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1、模拟电子技术课程设计报告设计题目 基于 ATmega8 单片机的倾角信号采集 姓 名： 班级学号： 一、设计任务通过对ATmega8单片机的初步学习，掌握了其部分功能。此次设计主要是用ATmega8单片机对SCA60C倾角芯片进行信号采集，将数据处理后用SMC1602A液晶显示屏将其倾斜的角度和对应的电压显示出来。此外，利用光栅扫描对蜂鸣器进行控制，当扫描到障碍物时进行音乐演奏。任务计划表：第一阶段设电路图，并用Protel绘制原理图、生成PCB图第二阶段选购元件，并制作电路板，并检测电路第三阶段编写C语言程序，进行不断调试第四阶段完成实验报告，写出心得体会二、系统总体设计方案1.作品硬件系统
2、结构如下图所示：基于ATmega8单片机的主要控制系统模块SMC1602A液晶显示屏光栅检测模块蜂鸣器电源供电模块采集SCA60C倾角倾角芯片AD2.以ATmega8单片机为主要控制系统，用其对SCA60C倾角芯片进行信号采集，然后将其采集的数据进行处理，之后显示在SMC1602A液晶屏上，同时显示“class-0720272”和我们学号。此外，利用光栅扫描障碍物，让蜂鸣器进行音乐演奏。三、系统分析与设计1.主控芯片用的是贴片的mega8单片机，其引脚设置如下图所示。2.供电模块部分通过78L05先将5-18V的直流电源，转化为5V给外围电路供电，再用1117将5V电源转化为3.3V给单片机供
3、电，在电源转化的过程中采用100uF和104的电容电源进行滤波。3.对光栅进行控制，当有障碍物位于光栅的发射端与接收端之间时，光栅进行扫描，使蜂鸣器响起，奏出“生日快乐”歌曲。四、总电路图、元器件清单、仪器仪表清单1.电路原理图2. 电路 PCB图Top Layer（顶层）图Bottom Layer（底层）图3.元器件清单元件名称数量贴片ATmega8单片机1片SMC1602C液晶显示器1块SCA60C倾角芯片1片L7805C1个50V 100uF电容3个22uH电感1个N4018二极管1个47nF电容1个0.1uF电容4个7.3728MHz晶振1个贴片发光二极管1个常闭按键开关1个4.7千欧
4、电阻1个200欧电阻1个1千欧电阻1个10针黑色转接口1个2针电源接口1个16针单排插针1个引线端子3个双面敷铜板60mm*80mm 22pF电容2个4.仪器仪表清单仪器名称数量电脑一台示波器一台打印机一台三硫化铁适量万用表一个打孔机一个松香一盒焊锡丝一卷5V-18V电源一块刻刀一把转印纸两张导线若干条螺丝刀一个剥线器一把五、系统安装、调试与参数测量 1.做好电路板后，反复检查，无误后接通电源，连接好线路。 2.测试SCA60C倾角芯片的输出口电压，其值在0.5V-4.75V之间变化。3.插上SMC1602C液晶显示器后，其读数看不清楚。究其原因，是背景灯与显示数据的对比度太小，在SMC160
5、2C液晶显示器的液晶显示偏压信号端口加一个5K左右的电阻就可以解决这一问题。4.开始加上电压为12V的直流电池，再加上液晶屏后，由于负载大，78L05发热比较厉害，因为12V经过78L05后，电压变为5V，在此过程中，约有5W的功率用于发热。可以减小输入电压来减少发热；也可以加上散热片进行散热处理。5.部分程序源代码：/*设 计 目 的: 用ATmega8单片机采倾角芯片N1000060 的A/D，并且用1602液晶显示其输出电压和对应角度编 译 译 器: ICCV7for acr目 标 芯 片: ATmega8单片机时 钟: 7.3728000000hz 建 立 日 期: 2009-5-19
6、*/#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #pragma data:code const uchar table1= 02 14 22 39; int data;float jiaodu,voltage;/*宏定义*/#define ADC_VREF 0x40 /选用5V 的片内基准电压源,且结果为左对齐#define jizhi 510 /水平的是电压2.5V，作为基准电压void PrintfFloat(float x,unsigned char *str) ; void delay(
7、uint ms) uint i,j;for(i=0;ims;i+) for(j=0;j1000;j+); /*采集电压*/int read_adc(uchar adc_input) /读取A/D转换结果int AD_num;ADMUX=adc_input|ADC_VREF; /adc_input|ADC_VREF_TYPE; ADCSRA=0x86; /125k转换速率，自由转换模式；启动A/D转换； ADCSRA|=0x40; /启动A/D转换while (!(ADCSRA&0x10); /等待A/D转换完成ADCSRA|=0x10;AD_num=ADCL; /取低八位数据AD_num|=A
8、DCH8; /取高位数据return AD_num;/*主函数*/void main() uchar i;float j; uchar jiaodu_data=jiaodu 0;uchar voltage_data=voltage v; uchar table10=class 272;DDRD=0XFF;DDRC|=BIT(0)|BIT(1)|BIT(2); PORTC&=BIT(2); adc_init();jiaodu_voltage_data (); write_com(0X38);delay(5);write_com(0X01);delay(5);write_com(0X0C);del
9、ay(5);write_com(0X06);delay(5);write_com(0X80+0X03);delay(5);for(i=0;i10;i+) write_dat(tablei); delay(5); write_com(0X80+0X42); delay(5); for(i=0;i12;i+) write_dat(table1i); delay(5); write_com(0X10); for(i=0;i16;i+) delay(1000); while(1) for(i=0;i11;i+) tablei=0x20; / 清屏幕 jiaodu_voltage_data (); Pr
10、intfFloat(voltage,voltage_data); for(i=7;i15;i+) jiaodu_datai=0x20; / 清屏幕 PrintfFloat(jiaodu,jiaodu_data);write_com(0X06);delay(5);write_com(0X01);delay(5);write_com(0X80+0X00);delay(5);for(i=0;i14;i+)write_dat(voltage_datai);delay(5); write_com(0X80+0X40); for(i=0;i16;i+) write_dat(jiaodu_datai); d
11、elay(5); write_com(0X10); for(i=0;i10;i+) delay(50); 六、改进意见与收获体会通过亲自动手用Protel 99 SE画好原理图、转换为PCB图、用打印机和转印纸对图进行打印、用电熨斗往覆铜板上转印、用三硫化铁对板进行腐蚀、打孔、选元器件进行焊接、写程序对电路进行调试，经过好多次，终于调试，终于初见成效，有说不出的欣喜！在此过程中又熟悉了制作手工板的全过程，同时对与Protel 99 SE、ICCV7 for AVR、AVR Studio，以及ISIS 7 Professional仿真等软件的运用又有了新的提高。通过和队友合作，增强了自己的团队协
12、作精神。最重要的还是通过此次设计创作，使我学习的兴趣更加浓厚，从而有更大的信心向着更高的目标前进！ “实践是检验真理的唯一标准”，通过此次小设计以及在机器人队进行机器人的制作，使我更加深信这一点。注重理论与实践相结合，在实验的过程中去寻找理论与实际的关系，用科学的方法分析，合理地坚决所遇到的问题，从而得出符合实际的结论，再更好地运用于实际之中，为社会生活服务，这是我们学习的目的所在，也是学习理论，进行实践所要达到的效果。本学期的大部分时间是在是与机器人一起度过的，在机器人队里对平时课上的许多问题又进行了验证，最终得到了比较满意的效果。这与老师的耐心指导是分不开的，每次上课，老师都会认真的讲解电
13、路原理，轮到我们自己动手实践的时候，还常常给予我们帮助，真心地感谢老师的教导！总的来说模拟电子技术在很大程度上开阔了我们的视野，让我们和科技前沿的一些东西开始有了亲密的接触。同时在做实验中需要注意的事情很多，但也是因为这些事情让我们能体会到，物理实验需要严谨的思维，需要认真的去思考，每一步都要做得很仔细，不然就会产生误差而影响最终的结果，甚至导致实验失败。在这些过程中，我学到了很多关于实验的方法与要求，更重要的是，在自己亲自尝试与接触各种实验操作过程中，我了解到要做好每一次设计，必须养成良好的习惯：1、科学而严谨的思考问题的习惯；2、主动思考、解决问题的习惯；3、对知识不断探索的习惯;4、勇于创新、敢于创新的习惯。5、善于总结、与实际生活联系的习惯。最后，再次感谢老师的耐心教导，使我们在进行学习知识同时，充分感受到实践的快乐。相信有了这些难忘的经历，我们的生活将不再单调，我们对自己人生将会充满更大的希望，从而更有信心向着更加高远的目标去努力、去拼搏，去收获那份辛勤之后的惊喜！七、参考文献参考教材： 电子技术实验与课程设计指导（模拟电路分册），郭永贞编著，东南大学出版社，2004年。参考书：电子技术实验与课程设计（第版），毕满清编著，机械工业出版社，2005年。 深入浅出AVR单片机，王卓然编著，2007年。 C语言程序与设计，谭浩强编著。八、成绩 年 月 日
