单片机设计报告 模板.doc

PAGE 单片机原理及系统课程设计 评语： 考勤10分 守纪10分 过程30分 设计报告30分 答辩20分 总成绩(100) 专 业： 电气工程及自动化 班 级： 气1403 姓 名: 王攀 学 号： 201408901 指导教师： 苟军年 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016年12月31日 单片机原理及系统课程设报告 PAGE 11 基于单片机的多路数据采集系统 1 引言 经过这次课程设计进一步的去培养学生的工程设计能力和工程设计思想，同样把书本的知识应用到实际当中去，考察了学生的实际操作能力和理论知识与实际应用相结合的能力。 1.1 设计目的 数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号。该系统目的是便于对某些物理量进行监视。数据采集系统的好坏取决于他的精度和速度。设计时,应在保证精度的情况下尽可能的提高速度以满足实时采样、实时处理、实时控制的要求。在科学研究中应用该系统可以获得大量动态物理量，是研究瞬间物理过程的重要手段，亦是获取科学奥秘的重要手段之一。本文采用的方法设计，用到的集成芯片主要有89C51单片机、ADC0808等。ADC0808主要作用是对八路模拟信号进行选择采集，并将其转化为八位数字信号,再送至主控制器(89C51单片机)输出显示。 2 设计方案及原理 2.1 系统设计方案 利用MCS-51系列单片机设计简易数字电压表测量0～5v的8路输入电压值，并在四位数码管上轮流显示或单路选择显示。测量误差约为±0.05V。 系统设计方框图如图1所示。 2.2 设计原理 通过调节可变电阻实现0-5V的电压输出作为8路输入信号使用，每路信号用2位LED显示采集的结果。报警：任意一路超过某一门限（自己设定）是，发出报警（声音+灯闪烁，并通过灯指示是哪一路报警），同时停止采集。 3.1电路原理图 P3.0为开始抢答，P3.1为停止，P1.0-P1.7为八路抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口。P3.4为时间加1调整，P3.5时间减1调整，P3.2抢答时间调整键，P3.3答题时间调整键，如图1。 图1 系统原理总框图 3.2硬件电路板焊接 该抢答器系统由按键模块、非法抢答模块、正确抢答模块、调整抢答时间模块、调整回答时间模块和数码显示等六个模块构成，现将主要的元器件罗列如下。如表1。 表1 硬件电路板主要元器件 名称 单位 数量 AT89C51芯片 四位共阴极数码管电阻 电阻 电容 晶振 自复式开关 电路板 10k 30pf 12MHz 150×200 1 1 11 2 1 14 1 在我们共同进行了实物电路的搭建工作后，由陈会丽完成实物电路版的焊接过程。 4． 软件设计 4.1 Proteus软件仿真 4.11时钟电路 XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路如图2所示[2]。 图2时钟电路图 4.12复位电路 复位电路如下图3所示，按键没有按下时，RST端接电容下极板是低电平，按键按下时，RST端接在电阻上端变为高电平，达到复位的目的[2]。 图3复位电路图 4.13数据采集模块 通过ADC0809采集数据，输入到单片机内，如图4所示： 图4数据采集模块电路图 4.14显示电路 通过4位数码管来显示，如图5所示： 图5显示电路图 4.2 程序流程图 在本设计中包括了主程序，显示子程序，A/D转换子程序，数据处理子程序。主流程图如6： 　　　　 图6 主程序流程图 显示子程序其设计流程图如图7： 图7 显示子流程图 A/D转换子程序流程图如图8： 　　　　　 图