单片机原理与接口技术实践报告.docx
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单片机原理与接口技术实践报告
单片机原理与接口技术实践报告
学院:
设计名称:
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
完成时间:
2016年7月22日
指导教师评语
第1部分实践目的及功能
1.1目的
运用单片机多机通信原理,将两个单片机联系起来,分为A机和B机。
A机实现测量温度,测量光强,以及AD转换,并将测量的数据通过RS485传送给B机;
B机接收A机传送的数据,经过数据处理,在彩屏上显示测量的数据;
1.2功能要求
1、通过DS18b20测温模块实现远程温度采集。
2、通过AD转换电路采集电压值。
3、通过光敏电阻转化电路采集光线强弱信号。
4、通过实时时钟来获取时间及日期变化。
5、Lcd1602显示实时时钟的时间及日期。
6、彩屏显示测得的AD,温度,光强。
7、RE485通信将A机测得的数据传给B机。
1.3任务分工
成员
任务分工
完成情况
王佃涛
从机
调试并通过
李盈
主机
调试并通过
韩晓文
实时时钟,lcd1602显示
调试并通过
第2部分系统整体设计方案
整体设计方案框图如下:
89c51
A机
89c51
B机
测温模块
AD模块
光强模块
实时时钟
RS485通信
彩屏
显示
LCD显示时钟
图2.1整体方案设计框图
1、通信模块:
通过A机通过RS485半双工工作方式将在A机上测得的数据传送给B机,并且建立两个模块间的通信,成功配对。
2、测温模块:
温度传感器DS18b20把所测得的温度数据通过P3.7引脚发送到STC89C52单片机(A)上,经过该单片机内部温度处理函数运算得出整型温度值,经过“stdio.h”头文件内包含的“sprintf”函数,将该温度值转入数组储存,然后经过串口连接的将该温度值发送;通过STC89C52单片机(B)接收到数据,经过运算得到整型温度值。
3、光强模块:
通过单片机A机上自带的光敏电阻及测量模块,测得光强的数据,但是由于工程量比较大,所以没有查表设置,只是通过判断大小来设置,标准是大于1000,显示High,小于500为Low,在500~1000为Mid。
4、AD转换模块:
通过单片机A机上自带的AD转换电路及测量模块,测得电压值,可以通过调节滑动变阻器来改变大小,然后按照进率来转换成0~5v的电压值。
5、实时时钟模块:
单片机A机自带的DS1302来测得时间及日期。
6、彩屏模块:
单片机B机连接彩屏,将在A机传送过来的数据,显示在彩屏上。
7、lcd1602模块:
将DS1302的测得的时间及日期显示到lcd1602上。
第3部分系统硬件设计
3.1STC89C52单片机电路
3.2DS18b20温度传感器
【原理说明】
当DS18B20接收到转换命令后,开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位的带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM的第1、2字节中。
信息通过单线接口送入DS18b20或从DS18b20送出,因此从中央处理器到DS18b20仅需连接一条线。
度、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供,而不需要外部电源。
3.3彩屏电路
【原理说明】
TFT(ThinFilmTransistor薄膜晶体管)是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种,由于TFT是主动式矩阵LCD可让液晶的排列方式具有记忆性,不会在电流消失后马上恢复原状。
TFT还改善了STN会闪烁(水波纹)模糊的现象,有效地提高了播放动态画面的能力。
与STN相比TFT有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但是缺点就是比较耗电,而且成本也比较高。
彩屏占用了几乎全部的I/O,内置电路复杂,代码相对也比较复杂,而且其中的汉字图片都要用取模软件来获得。
当单片机A机把数据传送给B机时,在单片机内部电路构建下,彩屏上显示数据。
3.4光强与AD转换电路
【原理说明】
光强电路与AD转换电路其实是一样的,只不过通道选择不一样。
采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成
电位器通道地址001
光敏电阻通道地址010
单片机自带电路,将滑动变阻器的变化或者是光线强弱的变化通过电路表现出来,然后通过运算,来表示光强的大小或者是AD转换后的数值。
3.5实时时钟电路
【原理说明】
DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.0V~5.5V。
采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
单片机A机运用这个DS1302来获取时间及日期
3.6lcd1602电路
【原理说明】
LCD1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用.
单片机A机将在DS1302上获取的数据转化到LCD1602上,并在1602上显示出来。
3.7RS485电路
【原理说明】
RS485接口组成的半双工网络,一般是两线制(以前有四线制接法,只能实现点对点的通信方式,现很少采用),多采用屏蔽双绞线传输。
这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。
4部分系统软件设计
4.1STC89C51单片机A机模块设计
开始
初始化
RS485通信
测量模块
温度
测量
光强
测量
AD
转换
实时
时钟
数据处理
数据处理
数据处理
数据处理
LCD1602
显示时间及日期
算法设计见程序:
SLAVE工程
4.2STC89C51单片机B机模块设计
开始
结束
初始化
接受模块
A机测得的数据
数据处理
彩屏显示
算法设计见程序:
HOST工程
第5部分系统调试
5.1LCD1602显示实时时钟图
5.1彩屏显示数据图
光强Low(500光强Mid(500
光强High(1000AD转换0~5V
温度图(温度值不好改变)
5.3RS485通信图
5.4A机图
5.5B机图
5.6总机图
第6部分实践总结
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
要养成注释程序的好习惯,一个程序的完美与否不仅仅是实现功能,而应该让人一看就能明白你的思路,这样也为资料的保存和交流提供了方便;在设计课程过程中遇到问题是很正常德,但我们应该将每次遇到的问题记录下来,并分析清楚,以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了,但是从中学到的知识会让我受益终身。
发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。
设计过程,好比是我们人类成长的历程,常有一些不如意,但毕竟这是第一次做,难免会遇到各种各样的问题。
在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
我们通过查阅大量有关资料,并在小组中互相讨论,交流经验和自学,若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。
通过这次设计,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。
我觉得作为一名自动化专业的学生,单片机的课程设计是很有意义的。
更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。
虽然自己对于这门课懂的并不多,很多基础的东西都还没有很好的掌握,觉得很难,也没有很有效的办法通过自身去理解,但是靠着这一个多礼拜的“学习”,在小组同学的帮助和讲解下,渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣,自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
我认为这个收获应该说是相当大的。
觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程,但是一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。
小组人员的配合﹑相处,以及自身的动脑和努力,都是以后工作中需要的。