单片机技术论文范文

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    1.2 课程设计的预备知识 1

    1.3 课程设计任务 1

    1.4 课程设计要求 1

    第2章 总体方案设计 1

    2.1 数字温度计设计方案论证 1

    2.2 设计方案的总体框图 2

    第3章 各部分电路的实现 2

    3.1 传感器电路 2

    3.2 A/D转换器MAX197 4

    3.3 8279驱动显示器 6

    第4章 各个部分流程图及设计 9

    4.1 A/D转换器MAX197的流程图 9

    4.2 8279 的程序及框图 11

    4.3 数字式温度计的整体程序 12

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2 电子工程的内涵

伴随互联网与电子计算机的不断发展，网络技术渐渐进入黄金发展阶段，这对电子技术的深入发展起了巨大推动作用。伴随互联网对社会发展及经济发展的推动越来越明显，电子工程的重要性渐渐突显出来，要更好的发展电子工程技术，提高我国的综合国力，一定要不断创新和探索电子工程技术，以促进电子工程技术获得新的发展，电子工程技术以网络技术和计算机作为基本的载体，系统性地处理与控制电子信息。依据目前电子工程技术发展情况来看，它作为系统的技术渐渐发生产业链分化，很多领域行业相互交叉的信息技术渐渐出现，这促进了很多新兴产业发展。

3 单片机的使用概况

3.1 单片机使用发展历史

在计算机刚刚出现时期，因为受性能与体积的影响，计算机还没有得到实际运用，仅仅在实验室科研室里有一些应用，用来进行简单的数学方面计算，某种程度上讲，单片机某一时期的使用还没有电子计算器受到欢迎，因为它可以自行运算，所以，人们一直很期待和重视计算机的发展，伴随电子技术不断进步和发展，计算机性能有了很大提高，体积也有了很大程度的控制。信息技术的快速发展使笔记本电脑开始出现，笔记本电脑又把计算机带入了新的发展时期，当计算机被用于工业控制领域时，它的体积仍然较大，这时人们按照实际运用需要，开始研发了以计算机架构为基础的单片机，利用了储存器、控制器工作方式，除掉人机的相互交换界面，如果要让单片机完成特定工作任务，一定要把任务写进对应控制程序内，因为无人机相互交换的界面，所以，一定要利用特殊装置完成程序输入。当命令程序被输入单片机后，还要结合对应控制系统来应用，一般情况下，单片机都要直接面板里，因为单片机插脚寿命有限，应用次数不能太多，不可以频繁拆卸控制程序，要解决这一矛盾问题，所以出现的单片机均支持在线输入程序。网络技术是现代化信息的基础，它对社会的发展具有重要作用，网络技术在人们生活中日渐普及，并影响着人们的需求，电子工程技术随着获得了长足发展，尤其是在医学领域方面获得了突破性进展，它推动了医学信息化的发展。

3.2 目前单片机的应用现状

因为历史原因，我国科技发展与经济发展都比较晚，和西方一些发达国家相比，单片机拥有技术水平很低，特别是单片机生产与设计工作，单片机的核心制造技术都在发达国家手里，我国所运用的单片机有很多都来自发达国家工厂。近几年 51 系列的单片机受到人们认可和广泛应用，但 51 系列单片机多数是由 ATMEL 与英特尔公司所生产，同时，对于单片机的生产设计技术，发达国家对我们一直处于封锁状态，并且限制不发达国家进口其单片机。我国要想从根本上解决单片机这些问题，必须重视单片机技术的研究与发展工作，高度重视单片机技术，为应对发达国家的封锁，我国一直在加大力量研究单片机技术，提升相关技术研发工作人员待遇，政府公布许多有关单片机的法规政策，鼓励和支持单片机的发展，加大力度保护我国单片机科技公司，所以，最近几年我国的电子业获得重大发展，我国的电子科技公司已经制造了有其产权的中央处理器，尽管这些处理器与发达国家中央处理器的性能还相差较大，处理器加工工艺也不够完善，但可以设计制造中央处理器就表明我们已经取得进步，未来也一定会自主研究和开发出众多单片机微型计算机。

4 单子工程技术特征

电子工程技术是伴随电子行业发展而形成的一门新兴学科。当今时代是信息技术高速发展的时代，要实现信息化，发展电子行业是前提与基础，通过电子工程技术可以看出一个国家的信息化水平的高低。所以，每个国家都必须高度重视电子工程技术，也因此，很多高等院校都安装信息化发展情况增设电子工程技术课程和专业。高等院校的电子工程专业学生只有完成有关电子工程技术的学习，才可以在毕业后进入电子工程有关企业从事电子工程技术方面的设计或制造工作，才能给我国的电子工程技术发展贡献一份力量。大量的调查结果和实践证明充分显示，现阶段我国的电子工程技术水平依然很低，要迅速发展电子行业，必须借鉴其他发达国家的成功经验，因为西方国家在单片机技术方面的封锁，使我国可借鉴的经验较少，我国必须渐渐探索才能发展电子工程技术。

5 电子工程技术在单片机技术里的运用

单片机属于微型计算机，目前，单片机在工业控制系统得到了广泛应用，并且经过多年发展，有关单片机技术已经日益成熟，并且逐步形成了较为完善的运用体系。正常情况下，单片机运用有两个重要部分组成，即软件部分与硬件部分。软件主要指各个控制程序，硬件主要是指各类型的电子元器件，要有效控制系统，一定要运用电子元器件来共同组建控制系统，再根据具体控制要求，有目的性的编制和设定对应控制程序，当控制程序被输入单片机后就能够实现任务控制，所以电子工程技术对单片机运用来说，在软件方面及硬件方面都有着十分重要的意义。电子工程技术的进步与发展使得电子元器件开始出现，人们普遍认为第三次科技革命的开始就是计算机的出现，同时，计算机的出现与发展又是建立在电子工程技术前提下的。大量的实践表明现阶段我国的许多电子元器件工厂的工程都属于其他国家公司，我国很少有自己本土电子工程技术型企业。伴随单片机被人们广泛用于工业控制方面，电子工程技术变得越来越重要。

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1．2系统各部分的功能介绍模拟信号采集部分的目的是为了采集所需要的原始的数据，即本系统中所需要的电压和电流。下位机以AT89C52RC单片机为控制单元，16路A/D转换芯片AD7705采集电压和电流信号转换为相应的数字信号，便于单片机后续的处理并以一定的协议将数据通过串口发送至PC机，最终通过运行在上位PC机的程序对接收到的数字信号进行处理和显示。微控制器STC89C52RC以一定的的协议将数据通过串口发送至PC机。单片机的晶振电路和复位电路是单片机正常工作的先决条件。PC机通过串行USB转串口接收单片机发送的数据，并进行实时处理和显示。

2系统硬件部分设计

2．1MCU芯片的选择STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗和超强抗干扰的CMOS8位微控制器，采用经典的MCS-51内核，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。工作电压:5．5～3．3V(5V单片机)/3．8～2．0V(3V单片机)工作频率范围:0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHZ，用户应用程序空间为8k字节。

2．2A/D转换器选择及采样设计模数转换器，是把经过与标准量(或参考量)比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号的转换器，简称ADC或A/D转换器。本系统模数转换器采用的是芯片AD7705，AD7705是AD公司推出的16位Σ-ΔA/D转换器，该转换器采用SPI兼容的三线串行接口，能够方便地与各种微控制器和DSP连接，也比并行接口方式大大节省了CPU的IO口，能直接将传感器测量到的多路微小信号进行AD转换。这种器件还具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点，非常适合仪表测量、工业控制等领域的应用［7］。本系统是采集两路信号(电压和电流)，AD7705芯片精度为16位(Δ=(5/65536)V≈0．076mV，其精度满足实验需求)，高精度A/D转换芯片AD7705有两个双端模拟信号输入通道，分辨率为16位无丢失代码，增益、信号极性以及更新速率等可由软件设置［8-10］。片内可编程增益放大器的增益范围为1～128，这使AD7705可与多种传感器直接相连，无须外接放大器，并且内置可编程的自校准电路，通过对零点和满度的校准，可有效去除零点漂移和增益误差的影响。接口为SPI串行总线，因而与单片机的接线大大减少，简化了硬件的设计。在测量电流时，我们对两种实验方案进行了比较，第一种是利用电流变送器进行电流的测量;第二种是利用采样电阻进行电流的测量。采用了第二套方案，原因是其价格低、精度满足实验要求。

3系统软件部分的设计

PC端主程序框架如图2所示。

3．1数据采集PC端软件设计PC端软件是基于MFC对话框进行程序的编写，其主要包括以下几部分:1．窗口界面的绘制(包括开始界面绘制、控件绘制、坐标系绘制、网格绘制、LIST表格绘制等);2．串口通信控件的连接、初始化和设置;3．数据库的嵌入(包括数据库的连接、读写、修改等);4．采集数据时的动态响应(包括动态图形绘制、动态数据表数据显示等)。

3．2界面介绍首先是开始界面，如图3所示。1．菜单栏区域:包括串口设置、开始采集、暂停、停止采集(同时关闭串口)四部分是本程序所有功能的体现;2．绘图区域:包括两个TABLE，一个是励磁电流不变、励磁电流变化两个子窗口。每个窗口中包含一个二维坐标系进行图形的绘制;3．数据表区域:包含一个LIST控件，对实时采集的数据进行显示;4．系统控制区域:与菜单栏区域功能相同，都是对采集整个过程进行控制，同时能够实时的对数据进行一个显示、也能够对偏差的数据进行手动删除，避免实验错误对绘制出的图像造成的影响，而影响实验效果。根据端口信息，选择串口端号，点击打开串口后，绿灯变为红灯，打开串口按钮变为灰色，表示串口已经连接，可以进行串口通信(即采集可以开始)。选择两种模式，“励磁电流不变”、“励磁电流变化”，并点击进入相应的子窗口。然后就可以进行采集。传输电流电压时，图像会实时显示，数据表也会同时显示。图5显示了励磁电流不变时，工作电流和霍尔电压之间的关系曲线。

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本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED数码显示器、BCD-锁存/7段译码/驱动器CC4511等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的，其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及焊接。

关键词：单片机AT89C51共阴极LED数码显示器BCD-锁存/7段译码/驱动器CC4511

Abstract

Inrecentyears,withcomputersintheinfiltrationandthedevelopmentoflarge-scaleintegratedcircuits.SCMapplicationissteadilydeepening,asithasstrongfunction,smallsize,lowpowerdissipation,lowprices,reliable,easytousefeatures,itisparticularlysuitedtoandcontrolofthesystem,increasinglywidelyusedinautomaticcontrol,intelligentinstruments,gauges,dataacquisition,militaryproductsandhouseholdappliances,andotherareas,isoftenmicrocontrollerasacorecomponenttouse,Inlightofspecifichardwarearchitecture,andapplication-specificsoftwarefeaturesobjectcombinetomakeperfect.

ThefiguresdobellonSCM(AT89C51)atthecore,Combinedwiththecomponents(atotalofcathodeLEDdigitaldisplay,BCD-latch/7ofdecoding/actuatorCC4511),andfactoringinthecorrespondingsoftware,Easytoproducedigitalclockpurposes,aspartofthehardwarecomponentsisadifficultchoice,layoutandwelding.

Keywords:SingleChipMicrocomputerAT89C51TotalcathodeLEDfiguresdisplayBCD-thelocksave/7thesegmentstranslatecode/actuatorCC4511

目录

摘要2

Abstract2

目录3

引言4

第一章题目5

1.2、课程设计目的5

第二章单片机发展历史5

2.1三大阶段5

2.2如果将8位单片机的推出作为起点6

2.3单片机的发展趋势7

第三章单片机的组成及特点9

3.1单片机的组成9

3.2单片机的特点9

3.3单片机的分类10

第四章单片机的应用10

4.1单片机的应用分类10

第五章数字种的构成12

5.1数字钟的构成12

5.2实验中所需的器材12

5.3方案选择与相关技术13

5.4AT89C51的单片机简介13

5.4.1主要特性15

5.4.2管脚说明16

5.4.3振荡器特性18

5.5CC4511集成简介19

5.5.14511集成分析19

5.5.24511的逻辑图20

5.6LED数码显示器简介21

5.6.1LED数码显示器的结构21

5.6.2LED数码显示器有两种连接方法22

第六章电路设计22

6.1电路接法22

6.1.1晶体振荡器与AT89C51的接法22

6.1.2单片机AT89C51的银脚的连接23

6.1.3译码器CC4511的银脚连接23

6.2数字钟电路图24

第七章调试过程：26

1）检测AT89C51运行否26

2）七段数码管26

总结26

参考文献26

致谢27

引言

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。