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1、东华大学51单片机课程设计指导书第一篇 MCS-51系统设计 一、项目 设计MCS-51应用系统， 所有题目采用ATMEL公司的FLASH 型的经典芯片AT89C51。要求用电子电路CAD软件绘制原理图，用Keil uVision软件调试部分软件，也可利用PROTEUS,MultiSim10软件进行软、硬件仿真调试。项目如下： 题1 空调机遥控发射机 空调遥控器可以用来庙宇空调机的控制温度、工作状态、风扇风速以及定时时间。使用者在遥控器上庙宇预期的空调机工作状态、控制温度及延时时间后，这些参数即送至空调机，空调机按要求开始工作。 该遥控器的要求如下： 数字显示器：第一组显示时间，发送前指示设定
2、的延时时间：09 h,发送后指示剩余的延时时间；第二组显示控制温度1535。 工作状态指示器3组：第一组指示设定的工作状态：常态、除湿、通风；第二组指示延时开机、延时停机、取消等三种延时要求；第三组指示空调机的三种工作速度：慢速、中速、高速。 红外发射管，发射的调制频率是45 KHz。 3节5号电供电。 面板示意图见图。 1 设计以AT89C51为核心的遥控器电路，并编写相关的系统软件。 题2 现场数据采集装置设计 便携式数据采集装置将在现场采集到的数据装入装置的内部数存贮器，以待送实验室或试验中心的计算机进行分析处理，由于现场不一定有交流电供电，而且采集到的数据必须保存到送实验室，因此装置必
3、须以电池或蓄电池供电或者采用FALSH、EEPROM型的存储器。整个装置的基本性能如下： 模数转换器分辨率： 1 2位 采样速率：100 s一次采样100 ms一次采样， 共十种采样速率可选择 输入电压量程： 10 mV10 V ，共十种量程可选择 一次采样点数： 1 K点64 K点共七种采样点数可选择 读写存贮器的容量： SARM, EEPROM或FLASH 面板显示器： 2位LCD数码显示，用于显示已采样次数或显示剩余 存贮器容量 串行通信能力： 1 标准RS-232-C电平，波特率可选择2400或4800 电源： 4节5号电池供电 2 节电功能：5 min不采样，自动进入低功耗状态。 设
4、计以AT89C51为核心的采集装置电路，并编写相关的系统软件。 题3 烘箱温度控制器 设计一个基于MCS-51的温度控制器，满足如下技术指标： 1KW 电炉加热，最度温度为110 恒温箱温度可设定，温度控制误差2 实时显示温度和设置温度，显示精度为1。 温度超过设置温度5，发出超限报警，升温和降温过程不作要求。 温度超过 115，报警并自动切断主回路电源开关。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件。 题4 步进电机运动控制器设计 用步进电机作为X-Y移动平台的执行机构，实现开环位置控制。本题中的步进电机为两相步进电机， 一相激励时步距角为1.8，由步进电机驱动器接受控制器
5、的脉冲，每一个脉冲走一步，可正反转。步进电机的转动带动丝杆，将旋转运动转换为直线运动，步进电机的每一走步传递到X或Y方向的移动距离为0.02mm.系统中步进电机工作频率为500Hz-4KHz。运动要求是： (1) 当按键K1按下时，X方向步进电机正向运转，X正向移动1mm； 当按键K2按下时，X方向步进电机反向运转，X反向移动1mm; 当按键K3按下时，Y方向步进电机正向运转，Y正向移动1mm； 当按键K3按下时，Y方向步进电机反向运转，Y反向移动1mm； 按键按住不放，连续运动直到按键释放，停止运转。 控制器实时显示步进电机转过的步数和X或Y向移动的距离。 系统供电电源为36 VDC。 3
6、设计以AT89C51和STK672-040为核心的控制电路，并编写相关的系统软件。 题5 单相交流电压、电流计设计 设计基于MCS-51的单相工频交流电参数检测仪。交流有效值0-220V，电流有效值0-40A。电压、电流值经电压、电流传感器输出有效值为0-5V的交流信号，传感器输出的电压、电流信号与被测电压、电流同相位。 基本要求如下 电流、电压测量精度0.1% (2) 检测电压、电流的相位角，求出功率因素 电流、电压有效值由LED轮流显示，也可由按键切换显示量 (4) 有效值、功率因素可以发送至远程主机。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 题6 函数发生器的设计 设
7、计一款简易函数发生器。由按键选择所以生成的函数，由128*64 LCD显示函数波形并由D/A转换输出模拟量信号。 基本要求如下： 模拟量输出分辨率在10位以上； 可生成正弦波、三角波、锯齿波、方波等信号，由按键选择所要生成的波形； 信号幅度、周期、及垂直位移可由按键设定。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 题7 多路温度巡回检测仪的设计 设计一个多路温度检测仪，共有8个测温点，每个点连续检测8次，以平均值代表该点温度，并轮流在LED显示器上显示。测试检测元件为铂热电阻Pt1000, 温度测量范围为100 +500，测量精度为1。系统每隔10秒完成一个点的测量，测量值除
8、在LED显示器 4 上显示外，还必须通过串行口发送到上位机。任何时刻，可以通过按键切换显示通道。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 注：铂热电阻测量范围为200850，R0有10 、100和1000三种，分度号分别为Pt10、Pt100和Pt1000。铂热电阻的精度高，体积小，测温范围宽，稳定性好，再现性好，但是价格较贵。其电阻与温度的关系为： 当T0时 R(T)= R0 当T 0时 R(T)= R0 1+AT+BT+CT(T-100) 式中： RT为被测温度T下的阻值，单位为 R0为0下的阻值 T为实际温度值 A为常数3.908310/ B为常数-5.77510/
9、C为常数-4.18310/ 题8 交通灯控制系统 十字路口交通灯由红、绿两色LED显示器组成，LED显示器显示切换倒计时，以秒为单位，每秒更新一次；为确保安全，绿LED计数到0转红，经5秒延时后，另一道开始绿色倒计时。 (1)主干道(A道)先通行且通行时间为45 s； (2)支道(B道)通行时间为25 s； (3)主道与支道的车辆交错通行； (4)若遇紧急情况，按开关K1时，主道与支道都为红灯20 s 124 7 5 (5)根据实时交通堵塞情况人为控制时，按K2时，主道延时30 s通行，按K3时，支道延时30 s通行。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 题9 流量积算
10、仪设计 某型流量计精度为0.1%, 满刻度值为4L/s，流量计输出为4-20 mA。 设计基于MCS-51及VFC32的流量积算仪。 具体要求 (1) 积算仪满刻度10000 L，精度0.1 L; 计满10000 L，自动归零并通过串口向上位PC机发送信息 LED显示积算值，可通过按键切换显示某时刻的流量 (3) PC机通过串口可实时查询当前流量及积算量。 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 题10 数字电子日历/时钟设计 设计一个基于MCS51的电子日历和时钟。 基本要求 可通过按键在日历和时间之间切换显示； 可由按键调整日期和时间 可整点报时 可设定时，定时时间到发
11、出“嘟、嘟”声 具有秒表功能 设计以AT89C51为核心的控制电路，并编写相关的系统软件 二、设计报告 硬件系统设计报告可参照如下格式： 1项目概述 6 2 系统设计 设计思想、方案可行性分析，总体方案 3 硬件设计 硬件电路工作原理，参数计算等 4 软件设计 软件设计思想、程序流程图、程序清单 *5 系统仿真及调试 实际调试或仿真数据分析，结果分析 6 结果与展望 7 参考文献 三、日程安排 第18周的后半周开始 至 第二十周的上半周，共2周10个工作日，80学时，内容繁多，时间较紧，务请同学们抓紧时间顺利完成本次实践环节任务。 四、需提交的材料 1 以学号命名的PROTEL格式的DDB文件 2 以学号命名的KEIL 文件夹 3 纸质课程设计报告 五、评分方法 1 考勤 2 平时检查 3 书面考查及实考 4设计及实验报告。 设计及实验报告要规范，尽量避免病句、错别字，报告必须加封面，以便随时候各类、各级评估专家抽阅、评估。报告封面日期填：XX年x月x日起XX年x月x日止，课程名称填写：单片机课程设计，可另加副标题，如：XXXXXXXXXX及单片机实验。 7 8 单片机课程设计指导书 东华大学信息科学与技术学院自动化系 XX年6月 9
