电气工程与智能控制专业课程设计报告方案二.docx

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1、本科课程设计电气工程与智能控制四、结论已完成设计与制作任务。与方案一相比，方案二更难设计并且需要一定到编程知识五、总结这次设计，使我从中学到了更多的专业知识和加强了自身的能力，丰富了我 所学习的理论知识，使得我对单片机知识及应用有了更为深层的了解。此外，更 重要的是。锻炼了实践工作的能力，提高工程素养，学会将理论与实践相结合用 理论指导实践，通过实践来验证和加深对理论的理解，使得自己在理论和类我上 有新的认识和提高，使综合应用能力和分析解决问题的能力得到提高。一、 课程设计目的3方案二：XXXXXXXX3（一） 原理框图3电路原理总图3（二） 主要芯片原理及引脚图4各局部电路原理分析4（三）

2、设计与调试（调试过程与结果截图、数据表格、问题的分析与解决）3（六）小结3三、设计与调试5四、结论5五、 总结6一、课程设计目的.学习查阅文献资料，掌握设计方案的设计与书写；1 .掌握各主要芯片的工作原理及使用方法；. 了解数码管显示原理；2 .学会利用通用板实现电子元器件的手动连线及调试;.掌握模拟电路、数字电路的基本调试方法；3 .提高分析问题与解决问题的能力；.对常见故障会分析原因，并排除故障。性能指标1 .直流电源供电：+5, -5V2 .量程：-1.999V-+1.999V3 .精度：0.0014 .用五个数码管显示，显示稳定，允许最后一位跳动5 .输入负电压时，最高位显示6 .最高

3、位灭零二、方案二：（一句话表述）方案简述：本设计选用A/D芯片XPT2046接收电位器上的电压信号，转换 后的数字信号输送到单片机AT89C51,数据经过单片机处理之后通过LCD 1602进 行数据显示，同时，将数据写入AT24c02进行数据存储，通过按键控制可进行数 据回显。按键还可以设置报警值，当测得数据大于报警值时，蜂鸣器会发出警报。1 .原理框图2 .电路原理总图，百丑冏-Proteus 8 Professional -原理图绘制W件(F)编辑(E)视置(V) Ifl(T)设计(而但去(G)调试(Of (L)模版(M)泰境(Y) BD(H)。百U坪 面定电8切力回三国O 团号1_夺1+

4、包，冤俱 少一潞电盘 占盅制虫我二弟3 落的茬心诚W团 葛原理圉绘制x |t3 .主要芯片原理及引脚图ADC 0808原理：ADC 0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原 理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根 据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进 行A/D转换。AD C0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。引脚图:U2;taUT;taUT262728工至 7252423221216INOCLOCKIN1STARTIN2IN3EOCIN4IN5OUT1IN6OUT2IN7OUT3OUT4ADDAOUT5ADD BOUT6ADDCOUT

5、7ALEOUT8VREF(+)VREF(-)OEADC080867212019188151417910AT89C51原理：AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89c2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌

6、入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚图:1KU1 191829305678XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/T0P3.5“1P3.6/WR P3.7/RD39

7、3837363534333221 D22 D23 D24 D25 D26 D27 D28D10五1213141516 77AT89C514 .各局部电路原理分析主程序主要调用A/D转换程序、按键驱动程序、1602液晶显示程序、数据存 储程序和警报程序。首先对系统进行初始化，当被测电压输入后，调用A/D转 换子程序，转换出来的数值经数据存储程序写入AT24co2,并通过1602液晶 显示程序进行数据显示，同时，与报警值进行比拟，当大于报警值时，启用报 警程序。A/D转换程序主要是对电位器产生的模拟信号进行数据转换，首先启动AD芯片，输入指 令后，等待数据处理完后，输出结果，本次转换完成。数据存储

8、程序主要是对A/D转换后的数值进行数据存储，当按键控制的时候可以数据回 显。AT24co2用IIC进行数据通信，首先选择芯片地址，然后进行数据读取，待完成后输 出结果。三、设计与调试(1)总体设计思想为:AT89c51单片机是数字电压表系统的控制核心。将需要测 量的模拟信号(直流电压)直接输送到A/D转换电路进行A/D转换，由单片机对转 换后的信号进行数据处理，最终将处理后的数字信号经过显示驱动电路和数码管 显示进行测量结果的直观显示。设计的数字电压表除了可以同时进行多路模拟信 号的测量外，也可以通过通道选择电路对单片机进行控制，用来实现信号的单路 测量和多路测量的切换。(2)硬件设计原理：设

9、计的数字电压表主要用于测量-2-+2V的直流电压，通过单 片机控制A/D转换器将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，并对转换后的信 号进行运算比拟，最终通过数码管显示测量结果。整个电路主要由控制电路、A/D 转换电路、数码显示电路、复位电路、选择电路、基准电源、测试电路等几局部 组成。设计的数字电压表是基于AT89C51单片机和A/D转换器件的应用基础之上， AT89C51单片机和A/D转换模块是本次设计的核心，通过单片机控制A/D转换器, 实现对模拟信号的接收和转换:P0 口连接A/D转换器的数字端口，作A/D转换器 数据读入端，接收转化后的数字信号并进行处理;单片机的P1 口、P3.0-P

10、3.3 口作 为4位7段LED数码管显示控制端，P3.5端口用作单路/循环显示转换控制按钮，P3.6端 口用作单路显示时选择显示的通道。外喇钟夕国计数(3)时钟引脚XTAL1 (19脚)：内部振荡电路反向放大电路的输入端，外接晶体的一一个引 脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。XTAL2 (18脚)：内部振荡电路反向放大电路的输出端，外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部电源。(4) I/O 口引脚P0 口出0.010.7)在0.7是最高位,P0.0是最低位,有两种功能如下。通用I/O 口:无片外存储器时，P0 可以做为通用I/O 口使用；地址/数据口:在访问外部存储器时，用作地址

11、总线的低8位和数据总线。Pl (P1.0-P1.7):PL7是最高位，P1.0是最低位,仅用作I/O 口。P2 t=l(P2.0-P2.7): P2. 7是最高位，P2. 0是最低位，有两种功能如下。通用I/O :无片外存储器时，P2 口可以做为通用I/O 口使用；地址口:在访问外部存储器时，用作地址总线的高8位。P3 口出3.0t3.7)矛3.7是最高位，P3.0是最低位，有两种功能如下。通用I/O 口:用于串行口、中断源输入、计数器、片外RAM选通。(5)时钟电路单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间基准，时钟电路用来 产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机内部有一个高增益的反相

12、放大器，其输入端XTAL1和XTAL2用于外 接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路，内 接电路如图，外部时钟方式是吧外部已有的时钟信号引入单片机内。- XTAL1GND|4：|- XTAL2T(6)复位电路.机的重启，单片机复位时，使CPU和系统中的其他功能部件恢复为初始状态, 就像计算并从这个状态开始工作。要实现复位操作，必须是RES引脚至少保持两 个机器周期（24个振荡器周期）的高电平。CPU在第二个机器周期内执行内部复位 操作，以后每一个机器周期重复一次，直至RES端电平变低。复位期间不产生ALE 及PSEN（非）信号，即ALE=1和PSEN （非）=1。这说明单片机复位期间不会有任何 取指操作。当RES引脚返回低电平后，CPU从000地址开始执行程序。根据原理图连接好电路后通过单片机输入特定的代码进行控制单片机的操作 从而到达测量电压的目的问题：原本设计的方案无法正常运行，有错误提示，U2芯片无法参与仿真运 行解决方案：试了换芯片等各种方法，还是无法消除错误正常运行，然后就换 了另一个不同芯片的解决方案。问题：因为对于51单片机的编程不熟悉解决方案：通过观察同学以及网上的方案更改了自己原理图重新设计了一个 方案