平衡，则测量对角线上有输出，Uo≠0。 放大电路使用op07，对收集到的微弱信号进行放大，从而送到单片机的A/D转换模块中，进行数模转换继而再送到显示屏。 2、LCD1602显示电路 此次设计单片机通过P0口控制液晶显示屏的输出， 第1脚：VSS为地电源；第2脚：VDD接5V正电源； 第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度； 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器；第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作，当RS和R/W同时为低电平时可以写入指令或显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据； 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令； 第7-14脚：D0—D7为8位双向数据线；第15脚：背光源正极；第16脚：背光源负极。 3、A/D转化模块 此A/D转化模块位于是、STC12C5A32S2中，压力放大电路中获取的数据经8脚输入到单片机中，通过A/D转换器把模拟量转换成数字量。A/D变换包含三个部分：抽样、量化和编码。一般情况下，量化和编码是同时完成的。 抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程； 量化是将模拟信号在幅度上离散化的过程； 编码是指将每个量化后的样值用一定的二进制代码来表示。 三、硬件设计 1、STC12C5A60S2 特点： STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。 1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051; 2.工作电压