单片机课程设计报告1.docx

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单片机课程设计报告1

单片机原理及应用

课程设计

学院：

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

日期：

单片机应用技术课程设计任务书

设计题目

远程温度采集系统

设计任务及步骤

使用proteus作为开发工具，完成双机通讯的温度采集功能：

一、使用LM20温度传感器、AD1674模数转换器、AT89C51单片机、4位拨码开关组成温度采集模块（从机），拨码开关用于设定模块的地址（00-15），从机在采集完温度信号后通过串口发送到主机;

二、使用AT89C51单片机、4位拨码开关、LED显示组成温度接收模块（主机），4位拨码开关用于设定通讯波特率（1200，2400，4800，9600）当主机波特率改变后，从机波特率也自动改变，上电运行显示波特率信息（停3S），之后显示接收地址与温度信息；

论文要求

①画出整个系统的电路原理图；

②叙述各功能模块的工作原理；

③编写各模块程序；

④论文中应附上程序流程图；

⑤书写论文时注意结构合理，层次分明，在分析时注意语言的流畅。

工作计划

1布置任务，查找资料

2电路和程序设计

③设计程序调试结果验收

④论文答辩

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

课程设计内容及步骤

使用proteus作为开发工具，完成双机通讯的温度采集功能：

1、使用LM20温度传感器、AD1674模数转换器、AT89C51单片机、4位拨码开关组成温度采集模块（从机），拨码开关用于设定模块的地址（00-15），从机在采集完温度信号（间隔5S）后通过串口发送到主机;

2、使用AT89C51单片机、4位拨码开关、LED显示组成温度接收模块（主机），4位拨码开关用于设定通讯波特率（1200，2400，4800，9600）当主机波特率改变后，从机波特率也自动改变，上电运行显示波特率信息（停3S），之后显示接收地址与温度信息。

3、扩展要求：

将其设计成：

当定时器达到一定时间时，从机没有收到来自主机的信号，则从机“发光报警”。

当遇到故障时，也会发光报警，即将从机上的RXD或TXD接按键开关，接地或是接电源作为模拟信号。

收到主机的信号后，又能恢复正常。

整个系统的电路原理图：

各功能模块的工作原理：

1、温度采集模块

使用LM20温度传感器、AD1674模数转换器、AT89C51单片机、4位拨码开关组成温度采集模块（从机），拨码开关用于设定模块的地址（00-15），从机在采集完温度信号（间隔5S）后通过串口发送到主机;

（1）LM20经AD1674转换为12位数据给从机

LM20温度传感器经过电压跟随器后输入到AD1674的10VIN口，AD1674组成双峰。

STS、CS、A0、CE、RC分别接到从机的P0-P4口实现AD1674的控制作用。

一开始CE=1,CS=0,RC=0,A0=0启动12位温度转换，然后等待数据采集结束while（STS==1）;接着CE=1,CS=0,RC=1,12/8=1,A0=0允许高八位数据并行输出，最后CE=1,CS=0,RC=1,12/8=0,A0=1允许低四位数据并行输出。

读出的12位数据存放在变量temp中。

经过AD1674转换后输出的结果精确到（10.0/4095.0）。

若LM20温度转换为电压值是1.13598v时，经过AD1674转换后输出的12位数为1.13598*4095/10=465转换为2进制为000111010001。

12位数据经过公式转换T=（1.8525-temp*10/4095.0）*10000/11.79.然后把低位小数位给temp1，temp就为整数部分，接着就是等待发送给主机。

/*读取AD1674转换结果*/

uintAD1674_Read（void）

{

uinttemp;

CS=1;

CE=0;//初始化,关闭数据采集

CS=0;

A0=1;

RC=0;

CE=1;//CE=1,CS1=0,RC=0,A0=0启动8位温度转换

_nop_（）;

while（STS==1）;//等待数据采集结束

CE=0;//芯片使能关闭

RC=1;

A0=0;

CE=1;//CE=1,CS1=0,RC=1,12/8=1,A0=0允许高八位数据并行输出

_nop_（）;

temp=P1;//读取转换结果的低八位

return（temp）;//返回转换结果

}

（2）从机接收主机发送的波特率并且设置自己的波特率

主机发送波特率给从机，从机查询法判断是否接收到主机发送的波特率，如果接收到主机发送的波特率则改变自己的波特率，跳出循环来实现发送温度地址的发送，否则一直循环判断是否接收到主机发送的波特率。

//设置波特率

voidset（）

{

uinttemp=P0;

temp=temp>>4;

temp=temp&0x0f;

if（temp==1）

{

TMOD=0x21;//定时器为方式2，TMOD高四位控制T1

TL1=0xF4;//时间常数初值

TH1=0xF4;//时间常数初值，波特率为1.2k

PCON=0x00;//正常方式,SMOD=0,波特率为f/64

}

elseif（temp==2）

{

TMOD=0x21;//定时器为方式2

TL1=0xFA;

TH1=0xFA;//波特率为2.4K

PCON=0x00;

}

elseif（temp==4）

{

TMOD=0x21;//定时器为方式2

TL1=0xFD;

TH1=0xFD;//波特率为4.8K

PCON=0x00;

}

elseif（temp==8）

{

TMOD=0x21;//定时器为方式2

TL1=0xFD;

TH1=0xFD;//波特率为9.6K

PCON=0x80;//SMOD=1，波特率加倍

}

}

（3）拨码开关实现地址的变换

拨码开关接从机的P1口，然后改变拨码开关的值，P1口的数据变换，等待传送给主机。

（4）定时器实现5秒间隔

定时器0工作方式1，初值装（65536-50000）实现50ms的定时，num为定时次数，当num=100时，定时为5s的间隔。

2、温度接收模块

使用AT89C51单片机、4位拨码开关、LED显示组成温度接收模块（主机），4位拨码开关用于设定通讯波特率（1200，2400，4800，9600）当主机波特率改变后，从机波特率也自动改变，上电运行显示波特率信息（停3S），之后显示接收地址与温度信息。

（1）波特率设定及发送

拨码开关接主机的P1口，用于设定主机的波特率。

P1口的数据分别为1、2、4、8时的波特率为1200、2400、4800、9600。

然后发送给从机波特率，接着自己的波特率也随之改变。

（2）波特率显示并且延时3s

由P1口可以得到不同的值，从而用软件设定波特率（即设定定时器1的初值），不同的值存放在bote[]数组中用以数码管的显示。

定时器T0实现定时功能，初值装（65536-50000）实现50ms的定时，num为定时次数，当num为60的时候定时到了3s，以后就不用显示波特率了，所以用m变量为1表示波特率显示结束，不再显示波特率。

（3）温度、地址的接收和判断

温度地址接收是用串口中断实现的。

RI为1的时候表示一帧数据已经接收完了，所以就开始判断是温度的整数部分、小数部分、还是地址和正负标志位组成的数据。

通信协议如上：

if（temp<16）

{

disnum[4]=temp/10;//求十位

disnum[5]=temp%10;//求个位

}

else

{

temp1=（uint）（（1.8528-temp*10.0/255）*（10000/11.79））;

HEXTOBCD（temp1）;

}

（4）数码管显示模块

数据存于disnum数组中，用8位数码管来显示温度、地址以及波特率。

段选接主机的P0口，片选接主机的P2口。

一开始显示波特率，就选中最后4位。

然后就是要显示温度和地址的信息了。

温度为-55—130所以前面4位显示温度后2位显示地址即：

XX.X—XX。

由于数码管是动态扫描的，所以要一定速度才可以实现视觉残留。

看上去好像是一直点亮一样的。

voiddisplay_led（）

{

uchari;

for（i=0;i<8;i++）

{

P2=disbit[i];//使用查表法进行位选

if（i!

=2）

P0=table[disnum[i]];

else

P0=table1[disnum[i]];

delay（150）;//扫描间隔时间太长会数码管会有闪烁感

}

}

（5）系统报警

定时器0实现定时功能，num1为报警的时间的计算，定时器是实现50ms的，所以要120才能实现6s。

num1=120，那么判断一下flag（是否接收到传送过来的数据）如果flag=0；说明没有接收到采集的数据，接着就报警，还要把num1和flag重新清0，实现下次的报警功能。

else

{

m=0;

if（num1==120）

{

if（flag==0）

{

uchart=8;

while（t--）

BEEP（）;

LED（）;

}

else

flag=0;

num1=0;

}

if（txd==0）

{

flag=1;

BEEP（）;

LED（）;

}

display_led（）;

}

课程设计成果

1、显示波特率

2、显示温度与地址

3、报警

程序流程图：

课程设计心得：

通过本次课程设计我学到了很多在课本上、课堂上难以学到的东西。

这也验证了实践是检验真理的唯一标准。

虽然大二的时候已经学过了C语言，但这与实际的单片机还是有点区别的。

本次实验中，我没有用汇编编写程序，而是采用了C语言。

刚拿到实验内容的时候，我的头脑一片空白，可以说对于这次的课程设计相当没有底。

就比如AD1674，之前从未接触过，更别说将其连到电路中了，还有很多问题如何在程序中实现等问题。

于是，我只得先去查资料。

首先是LM20，查看它的功能和作用。

知道了他的转换公式。

接着要用单片机采集的话，必须经过模数转换才可以实现，于是便开始AD1674芯片的学习了。

这个芯片的理解还是比较麻烦的，花了将近1天时间才总算弄明白一点。

之后，我又通过看书学习了串口怎么发送，怎么接收，怎么初始化，怎么设定波特率。

问题很多，但是在同学们的帮助下，终于完成了从机发送采集到的数据给主机。

接着便是改变地址，改变波特率，报警等等功能，这些功能的话，其实前面的弄懂后，这些都是比较容易实现的。

好不容易将程序写好、弄懂后，迎来了老师的答辩时间。

老师要求我们增加发光报警功能。

刚拿到的时候，感觉挺简单的，但是要改，却又不知改哪里。

最终在即将到时间的时候，我灵光一闪，成功实现了老师要求的内容。

当时真的好开心，因为这是我凭自己的能力做出来的。

在这次课程设计中