單片機設計
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單片機設計范文第1篇
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
一、引言
在開發單片機系統時，可以用計數法作為初次測量頻率的主程序，然后根據測量結果選擇二次精確測量應選用兩種方法中的那種，計數法和周期法能夠比較容易的計算出被測量的頻率，適合一般的應用，但是由于單片機本身執行指令需要時間，因而采用以上兩種方法測量都存在誤差，要的精確的測量結果必須根據所用單片機性能參數在程序中補償，這里不再討論。頻率計由AT89C51、信號予處理電路、串行通信電路以及測量數據的顯示電路還有系統軟件所構成的，在當中信號的予處理電路包含了波形變換、波形整形以及分頻電路。信號的予處理電路當中的放大器所實現的是對待測信號的一個放大的功能，能夠降低對待測信號的幅度的一個要求，波形的變換和整形電路實現將正弦波樣的一個正負交替的號波形轉換成為能夠被單片機所接受的一個信號，分頻電路所用于擴展的單片機的頻率測量范圍并且通過實現單片機頻率測量以及周期測量使用統一的一個輸入的信號。系統軟件有測量初始化的模塊、顯示的模塊以及信號頻率測量的模塊等等。
二、頻率的測量在單片機設計中的相關處理方法
以AT89C51單片機作為我們頻率計的核心，通過它內部的一個定時計數器來進行對待測信號周期的一個測量。在89C51當中有2個16位的定時器，它們都是通過編碼來進行事先定時、計數以及產生計數溢出中斷要求的這一功能。在構成定時器的時候，每一個機器的周期加上一，然后這樣就能夠使得機器周期作為一個基準從而來測量出一個時間的間隔。然而在構成計數器的時候，就應當在相應的外部引腳發生一個從一到零的一個跳變時計數器加一，這樣計數的閘門就能夠在門的控制之下用來測量待測信號的一個頻率。在外部輸入每個周期進行采樣一次，這樣就能夠檢測出從一到零的跳變至少要兩個周期，所以說最大的計數速率是時鐘頻率的二十四分之一。
定時器的工作通過相應的一個運行的控制位進行控制，當控制為一時，那么定時器就要開始計數了，當控制位為零時，那么就停止計數。設計的時候還要綜合考慮到頻率測量的精度以及測量反應時間的一個要求。譬如說當要求的頻率測量結果是3位的有效數字，那么這個時候如果說待測的信號是1Hz的話，那么計數閘門的寬度就必須大于1000s。也是為了能夠照顧到測量精度以及測量時間的需要，因此就將測量工作分成了兩種方法進行。也就是說當待測信號的頻率大于100Hz的時候，定時器也就成為了一個計數器，當以機器的周期為基準的時候，就通過軟件產生一個技術閘門，這個時候當然要滿足頻率測量的結果是為三位的，如果技術閘門的寬度大于了一秒，那就表示為合格了。然而當待測信號的頻率小于了100Hz的時候，也就構成了定時器，通過頻率計的予處理電路將待測信號轉換成了一個方波信號，當方波的寬度同待測信號的周期相等的時候，那么方波就作為了計數的一個閘門，也就是說當待測信號的頻率等于了100Hz的時候，那么使用12MHz時鐘的時候，最小的計數值就是10000，這樣以來就能夠完全滿足到測量精度的一個要求。在當使用技術方法來實現頻率測量的時候，此時外部的待測信號就是計數源，通過軟件延時的程序能夠實現計數閘門。
三、頻率的測量在單片機設計系統硬件
在系統硬件的設計方面，必要介紹的一個就是信號的予處理電路：該電路是由四級的電路所構成，第一級通常是為零偏置的放大器，在當輸入信號時零或者是負電壓的時候，三極管是一個截止的狀態，輸出的信號為高電平，在當輸入的信號時正電壓的時候，三極管才導通，輸入的電壓會隨著電壓的上升而下降著。零偏置放大器將正弦波樣的正負交替波形轉換成為了一個單向的脈沖，這樣就能夠使頻率計不僅能夠測量方波的信號，而且還能夠測量正弦波信號的一個頻率。并且三極管所采用的開關三極管能夠保證放大器有著良好的高頻的響應。在第二級上所采用的是一個帶施密特觸發器的反相器7414，它能夠將放大器生成的單相的脈沖轉換成為同電平相互兼容的一個方波。
在顯示電路上面所要采用的是靜態的顯示方式。頻率測量結果通過譯碼，然后通過89C51的串行口送出。串行口工作于模式0，即同步移位寄存器方式。這時從89C51的RXD（P3.0）輸出數據，送至串入并出移位寄存器74164的數據輸入口A和B;從TXD（P3.1）輸出時鐘，送至74164的時鐘輸入口CP.74164將串行數據轉換成并行數據，進行鎖存。74164輸出的8位并行數據送至8段LED，實現測量數據的顯示。使用這種方法主程序可不必掃描顯示器，從而單片可以進行下一次測量。這種方法也便于對顯示位數進行擴展。
四、設計系統軟件設計數據處理過程
在頻率計開始工作，或者完成一次頻率測量，系統軟件都進行測量初始化。測量初始化模塊設置堆棧指針（SP）、工作寄存器、中斷控制和定時/計數器的工作方式。定時器/計數器的工作首先被設置為計數器，用于測量信號的頻率。在計數的定時器/計數器0寄存器，運行控制位TR1，開始計數的抽樣信號。計數閘門采用軟件延時程序實現，從最小值計數閘門，是從大范圍的啟動頻率測量。清末0計數閘門TR，停止計數。16米的寄存器的值以10進制數的轉換程序轉換成10進制數。確定在10進制數的位置，如果數字不是0有效位元，滿足測量數據，測量和距離信息顯示模塊；如果該位為0，計數閘門寬度擴大10倍，對計數信號，直到滿足要求的數據的有效位數。完成周期測量信號，需要做一個交互操作獲取信號的頻率。然后對其處理浮點運算，接收到的信號的頻率與浮點格式表示的值。浮點數到BCD碼轉換模塊，通過浮點格式表達式值的顯示格式轉換成本頻率計的信號頻率，發送到顯示模塊顯示信號的頻率值。該頻率計是需要完成的周期頻率轉換，以確保測量結果的準確性，這里應用點算法。轉換過程的周期，頻率轉換，包括：3字節固定浮點浮點運算和浮點數到BCD碼。由于通過多次的轉換精度，整個轉換過程是不是很高，通過測量，精度約為2/1000.
五、結語
在電子技術中，頻率是最基本的參數之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結果都有十分密切的關系，因此頻率的測量就顯得更為重要。為了實現智能化的計數測頻，實現一個寬領域、高精度的頻率計，一種有效的方法是將單片機用于頻率計的設計當中。頻率是最基本的參數之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結果都有十分密切的關系，因此頻率的測量就顯得更為重要。在單片機和數字電路中，經常需要測量脈沖個數、脈沖寬度、脈沖周期、脈沖頻率等參數。利用單片機內部高穩定度的標準頻率源和定時/計數器，可方便地測量信號的頻率和周期，實現計數器和頻率計的功能。本文所介紹的頻率計的設計方法，所制作的頻率計需要器件較少，適宜用于嵌入式系統。該頻率計應用周期測量和相應的數學處理實現低頻段的頻率測量，因此很容易擴展實現信號的周期測量和占空比測量。相信在投入使用過程當中一定能夠取得良好的應用效果。
參考文獻：
單片機設計范文第2篇
關鍵詞：單片機 模糊控制 電熔焊機 設計 應用
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0065-01
該文就基于單片機技術和模糊控制技術的電熔焊機的設計及應用情況進行簡單的分析和探討，從而更好的強化電熔焊機在焊接領域中的應用地位，促進和推動電熔焊機更好的發展。
1 電熔焊機的設計原理
基于單片機和模糊控制的電熔焊機其設計系統主要是由溫度檢測電路、繼電器控制電路、單片機、獨立式按鍵盤、LCD顯示器、雙向晶閘管、掃描器、鍵盤接收電路等設備部件構成的。它的工作原理主要是利用對系統加熱來實現的。因此，在電熔焊機的整個系統設計中，溫度控制是其中最為關鍵的核心環節。只有將溫度控制設計的科學、恰當，才能在焊接操作過程中，運用溫度檢測電路對實際的施工場地溫度情況進行科學、準確的檢測，并利用聚乙烯管道接頭上的條形碼所示溫度進行PID模糊運算，而后推算出合適的溫度控制量，在經過進一步的系數修正后，確定最終的加熱時間，從而將電熔焊機的溫度調節到最為適宜的溫度，進而有效提高焊接操作的質量和效率。在整個加熱過程中，單片機進行加熱時間和電壓的自動調節，LED顯示器進行加熱時間的倒計時顯示。當時間顯示為0時，系統會自動進行斷電操作，從而完成焊接任務。其電熔焊機的加熱操作過程如圖1所示。
2 電源控制設計
電熔焊機的工作過程是以電力為動力保障的，因此，其對電源的控制設計非常的重要。在單片機和模糊控制電熔焊機的電源設計中，其繼電器和芯片的電源采用的是LM2576（單片降壓型開關穩壓器）。這種開關穩壓器具有較強的電流輸出驅動能力以及工作效率，從而能夠更好的保障電熔焊機控制系統在運行過程中的可靠性和穩定性，進而確保了電熔焊機的正常、運行工作。
3 環境溫度檢測設計
單片機和模糊控制電熔焊機在運行時的溫度設定同其所處的實際施工現場環境溫度具有較高的關聯性，通常情況下，電容焊機對施工環境的溫度要求在-30～50 ℃之間。在單片機和模糊控制電熔焊機的溫度檢測設計中，采用了AD590型傳感器作為外部環境溫度的傳感器。這是因為AD590型傳感器屬于一類半導體型的傳感器，它同其他型號的熱電阻和傳感器比較，避免了線性化問題的出現，在設計和工作過程中，不需要進行微弱信號和電橋放大器的輸入，也不需要實行冷端補償操作，能夠選擇相應不同的工作電壓，使得設定溫度同輸出電流之間形成完整的線性關系，從而有效縮小了測量的范圍。AD590型傳感器是一種低溫傳感器，它的操作過程是采用抗恒高阻流源形式實現輸出，并在不影響電流輸出的情況下降低傳輸線的電壓，從而更好的實現遠距離電壓的傳輸。之后，利用轉換器保持和采集輸入的模擬信號，并將之轉變成相應的數字信號，從而更加準確的測量外部環境的溫度情況。
4 信息保持和顯示設計
單片機和模糊控制電熔焊機在信息數據保存顯示設計中，采用LCD顯示器作為數據顯示工作，不僅使操作人員能夠直觀、實時的獲取系統溫度及加熱時間情況，還方便了操作人員對電熔焊機的使用操作。設計人員將電熔焊機的單片機同LCD顯示器連接起來，并采用相應的計算機軟件進行焊接數據編程，使其在LCD顯示器上能夠直觀、清晰的顯示出設置溫度、當前溫度、加熱時間、系統菜單等相應信息，便于人員的隨機觀察和操作調整。同時，在機器操作面板上設置清晰的LED指示燈，使操作人員能夠通過LED指示燈的亮滅或顏色及時的檢查和判斷電熔焊機系統的實際運行情況，從而使操作人員能夠更好的進行焊接作業。此外，LCD顯示系統還能夠將焊接工作過程中的一些需要長久保存的數據進行完善、系統的保存（通常是存入相應的儲存卡），以便于相關操作人員的查看和核對。
5 模糊控制設計
在單片機和模糊控制電熔焊機中，模糊控制技術能夠有效的避免外部環境因素對系統計算的影響，并降低了對精確數學模型的依賴性。在系統工作過程中，模糊控制技術主要是通過模糊推理以及模糊化計算等操作將所輸入的數字量利用輸入的隸屬函數變換成模糊數據變量，從而尋找出相對的隸屬度。而模糊推理的運行則是根據相關的控制規則，在模糊概念的基礎上實現相關的數據計算推理。這也是電熔焊機中模糊控制系統器的關鍵性核心內容。也就是說，電熔焊機中的模糊控制系統是通過變量中的相應關鍵詞等模糊變量進行數字量的邏輯轉換，從而實現同精確控制相同效果的模糊控制。在電熔焊機模糊控制系統的實際運行過程中，操作人員要依照實際焊接工作的具體要求調整相應的PID模糊參數，以便于得到更為滿意的焊接成果。
6 結語
隨著社會經濟的不斷發展以及人們生活水平的不斷提高，電熔焊機在各行各業中的應用和推廣也越來越廣泛。因此，設計人員要不斷加強基于單片機技術和模糊控制技術的電熔焊機的設計和應用，從而更好的推動和促進單片機和模糊控制電熔焊機在焊接領域中的應用和發展。
參考文獻
[1] 楊曉玲，朱群雄.基于單片機和模糊控制的電熔焊機設計及應用[J].儀器儀表學報，2008（7）.
[2] 葛洪軍，鄭國華，李萍.基于單片機的木材干燥窯溫度模糊控制器的設計方法[J].黑龍江工程學院學報，2013（3）.
[3] 陳星，甘方成.基于單片機模糊控制技術在恒壓供水中的應用[J].科技廣場，2009（10）.
單片機設計范文第3篇
關鍵詞：主控制器；遙控開關控制器；熱釋電紅外傳感器；光強度傳感器；無線發送模塊
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A
0.引言
隨著社會科技的發展，人類的生活發生了翻天覆地的變化，隨著生活質量的提高，人們對照明的要求越來越高，照明在能耗中所占的比重也越來越多，為了節約照明對能源的消耗量，智能化、自動化等技術引入到了照明控制系統中。目前，大部分家庭和公共場所都使用手動開關燈大方式，常常由于人的疏忽，在人員離開時，燈也時常開著，有的公共場所甚至一整夜都開著燈，這種現象造成了電能的極大浪費。針對這些實際的問題，將自動化技術引入到照明系統中，可以節約電能，減少不必要的浪費。
1.節能燈的功能簡述
節能燈包括燈體和遙控開關盒，燈體主要包括主控制器模塊、熱釋電紅外傳感器模塊、光強度傳感器模塊、無線接收模塊等，主控制器模塊由89C51單片機設計。遙控開關盒主要包括遙控開關控制器和無線發送模塊，遙控開關控制器由89C51單片機設計。
燈體內的主控制器通過三極管連接熱釋電紅外傳感器的引腳，當室內無人時，熱釋電紅外傳感器引腳為低電平，三極管不導通，照明燈保持關閉狀態；當室內有人時，熱釋電紅外傳感器輸出引腳為高電平，三極管導通，照明燈開啟。光強度傳感器感應室內的光線強度并把信號輸送到主控制器上的單片機內，單片機根據讀取的室內亮度值，調節燈的亮度。
當室內有人需要休息時，即使是夜晚也需要強制將燈關閉，此時為了方便操作，節能燈具有相配合使用的遙控開關盒，遙控開關盒內有遙控開關控制器、無線發送模塊和開、關燈按鈕，當人手動按下遙控開關盒的開燈按鈕或者關燈按鈕時，遙控開關盒內的無線發送模塊發送開燈或關燈信號，燈體內的無線接收模塊接收開關燈信號，切斷電路或者導通電路，使燈開啟或者關閉。
2.節能燈的硬件設計
2.1 燈體的電路設計
主控制器采用89C51單片機設計，熱釋電傳感器采用型號為HC-SR501的傳感器，光強度傳感器采用型號為BH1750FVI的傳感器，無線接收模塊采用nRF24L01實現無線收發功能。
燈體內的主控制器上的89C51的單片機的引腳P2.0通過NPN型的三極管連接熱釋電紅外傳感器HC-SR501的輸出OUT引腳，當室內無人時，OUT引腳為低電平，三極管不導通，燈保持關閉狀態；當室內有人時，熱釋電紅外傳感器的輸出OUT引腳為高電平，三極管導通，燈L1開啟，單片機P2.0引腳收到低電平，單片機引腳P1.0連接光強度傳感器BH1750FVI的SCL引腳，P1.1連接SDA引腳，主單片機通過SDA引腳實時讀取室內光照度值，主單片機的引腳P2.7輸出可調脈寬PWM調節燈L1的亮度。單片機89C51的P2.1～P2.6連接nRF24L01無線接收模塊的CE、CSN、SCK、MOSI、MISO、IRQ引腳，當人手動按下遙控開關盒上的開燈按鈕和關燈按鈕時，燈座內的nRF24L01無線接收模塊MISO引腳接收到遙控開關的開關燈指令，執行相應的開燈或是關燈指令。
2.2 遙控開關盒的電路設計
遙控開關盒內的遙控開關控制器也采用89C51單片機設計，無線發送模塊采用nRF24L01實現無線發送功能。
遙控開關盒內的89C51的遙控單片機的引腳P2.1和P2.2上連接開燈按鈕K1和關燈按鈕K2，當按下開燈或關燈按鈕時，引腳P2.1或P2.2收到低電平，遙控單片機將開燈關燈指令通過nRF24L01無線發送模塊的MOSI引腳發送出去，無線控制節能燈的點亮和熄滅。遙控開關盒上的指示燈L2連接到遙控單片機引腳P2.0上，指示燈L2用來指示是否按下遙控開關上的開燈或關燈按鈕。當按下開燈和關燈按鈕時，遙控單片機給引腳P2.0寫入低電平，遙控開關上的指示燈L2點亮，當松開開燈和關燈按鈕時，遙控單片機給引腳P2.0寫入高電平，遙控開關上的指示燈L2熄滅。單片機89C51的引腳P1.0～P1.5連接nRF24L01無線發送模塊的CE、CSN、SCK、MOSI、MISO、IRQ引腳，當人手動按下開燈按鈕和關燈按鈕時，燈座內的nRF24L01無線接收模塊MISO引腳接收到遙控開關的開關燈指令，執行相應的開燈或是關燈指令，從而節能燈由無線接收和發送模塊實現遙控燈的開關的功能。
3.系統的軟件程序設計
程序流程圖如圖1所示。
系統上電后首先進行初始化，程序首先判斷是否室內有人出現，如果沒人出現，那么節能燈關閉，如果室內有人出現，那么判斷是否按下了遙控開關盒上的關燈按鈕，如果沒有按下關燈按鈕，那么節能燈點亮，并且根據采集到的室內的光線的強弱，調節節能燈的光照度。如果室內有人，但是人按下了遙控開關盒上的關燈按鈕，那么即使室內有人，那么節能燈也維持被強制關閉的狀態，當再次按下遙控開關盒上的開燈按鈕時，節能燈才能點亮。
結論
文章設計的節能燈能夠實現公共場合及家庭照明用燈的遙控開關和自動開關功能，及隨著室內亮度不同自動調節光的亮度的節能燈的開關調節裝置，遙控開關盒能夠遙控燈的開關和自動控制燈開關及調節光線強弱，具有遙控開關和自動開關功能的節能燈，可在公共場所和家庭中使用，節約電能，而且結構簡單成本低，使用維修方便。
參考文獻
[1]李鑫鑫，王志坤，劉松，等.智能燈光節能系統的研究與設計[J].高科技產品研發，2015，169（1）：23-24.
單片機設計范文第4篇
關鍵詞：機電一體化；單片機；模塊化；實驗臺；數字溫度控制系統
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）30-0050-03
隨著工業自動化控制設備的集成度越來越高，控制功能日趨完善，作為控制系統的核心部件――單片機日益受到重視，具有完善控制功能的單片機逐漸在自動控制系統領域大放異彩，而企業對于掌握單片機控制系統開發設計能力的人才更是求賢若渴，為此，必須要對機電專業學生的單片機設計能力進行重點培養和訓練。而現有的單片機實驗臺很多都是集成度很高的實驗臺，由于集成度高而大大限制了其應用的范圍，且由于集成度高而使得實驗臺系統相當脆弱，后期維護養護工作量較大。因此，相關人員有必要開展單片機能力訓練和拓展方面的實驗臺研究。
本論文主要結合當前單片機實驗臺的應用現狀，結合模塊化的設計理念，對單片機綜合實驗臺進行設計研究，以期從中能夠找到模塊化單片機實驗臺的設計應用模式，從中開發出合理有效的單片機能力訓練拓展的實驗方法，并以此和同行分享。
一、單片機實驗臺總體設計
（一）高校單片機實驗臺應用現狀
當前各個高校的機械電子工程專業都普遍開設有單片機相關課程，但是配套的實驗設備均是簡單的演示性實驗器材，只是讓學生照著書本上的范例輸入程序，即可完成單片機控制系統的全部控制功能的演示，對于學生動手設計單片機控制系統毫無實踐動手的意義；國內一些教學實驗儀器生產廠家所設計的單片機實驗臺，其控制功能過于復雜，并且配套設備多，零部件之間的依賴關系較大，集成度高，反而不利于學生對單片機控制系統內部原理的認識和理解，同時由于這些實驗開發板大多已經將實驗功能程序固化在系統內部了，因此實驗系統的擴展功能較差，只能夠進行預先設計好的實驗項目，對于學生自主性設計綜合實驗實訓項目，其實施難度較大，且這些實驗儀器設備普遍存在著后期維護量大的問題，成本十分高昂，動輒高達十幾萬元，且并不適合我校學生的學習情況，因此并不適宜通過直接購買的方式引進相關實驗設備。
綜上所述，只有自制基于單片機控制功能的多功能實驗臺，才能從根本上解決我院學生微機原理與應用課程的實驗設備配備問題，并且提高學生真正動手設計單片機控制系統進而達到應用開發的實踐動手能力。
（二）實驗臺總體結構設計
該試驗臺從模塊化設計的角度出發，從簡單實驗到綜合設計實驗，均采用模塊設計、接口預留、連接組建的方式來實現單片機的具體控制應用；對于綜合性的單片機測控系統實驗，利用四個小型單片機控制實現的測控系統，組建綜合性單片機控制實驗中心，進而實現對相關單片機設計的應用。
該實驗臺是面向學生進行單片機課程實驗而設計的，因此在設計時，一定要能夠考慮到學生的動手能力、多名學生同時進行實驗的可行性以及實驗的可重復性。鑒于此，采用面包板的設計模式，將實驗臺中可能用到的各單片機模塊掛在面包板上，面包板上可以刻畫出不同測控系統的電路原理圖，學生根據電氣原理圖，選擇相應的單片機模塊掛在面包板上，單片機模塊與面包板之間采用專用連接插頭進行電氣連接，而各單片機模塊之間采用杜邦連接件進行電氣連接，從而搭建出不同測控功能的單片機測控實驗系統。如圖1所示，為基于單片機的模塊化實驗臺結構框架示意圖。
（三）實驗臺功能模塊設計
如圖2所示，該多功能實驗開發板主要是圍繞單片機控制與測試系統的基本構成，從傳感器的輸入開始，到信號處理電路，A/D轉換電路，主MCU控制電路，存儲電路，D/A轉換電路，輸出顯示等模塊，該系統囊括了單片機控制與測試系統的全部構成環節，通過模塊化設計思路，將不同功能的單片機控制與測試系統環節模塊化，并通過設計不同的接口選擇電路，實現讓學生動手連接不同電路模塊，進而搭建不同功能的測試系統或單片機控制系統。
二、基于單片機的模塊化實驗臺的實現
（一）實驗臺模塊硬件模塊的設計實現
對于該多功能實驗開發板，采用獨立化的模塊設計方式，將搭建各種不同功能的單片機控制系統及測試系統的必要組成模塊進行分離，借鑒“堆積木”的思想，使學生自主的選擇不同的模塊，進而按照實驗功能要求構建具有不同實驗功能的單片機控制系統。
在具體實現方式上，每一個模塊都會設計統一的具有一定通用性的接口，有輸入模擬量接口，輸入數字量接口，輸出模擬量接口，輸出數字量接口，接口統一采用標準2.54mm的插針插母，方便不同模塊之間的數據傳輸和交換。如下圖3所示，是A/D轉換模塊和處理器模塊（8051）進行連接的設計示意圖。
從下圖設計上可以發現，每一個獨立模塊都設計了由標準2.54mm插針構成了接口，按照接口類型的不同，可以具體分為輸入模擬量接口，輸入數字量接口，輸出模擬量接口和輸出數字量接口，不同模塊之間采用杜邦連接件連接。實際上，本實驗開發板的全部模塊均采用此種模塊化的設計方式，從而有利于學生動手能力和自主設計能力的提升。
（二）基于單片機實現的模塊化數字溫度測控系統構建
基于模塊化的單片機數字溫度測控系統，是利用了模塊化的設計理念，將數字溫度測控系統按照其構成模塊，如CPU控制模塊、數據采集模塊、AD轉換模塊及數字顯示模塊等分別進行硬件連接連線，從而完成數字溫度測控系統的設計，再配以合適的程序，即可實現對環境溫度的數字測量與顯示的功能。這樣利用模塊化的設計方法極大的提高了機電專業學生動手實驗實踐的能力，對于單片機的設計應用能力的提高有很大幫助。
圖4 數字溫度測控系統硬件接線原理圖
硬件連線如上圖4所示，該電路由51單片機、ADC0809電路及七段數碼顯示電路三部分組成。由于電路比較簡單，在總線上沒有其他器件，所以直接選通ADC0809，ADC0809轉換器的轉換結果顯示在七段數碼管顯示電路上。需注意，試驗中要將所有的電源的地線相連，包括+5V和+24V之間的。當＋5V的VCC本身波動不超過ADC0809的測量精度時，可以將參考基準電壓輸入端直接接到VCC（Vref+）和GND（Vref-）上。輸入電壓來自于溫度變送器，在protues中可以按圖所示，采用電阻分壓，以產生電平信號。溫度值與輸入的數值之間的關系為：T=D*Vref/256*20。其中D為ADC0809輸出的數據值。
三、結語
本論文結合當前高校單片機課程實驗臺普遍存在集成度較高、實用性較低的現狀，從模塊化設計的角度出發，設計了基于模塊化單片機的集成實驗臺，能夠面向高校單片機課程教學使用，本論文從硬件設計和軟件設計的角度詳細論述了實驗臺的實現方案，且該實驗臺造價合理，功能相對于目前國內市場上在售的單片機教學型實驗臺也比較完善全面，因而其性價比較高，經濟合理適用，適宜在各高校機電專業實驗教學設備中推廣應用。
參考文獻
[1] 郝迎吉，高紅紅，王燕．遠距離水位智能監控系統的研究與實現[J].儀器儀表學報，2004，25（6）.
[2] 王幸之，等．單片機應用系統抗干擾技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2000.
[3] 丁玉美，等．數字信號處理[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2005.
[4] 范立南，李雪飛，尹授遠．單片微型計算機控制系統設計[M]．北京：人民郵電出版社，2004.
單片機設計范文第5篇
1.1LED和鍵盤設計
為了能夠實現人與機器的對話，單片機的步進電機控制系統設計了3*4鍵盤以及4*8LED數碼管，人們可以直接對其進行控制。該系統通電后，通過鍵盤輸入控制步進機的運轉、啟動以及轉動方向等，由LED管動態清晰顯示步進機的轉向以及轉速。器件8279能夠控制系統鍵盤的輸入以及LED的輸出，進而減少單片機工作的承載，8279在控制系統工作的過程中，將鍵盤輸入的信息進行掃描，利用其抖功能，避免事故的發生。（下圖為LED和鍵盤模塊）
1.2放大和驅動設計
邏輯轉換器是步進機控制過程中的脈沖分配器，其是CMOS集成電路，其輸出的源電流為20毫安，能夠應用于三相以及四相步進機，其工作可以選擇以下6種激進方式進行控制；其中，對于三相步進電機有1、2、1-2相；對于四相步進電機有1、2、1-2相，其輸入的方式有單、雙時鐘選擇方式，其具有正向控制、方向控制、監視原點、初始化原位等功能。PMM8713器件主要由激勵方式判斷、控制以及時鐘設置等部分組成，所有的輸入端都設置有秘制的電路，進而提高抗外界干擾的能力。PMM8713輸出能夠接受功率驅動電路，其通過驅圖1LED和鍵盤模塊動器，輸出最大的工作電流，以滿足電機工作的需求。單片機通過調節相關端口的脈沖信號，控制步進機的運行狀態、運轉方向以及運轉速度等。
2單片機的步進電機控制系統軟件設計
2.1單片機程序設計
通過中斷脈沖信號，計算步進電機的運轉步數以及圈數，并對其進行記錄；實現對步進電機運轉速速的控制；采用端口的中斷程序關閉其相關程序，將電機控制在停機狀態；通過中斷電機的開啟部位，將其轉換到運行狀態，實現電機的運行；PMM8713的U和D端口通過輸出高電平，達到控制步進電機運轉方向的目的；8279將其接口與自身的8個數據連接口進行連接，當單片機運行到鍵盤部位時，采用相關端口中斷其工作狀態，進而達到控制步進機的啟動、停止、速度以及方向等，并將其反饋給8279，利用LED將其顯示，明確其運轉的速度以及方向。
2.2PC上位機設計
設計PC上位機的主要目的就是控制步進電機，利用單片機中相關部位，實現人與機的對話，其利用單片機發出執行命令，實現對步進電機的有效控制。其中，單片機接受的執行命令會存儲在相關軟件中，其與儲存在片內的Flash的相關地址進行比較，不沖突的信息就儲存在其中，如與其中儲存的信息發生沖突，就會自動中斷，有效的保護電機的正常運行。同時，此軟件在運行的過程中，應該對晶振中的USART模塊進行設置，其相關的控制軟件由VB6.0對其進行編寫，采用MSComm軟件實現實時通訊。
3結語
