微控制器技术课程设计图参考.docx
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微控制器技术课程设计图参考
(二)、课程设计报告格式
目录
(宋体、三号、居中、加粗)
前言…………………………………………………………………………
1□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
1.1□□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
1.2□□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
2□□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
2.1□□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
2.2□□□□□□□□□□□□□□□□……………………………………
∶
∶
5□□□□□□□□□□□□□□□□…………………………………
课程设计体会…………………………………
参考文献…………………………………
注:
1.前言、一级标题、课程设计体会、参考文献:
(宋体、小四、加粗、居左);
2.节:
(宋体、加粗、五号);
正文格式:
1数据采集显示系统设计
(宋体加粗,三号居中)
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(宋体,五号)
1.1□□□□□□□□□□□□□□(宋体加粗,小四)
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(宋体,五号)
1.2□□□□□□□□□□□□□□(宋体加粗,小四)
1.2.1□□□□□□□□□□□□(宋体加粗,五号)
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(宋体,五号)
1.2.2□□□□□□□□□□□□(宋体加粗,五号)
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(宋体,五号)
(行距:
最小值,18磅)
注:
正文的页码依次编排用“1、2、3…”数字(宋体,小五号,居中,底部)
参考文献格式:
1.期刊
作者.题名[J].刊名,出版年,卷(期):
起止页码.
例如:
[1]周庆荣,章泽廷,朱美文等.固体溶质在含夹带剂超临界流体中的溶解度[J].化工学报,1995,46(3):
317-323.
2.专著
作者.书名[M].版本(第一版不著录).出版地:
出版者,出版年:
起止页码.
例如:
[1]贺奇,郑岩,魏藜等.构建面向CRM的数据挖掘应用[M].北京:
人民邮政出版社,2001:
230-252.
附件4:
硬件设计电路参考接线
1.中断系统参考接线
外部中断接线图
单次脉冲单元原理图
2.A/D转换电路
ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分,并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。
用它可直接输入8个单端的模拟信号,分时进行A/D转换,在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。
表地址信号与选中通道的关系
A/D转换单元原理图
AD的时钟线CLK需要与实验平台中的时钟发生器1MHz相连,使用万用表测量ADJ端的电压值,计算对应的采样值。
A/D转换接线图
3.键盘与数码管显示电路
8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片,它具有A、B、C三个并行接口,用+5V单电源供电,能在以下三种方式下工作:
方式0--基本输入/输出方式、方式1--选通输入/输出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚如图所示,8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图所示。
图8255内部结构及外部引脚图
图8255控制字格式
键盘扫描及数码管显示单元原理图
键盘扫描及数码显示接线图
4.电子发声设计
表音符与频率对照表(单位:
Hz)
电子发声单元原理图
电子发声接线图
1.点阵LED显示设计
16×16LED点阵由四块8×8LED点阵组成,如图4-7-1所示,8×8点阵内部结构图及外部引脚图如图4-7-2与图4-7-3所示。
由图4-7-2可知,当行为“0”,列为“1”,则对应行、列上的LED点亮。
汉字显示如图4-7-4所示。
点阵显示接线图
2.接触式IC卡读写
IC卡8个触点分布如图所示。
基于Atmel公司的AT24C01生产的IC卡就是一种简单易用的存储卡,其管脚排列如图所示。
接触式IC卡与CPU采用IIC总线通讯形式,IIC总线只用两条线,不需要片选线,支持带电插拔,SCL是时钟线,SDA是数据线。
IIC总线上传送的每一个字节均为8位,并且高位在前。
首先由起始信号启动IIC总线,其后为寻址字节,寻址字节由高7位地址和最低1位方向位组成,方向位表明主控器的操作方式,为读操作或写操作,其后的数据传输字节数是没有限制的。
每传送一个字节后都必须跟随一个应答位或非应答位,在全部数据传送结束后主控制器发送终止信号。
IIC总线上每传输一个数据位,必须产生一个时钟脉冲。
SDA线上的数据必须在时钟线SCL的高电平周期保持稳定,数据线的电平状态只有在SCL线的时钟信号是低电平时才能改变。
起始条件(重复起始条件):
当SCL线为高电平时,SDA线从高电平向低电平切换。
停止条件:
当SCL线为高电平时,SDA线由低电平向高电平切换。
如图所示。
启动和停止
输出确认
IC卡单元原理图IC卡接线图
7.数字温度传感器
单片机与DS18B20之间的数据传递都通过单总线(1-Wire)接口进行。
每一个DS18B20都有唯一的序列号以保证一根总线上同时存在多个器件。
DS18B20有3个引脚,即GND
(1)、DQ
(2)和VCC(3),DQ引脚为数据输入/输出引脚。
温度测量原理图
数字温度测量接线图
8.字符型LCD显示设计
液晶单元原理图
该指令完成下列功能:
将空码(20H)写入DDRAM的全部80个单元内,将地址指针计数器AC清零,光标或闪烁归HOME位,设置输入方式参数I/D=1,即地址指针AC为自动加一输入方式。
该指令将地址指针计数器AC清零。
执行该指令的效果有:
将光标或闪烁位返回到显示屏的左上第一字符位上,即DDRAM地址00H单元位置,这是因为光标和闪烁位都是以地址指针计数器AC当前值定位的。
如果画面已滚动,则撤消滚动效果,将画面拉回到HOME位。
该指令的功能在于设置了显示字符的输入方式,即在计算机读/写DDRAM或CGRAM后,地址指针计数器AC的修改方式,反映在显示效果上,当写入一个字符后画面或光标的移动。
该指令的两个参数位I/D和S确定了字符的输入方式。
I/D表示当计算机读/写DDRAM或CGRAM的数据后,地址指针计数器AC的修改方式,
由于光标位置也是由AC值确定,所以也是光标移动的方式。
I/D=0:
AC为减一计数器,光标左移一个字符位。
I/D=1:
AC为加一计数器,光标右移一个字符位。
S表示在写入字符时,是否允许显示画面的滚动
S=0:
禁止滚动
S=1:
允许滚动
S=1且I/D=0:
显示画面向右滚动一个字符
S=1且I/D=1:
显示画面向左滚动一个字符
综合而论,该指令可以实现四种字符的输入方式,见表所示。
该指令控制着画面,光标及闪烁的开与关。
该指令有三个状态位D、C、B,这三个状态位分别控制着画面,光标和闪烁的显示状态。
D:
画面显示状态位。
当D=1时为开显示,当D=0时为关显示。
主要关显示仅是画面不出现,而DDRAM内容不变。
这与清屏指令截然不同。
C:
光标显示状态位。
当C=1时为光标显示,当C=0时为光标消失。
B:
闪烁显示状态位。
当B=1时为闪烁启用,当B=0时为闪烁禁止。
闪烁是指一个字符位交替进行正常显示态和全亮显示态。
S/C:
滚动对象选择。
S/C=1:
画面滚动;S/C=0:
光标滚动。
R/L:
滚动方向选择。
R/L=1:
向右滚动;R/L=0:
向左滚动。
该指令代码表如下表所示:
DL:
设置控制器与计算机的接口形式。
接口形式体现在数据总线长度上。
DL=1:
设置数据总线为8位长度,即DB7~DB0有效
DL=0:
设置数据总线为4位长度,即DB7~DB4有效。
该方式下8位指令代码和数据将按先高4位后低4位的顺序分两次传输。
N:
设置显示的字符行数。
N=0为一行字符行;N=1为两行字符行。
F:
设置显示字符的字体。
F=0为5×7点阵字符体;F=1为5×10点阵字符体。
计算机对指令寄存器通道读操作(RS=0,R/W=1)时,将读出此格式的“忙”标志BF值和7位地址指针计数器AC的当前值。
计算机随时都可以对HD44780U读“忙”操作。
BF值反映HD44780U的接口状态。
计算机在对HD44780U每次操作时首先都要读BF值判断HD44780U的当前接口状态,仅有在BF=0时计算机才可以向HD44780U写指令代码或显示数据和从HD44780U读出显示数据。
计算机读出的地址指针计数器AC当前值可能是DDRAM地址也可能是CGRAM的地址,这取决于最近一次计算机向AC写入的是哪类地址。
LCD液晶显示接线图
9.步进电机控制
使用开环控制方式能对步进电机的方向、速度和角度进行调节。
所谓步进,就是指每给步进电机一个递进脉冲,步进电机各绕组的通电顺序就改变一次,即电机转动一次。
根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。
课程设计中所使用的步进电机为四相八拍电机,电压为DC5V,其励磁线圈及其励磁顺序如图及表所示。
图励磁线圈
表励磁顺序
步进电机控制参考线路图
表P0端口引脚的电平在各步中的情况
注意:
步进电机在不使用时请断开连接,以免误操作使电机过分发热。
10.直流电机PWM调速
直流电机单元由DC12V、1.1W的直流电机、小磁钢、霍尔元件及输出电路构成。
PWM的示意图如图所示。
通过调节T1的脉冲宽度,可以改变T1的占空比,从而改变输出,达到改变直流电机转速的目的。
PWM脉冲示意图
通过单片机的P1.7口来模拟PWM输出,经过驱动电路来驱动直流电机,实现脉宽调速。
将P1.7直接与驱动电路的A端连接,驱动单元的输出A’连接直流电机单元的2端。
直流电机接线图
11.D/A转换功能实现
实现D/A转换,要求产生锯齿波、脉冲波,并用示波器观察电压波形。
D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件,其特点是:
接收、保持和转换的数字信息,不存在随温度、时间漂移的问题,其电路抗干扰性较好。
DAC0832是8位芯片,采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络,转换结果为一对差动电流Iout1和Iout2输出。
表DAC0832性能参数
D/A转换单元原理图
附录
常用芯片引脚图
一、单片机
芯片介绍:
MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机,又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚,包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明:
P0.0~P0.7:
P0口8位口线,第一功能作为通用I/O接口,第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
P1.0~P1.7:
P1口8位口线,通用I/O接口无第二功能。
P2.0~P2.7:
P2口8位口线,第一功能作为通用I/O接口,第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
P3.0~P3.7:
P3口8位口线,第一功能作为通用I/O接口,第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/PROG:
地址锁存允许/编程脉冲输入信号线(输出信号)
PSEN:
片外程序存储器开发信号引脚(输出信号)
EA/Vpp:
片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚
RST/VPD:
复位/备用电源引脚
二、可编程接口芯片
8255A
芯片说明:
8255A是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片,它具有3个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,可通过程序改变其功能,因而使用灵活,通用性强,可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。
8255有三种基本工作方式, 三种工作方式由工作方式控制字决定,方式控制字由CPU通过输入/输出指令来提供.三个端口中PC口被分为两个部分,上半部分随PA口称为A组,下半部分随PB
口称为B组.其中PA口可工作与方式0、1和2,而PB口只能工作在方式0和1。
8255共有40个引脚,采用双列直插式封装,各引脚功能如下:
D0--D7:
三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。
CS:
片选信号线,低电平有效,表示芯片被选中。
RD:
读出信号线,低电平有效,控制数据的读出。
WR:
写入信号线,低电平有效,控制数据的写入。
Vcc:
+5V电源。
PA0--PA7:
A口输入/输出线。
PB0--PB7:
B口输入/输出线。
PC0--PC7:
C口输入/输出线。
RESET:
复位信号线。
A1、A0:
地址线,用来选择8255内部端口。
GND:
地线。
三、A/D、D/A转换
1.ADC0809
芯片介绍:
ADC0809是一种比较典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器,CMOS工艺,可实现8路模拟信号的分时采集,片内有8路模拟选通开关,以及相应的通道地址锁存用译码电路,其转换时间为100μs左右,采用双排28引脚封装,其引脚说明如下:
IN0~IN7:
8路模拟量输入通道
ADDA~ADDC:
地址线用于选择模拟量输入通道
ALE:
地址锁存允许信号
START:
转换启动信号
D0~D7:
数据输出线
OE:
输出允许信号,低电平允许转换结果输出
CLOCK:
时钟信号输入引脚,通常使用500KHz
EOC:
转换结束信号,为0代表正在转换,1代表转换结束
Vcc:
+5V电压
VREF(+)、VREF(-):
参考电压
2.DAC0832
芯片介绍:
DAC0832是美国数据公司的8位D/A转化器,片内带数据锁存器,电流输出,输出电流稳定时间为1μm,功耗为20mW,其引脚说明如下:
D0~D7:
数据输入线,TTL电平
ILE:
数据锁存允许控制信号线
CS:
片选信号线,低电平有效
WR1:
数据锁存器写选通输入线,负脉冲有效
XFER:
数据传输控制信号输入线,低电平有效
WR2:
DAC寄存器写选通输入线,低电平有效
IOUT1:
电流输出线,当DAC寄存器为全1时电流最大
IOUT2:
电流输出线,其值与IOUT1之和为一常数
Rfb:
反馈信号输入线,调整Rfb端外接电阻值可以调整转换满量程精度
Vcc:
电源电压线,为+5V~+15范围
VREF:
基准电压输入线,范围为:
-10V~+10V
AGND:
模拟地
DGND:
数字地