課程設(shè)計報告CK

.z目錄一、前言……………………2二、課程設(shè)計說明書………3工程………………3具體要求…………3系統(tǒng)概述…………3操作指南…………3所用芯片…………4三、總體設(shè)計………………41、硬軟件平臺………42、總體框圖………43、整體設(shè)計思路…………………54、程序總框圖………5四、硬件局部………………61、傳感器……………72、多路模擬信號轉(zhuǎn)換開關(guān)…………73、濾波器……………84、差分式放大電路………………85、A/D轉(zhuǎn)換電路啊…………8微處理器〔MCU〕………………9鍵盤顯示………11五、總結(jié)…………………13六、鳴謝……………………14七、參考文獻…………………15附：系統(tǒng)總體原理圖前言在生活和生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域，但凡有自動控制要求的地方都會有單片機的身影出現(xiàn)，從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，但凡能想像到的地方幾乎都有單片機的使用需求。單片機的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動效率，減輕勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證平安等，但是，單片機應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊的*圍以及所帶來的經(jīng)濟效益上，更重要的意義還在于：單片機的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大局部控制功能，現(xiàn)在已經(jīng)能使用單片機通過軟件〔程序〕方法實現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化〞技術(shù)，稱為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷開展、日益完善和更加充實！2004年12月課程設(shè)計說明書1．項目：熱電偶多路溫度檢測儀設(shè)計多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、差分放大電路等對4種不同熱電偶的輸出信號巡回檢測、顯示、鍵盤參數(shù)設(shè)置、打印溫度等功能。2．具體要求：〔1〕ADC0809轉(zhuǎn)換〔2〕LED顯示〔3〕鍵盤參數(shù)設(shè)置〔4〕模擬量輸出〔5〕數(shù)據(jù)打印3、系統(tǒng)綜述：根據(jù)以上要求，本系統(tǒng)從軟件到硬件都做了精心的設(shè)計，其特色如下：〔1〕四級量程轉(zhuǎn)換，提高了分辨率〔2〕設(shè)定報警閥值，屏蔽字母鍵，防止誤動作〔3〕采用采樣屢次取其均值的數(shù)字濾波技術(shù)，使顯示更穩(wěn)定〔4〕設(shè)定值可任意給定和修改〔5〕設(shè)定值和所選量程及AD采樣值都在LED上顯示，便于核對〔6〕設(shè)定報警閥值和量程轉(zhuǎn)換均可在線修改4、操作指南：鍵的定義：按鍵功能E*EC轉(zhuǎn)換量程NE*T啟動采樣LAST設(shè)定報警量程選擇：C025D050E075F099具體步驟：按下E*EC鍵，選擇量程按下LAST鍵，設(shè)定報警閥值按下NE*T鍵，開場顯示溫度5．課程設(shè)計所用芯片：溫度傳感器差動放大濾波器80C51A/D0809AD75038279專用接口芯片總體設(shè)計1．軟硬件平臺啟東計算機廠ＤＶＣＣ實驗儀器產(chǎn)品介紹：ＤＶＣＣ系列實驗儀為啟東計算機廠深入研究教學(xué)實驗的需求，結(jié)合多年單片機仿真器的強大技術(shù)實力，潛心開發(fā)研制生產(chǎn)的新一代實驗儀系列產(chǎn)品。ＤＶＣＣ實驗系統(tǒng)為實驗儀的最新版本配套軟件,運行于中文Win9*/NT的純32位集成環(huán)境，集源文件編輯/調(diào)試/實驗指南于一體。調(diào)試局部調(diào)試軟件方便實用，可方便得進展實驗源程序的調(diào)試，各種系統(tǒng)存放器、標(biāo)志位、RAM區(qū)方便直觀地的顯示修改。實驗指南局部包含實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗原理圖、實驗位置圖、以及實驗中用到的局部芯片資料。2．熱電偶多路溫度檢測儀的總體構(gòu)造框圖：A/DA/D轉(zhuǎn)換MCU鍵盤顯示報警溫度傳感器濾波電路放大電路3．總體設(shè)計思路：根據(jù)課程設(shè)計總體構(gòu)造框圖，擬定了如下設(shè)計思路：傳感器局部：使用溫度傳感器進展現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)采集，并把溫度信號通過傳感器轉(zhuǎn)變成電壓信號，傳送給濾波電路。濾波放大電路局部：使用低通濾波器，把從溫度傳感器傳送過來的電信號進展濾波處理，去除干擾信號和不適合測量溫度的電信號。使用差動放大器，給電信號進展放大，適合A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換：使用A/D0809把電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進展標(biāo)度轉(zhuǎn)換，使輸出量為0~99的十進制數(shù)，存在單片機的內(nèi)存單元中。LED顯示：把A/D轉(zhuǎn)化的并已經(jīng)存放在單片機中的數(shù)字讀入顯示緩沖區(qū)，在LED顯示器上循環(huán)顯示。鍵盤控制：設(shè)計鍵盤，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。燈光報警：設(shè)定上限、下限進展報警。4．程序總框圖8279初始化8279初始化顯示‘P’ 等待按鍵功能鍵.NE*TE*ECLAST等待按鍵顯示顯示兩位.啟動AD轉(zhuǎn)換AA/4四次..為標(biāo)度轉(zhuǎn)換顯示報警有鍵按下.C?D?E?F?功能鍵.數(shù)字鍵.顯示‘25’顯示‘50’顯示‘75’顯示‘99’硬件局部要求：系統(tǒng)硬件局部包括傳感器、前置信號處理單元〔放大器，濾波器等〕、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器〔MCU〕、鍵盤、顯示、打印、報警、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、程控增益放大電路、通信接口電路等；1．傳感器本設(shè)計采用的是熱電偶溫度傳感器。熱電偶分裝配式熱電偶和鎧裝熱電偶兩種。裝配式熱電偶裝配式熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成根本構(gòu)造，并配以各種安裝固定裝置組成。鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶的構(gòu)造原理是：由導(dǎo)體、高純氧化鎂和不銹鋼保護管經(jīng)屢次一體拉制而成,主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成根本構(gòu)造，并配以各種安裝固定裝置組成，具有能彎曲、耐高壓、耐震動、熱響應(yīng)時間快和穩(wěn)固耐用等許多優(yōu)點。它和裝配式熱電偶一樣，作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀和控制器配套使用，也可以作為裝配式熱電偶的感溫元件，可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃～800℃*圍內(nèi)的液體、氣體介質(zhì)以及固體外表的溫度。2、多路模擬信號轉(zhuǎn)換開關(guān)〔MU*〕多路轉(zhuǎn)換器有普通型和精細(xì)型兩種，本設(shè)計采用后一AD7503。其單端連接圖如下：多路開關(guān)多路開關(guān)3．濾波器就一個系統(tǒng)而言，各種電磁干擾在接口處最為嚴(yán)重，它既能將系統(tǒng)外部的電磁干擾傳導(dǎo)或輻射到系統(tǒng)內(nèi)部，又可將系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾傳導(dǎo)或輻射到系統(tǒng)外部。因此，接口處的連接器在抗電磁干擾中起著極其重要的作用，用于*控制系統(tǒng)的信號傳輸，同時起到抗電磁干擾的作用。濾波組件的電路原理圖4．差分式放大電路差分式放大電路是集成電路運算放大器的重要組成單元，它既能放大直流信號，又能放大交流信號；它對差模信號具有很強的放大能力，而對共模信號卻具有很強的抑制能力。差分式放大電路是一個雙口網(wǎng)絡(luò)，每個端口有兩個端子，可以輸入兩個信號，輸出兩個信號。其端口構(gòu)造示意圖如圖1所示。注意：普通放大電路也可以看成是一個雙口網(wǎng)絡(luò)，但每個端口都有一個端子接地。因此，只能輸入一個信號，輸出一個信號。5．A/D轉(zhuǎn)換電路本設(shè)計采用的是A/D0809，其原理圖和芯片引腳圖如下：ADC0809原理圖A/D0809芯片接口及根本資料A/D0809是8位8路A/D轉(zhuǎn)換芯片，其分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時間為100微秒，輸入電壓為0-5伏，單電源，中速，無漏碼，不必調(diào)零和調(diào)滿刻度。使用簡單，但必須外加時鐘。6．微處理器〔MCU〕80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機中最根本的產(chǎn)品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴展了MCS-48單片機的體系構(gòu)造和指令系統(tǒng)。

80C51內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、32個雙向輸入/輸出(I/O)口、2個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷構(gòu)造，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。

此外，80C51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停頓，同時停頓芯片內(nèi)其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。主要功能特性：

·標(biāo)準(zhǔn)MCS-51內(nèi)核和指令系統(tǒng)·4kB內(nèi)部ROM〔外部可擴展至64kB〕

·32個可編程雙向I/O口·128*8bit內(nèi)部RAM(可擴大64kB外部存儲器)

·2個16位可編程定時/計數(shù)器·時鐘頻率0-16MHz

·5個中斷源·5.0V工作電壓

·可編程全雙工串行通信口·布爾處理器

·2層優(yōu)先級中斷構(gòu)造·電源空閑和掉電模式

·快速脈沖編程·2層程序加密位

·PDIP和PLCC封裝形式·兼容TTL和CMOS邏輯電平7．鍵盤顯示原理與功能：在外接的鍵盤功能板上，按數(shù)字鍵，數(shù)碼管上應(yīng)相應(yīng)能顯示按下的數(shù)字，按下功能鍵，能相應(yīng)執(zhí)行其它功能程序。利用8279可以實現(xiàn)對鍵盤/顯示器的自動掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，具有顯示穩(wěn)定，程序簡單，不會出現(xiàn)誤動作等特點。本設(shè)計利用8279實現(xiàn)顯示掃描自動化。其中8279芯片接口與8279工作原理如下列圖：接口原理與接線圖：1．將DVCC實驗系統(tǒng)上J8插座與鍵盤顯示板用扁平電纜相連。2.將KEY區(qū)D0—D7用8芯排線連到BUS2區(qū)*D0—*D7上。3.將KEY區(qū)WR、RD、ALE分別連到BUS3區(qū)*WR、*RD、ALE上。4.KEY區(qū)A0連到BUS1區(qū)*A0上。5.KEY區(qū)RST連到MP區(qū)SP上。6.KEY區(qū)KCS連到SELET區(qū)的Y3上。7.在DVCC實驗系統(tǒng)上按F2鍵進入仿真1態(tài)，即顯示“P〞，從起始地址08F0H開場連續(xù)執(zhí)行程序。8279的使用原理圖如下：從以上的原理圖可以看出在外接的鍵盤功能板上，按數(shù)字鍵，數(shù)碼管上應(yīng)相應(yīng)能顯示按下的數(shù)字，按下功能鍵，能相應(yīng)執(zhí)行其它功能程序。8279流程框圖：總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計完畢了。通過本次的智能儀器課程設(shè)計，加深了我單片機方面的知識也經(jīng)歷，也提高了我對課本上知識的認(rèn)識。在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)并提高了個人的動手能力和實踐能力。在實驗的同時也遇到了不少的困難，對芯片的不熟悉、還有對課本上的知識不能完全弄懂，所以對著這個課題顯得還有點難。本設(shè)計我采用的是使用一個模塊作為主模塊進展全局控制，與各個功能模塊相連，實現(xiàn)各自的功能，然后再把這些模塊結(jié)合起來。本次實驗中我把鍵盤這個模塊作為主控制模塊，總的來說到達(dá)了教師所給的設(shè)計要求。并且促進了個人思維的開展，提高了自己的創(chuàng)新意識，對以后到社會中工作奠定了一個好的根底。參考文獻1．楊欣榮．?智能儀器原理、設(shè)計與開展?．中南大學(xué)，20032．*仁貴等．?單片微型計算機應(yīng)用技術(shù)?．機械工業(yè)，20013．李廣弟等．?單片機根底?修訂本．航空航天大