本科机械设计毕业论文悬挂式旋耕耙的设计.doc
《本科机械设计毕业论文悬挂式旋耕耙的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《本科机械设计毕业论文悬挂式旋耕耙的设计.doc(29页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、Equation Chapter 1 Section 1* MERGEFORMAT (1.1) 本科毕业设计说明书 题 目悬挂式旋耕耙的设计 姓 名学 号 专 业机械设计制造及其自动化 指导教师职 称教授 中国武汉 二 七 年 五 月 华中农业大学学士学位论文(设计) I 目 录 摘 要.I 关键词.I Abstract.I Key WordsI 1 绪论1 2 开发环境简介1 21 PROTELDXP 简介 .1 22 使用 PROTEL 画图原理2 23 仿真开发环境简介.4 3 单片机基础5 31 单片机的体系结构.5 32 AT89C2051 单片机的原理 .5 321 AT89C20
2、51 特性 5 322 AT89C2051 的结构框图 6 323 AT89C2051 的引脚说明及引脚功能 6 323 专用功能寄存器(SFR) .8 324 指令约束条件 8 325 CPU 工作方式 9 326 对 Flash 闪速存储器的编程 9 327 内部地址计数器 .10 33 AT89C2051 软硬件的开发 10 34 性能价格比10 35 应用10 4 系统硬件设计.10 4.1 总体方案设计.10 411 设计原理 .11 412 系统总体性能要求 .11 4121 成本因素 11 4122 环境适应性 11 4123 节能性 11 4124 可靠性 11 4125 方便
3、性 11 413 装置总体结构原理图 .11 42 系统硬件设计12 421 单片机型号的选择 .12 422 环境照度检测电路 .12 423 分时切换控制电路 .12 424 路灯点亮按钮位 .13 425 看门狗电路 .13 426 系统供电电源设计 .14 4271 主系统电源电路 14 4272 分时切换控制电路工作电源 14 428 系统时钟电路设计 .15 429 长期运行的安全性设计 .15 4291 功耗与散热问题 15 4292装置过流问题 15 华中农业大学学士学位论文(设计) II 5 软件设计.15 51 AT89C2051 的程序编制 15 511 编程算法 .15
4、 512 数据查询 .16 513 RDY/BSY 16 514 程序校验 .16 517 片擦除 .16 518 读特征字节 .16 519 编程接口 .16 52 MCS-51 汇编语言简介 .16 521 直接寻址 .16 522 寄存器寻址 .16 523 寄存器间接寻址 .17 524 立即寻址 .17 535 变址寻址 .17 546 位寻址 .17 547 相对寻址 .17 53 系统软件设计17 531 主程序结构 .17 532 中断服务程序 .18 6 结束语.19 参考文献19 致 谢20 附录 1:系统程序代码 21 附录 2:设计原理图 24 附录 3:仿真界面图 2
5、5 华中农业大学学士学位论文(设计) I 住宅公用路灯用电量分配装置的设计 摘 要 提出一款基于单片机的居民住宅公用楼道路灯用电分摊装置的设计方案。充分利用单片机的 内部资源,借助单片机的数据运算处理能力和控制能力,采用按用电时间“均摊”原理,各用户轮 流为住宅公用楼道路灯供电,较好地解决了楼道路灯电费收缴的难题,有较好的实用价值。 关键词 单片机;公用路灯;电量分配器;硬件;软件 Design of Coulomb Distributer for Residential Public Road Lamp Abstract Put forward a design project of pub
6、lic stairway lampps electricity cost assigned device in residential building based onsingle chip computer. The project takes full advantage of the internal resources of the single chip computer ,especially its data processingand controlling ability. In terms of the principle of even distribution bas
7、ed on the time of using electricity ,every user supplies power to the public stairway lamps in turn. Thus the problem of collecting stairway lamp electricity cost will be settled well. Key Words Single Chip Computer;public road lamp;coulomb distributer;hardware ;software 华中农业大学学士学位论文(设计) 1 1 绪论 当前我国
8、经济快速增长,房地产市场持续升温,各种档次的商品房层出不穷。伴随着住房制度 改革的深入,越来越多的居民买了商品房。住进了商品住宅楼。这种改变促进了国民经济的发展, 同时也提高了广大人民生活的文明程度。随之而来的问题就产生了,原来的单位住宅楼是由单位安 装路灯并由单位负责缴费的,楼内居住的单位职工不用担心没路灯和收缴费用的问题;而商品住宅 楼内的居民来自不同的单位,这就产生了路灯问题。不安装路灯不便利;安装路灯后,对于商品住 宅楼的路灯电费,如果由各小区的物业管理人员或社区管理员统一挨家挨户定期收取,住户分担, 十分不方便,因为城市已普及了一户一表。楼道路灯问题日益成为住房商品化后的一个难题(杨
9、本 文,郑旭东,2006)。 而且目前我国作为一个能源短缺的国家,电力供应十分地紧张,缺电现象非常严重,应该推广 应用节能型高效路灯设备,节约照明用电,实现资源的充分合理应用,保障市民的出行安全(陈宇 勤,2006)。 因此,提出一款基于单片机的居民住宅公用楼道路灯用电分摊装置的全自动控制设计方案。充 分利用单片机的内部资源,借助单片机的数据运算处理能力和控制能力,采用按用电时间“均摊” 原理(王振明,002)。各用户轮流为住宅公用楼道路灯供电,较好地解决了楼道路灯电费收缴 的难题,有较好的实用价值。 2 开发环境简介 21 PROTELDXP 简介 Protel2004DXP 是 Altiu
10、m 公司(原名 Protel 公司)推出的新一代优秀桌面电路设计软件,它不 但继承了 Protel 99 SE 的所有功能,而且扩展了许多新功能,用户界面更加友好,更加符合人性化 设计,它是大多数电路设计人员使用最多的 EDA 设计软件之一(王鹏,2006)。 Protel2004DXP 能实现的主要功能如下: 设计组件包括电路原理图设计组件、PCB 设计组件、自动布局布线组件、可编程逻辑器件组 件和电路仿真软件; 采用整合式的零件和零件库,提供强大的零件库支持和用户自己设计库功能; 支持层次化原理图设计; 强大的纠错功能,能保障设计完整无错; 采用新一代的 Situs 拓扑式逻辑自动布线器,
11、使 PCB 布线更科学合理; 可以直接在 PCB 编辑器中进行信号分析; 集成 SPICE3f5 数模混合信号仿真; 能生成 3DPCB 立体图,形象直观; 华中农业大学学士学位论文(设计) 2 图 21 PROTEL 界面 本设计主要使用 Protel 2004DXP 进行电路原理图的设计。图 21 是 PROTELDXP 打开后的界 面,共分为六块: 系统菜单:file 菜单用于文件的打开、关闭等操作;view 用于和视图有关的操作,比如放大、 缩小等;project 菜单,用于和工程有关的操作,比如加入新的工程文件;window 菜单用于和窗口 有关的操作,比如水平排列窗口;help 菜
12、单,帮助菜单。 左工作区面板:包括文件项目和帮助的面板。 工作区:用于快速启动任务,比如最近打开打开的原理图。 右工作区面板:点击可以出现更多的面板。 面板控制:编辑特定的和通用的面板可以在这里选择。 帮助建议:使用语言快捷找到问题的答案。 22 使用 PROTEL 画图原理 华中农业大学学士学位论文(设计) 3 图 22 画原理图状态界面 画图原理分为以下几步: 第一步,依次打开 file 菜单,选择新建命令,选择 schematic,界面如图 22 所示。 第二步,放入元件。打开 library 面板(如图),选择需要的元件;如果我们需要的元件 在 library 未包括,我们还需要添加元
13、件库,单击 libraries 选项来完成元件库的添加;如果元件库没 有我们需要的元件,则自己动手建元件库,方法是在新建时选择 schematic library。 第三步,连接元件。单击工具栏 wire 按钮,光标变成“+”型,这是处于连线编辑状态,当出 现红色的十字时表示和元件已经电器连接,我们可以把鼠标指向任意方向来指向要连接的元件,单 击左键完成这次连接,单击右键则取消编辑状态。 第四步,画总线,放置总线入口。各元件要通过总线连在一起,总线和连线要通过总线入口连 在一起,如图所示。Z80ASIO 的 D0D7 通过导线总线入口和总线连接,图中 D0 是标号,它起实 际的电器连接作用。
14、华中农业大学学士学位论文(设计) 4 图 2 导线通过总线入口与总线连接 图 24 打开 library 面板 第五步,保存文件到工程中 23 仿真开发环境简介 Proteus 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于 Windows 操作系统 上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是: (1)实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及 其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真 的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、
15、信号发生器等。 (2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:ARM7(LPC21xx)、8051/52 系列、 AVR 系列、PIC10/12/16/18 系列、HC11 系列以及多种外围芯片。 华中农业大学学士学位论文(设计) 5 (3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观 察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第 三方的软件编译和调试环境,如 Keil C51 uVision2、MPLAB 等软件。 (4)具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真
16、软件, 功能极其强大。 3 单片机基础 单片机是微电子技术与计算机技术的结晶,现已成为集成电路大家族中的重要成员。单片机是 微型计算机的简称,是在一块芯片集成了 CPU、RAM、ROM(或 EPROM)、时钟定时计数器和多 种功能的串行和并行 I/O 接口。 单片机共同的特点是他们在一块芯片上集成了一台微机最基本的部分,只要辅以少了量的外部 电路或外部设备即可构成一个微机系统。而且单片机具有体积小、功能强、价格低廉等优点。现在 单片机正朝着兼容性、单片系统化、多功能和低功耗方向发展。 31 单片机的体系结构 单片机采用哈佛结构,即数据存储空间与程序存储空间是相互分离的。为了减小引脚数量,单 片
17、机 I/O 线多采用分时复用技术,正是因为有了内部 ROM 和 RAM(可进一步扩展),在执行指令 时又统一在时钟下工作,故可靠性和执行速度都大大超过相当的通用计算机。目前市场中单片机微 处理器中,位,16 位,32 位居多,每类有多种产品,每种单片机均有各自的指令系统,如 MCS51 兼容单片机的指令系统均是在 MCS51 的结构上加以扩展,这也直接扩展了单片机的功 能。 广泛采用的精简指令系统计算机 RISC(Reduced Instrution Set Computer)结构,是软硬件 配合和整体性能能够得以提高。其含义是计算机指令系统仅包括使用频率较高的指令,同时这些指 令的控制和实现
18、有比较简单,然后优化这些指令并使其速度最快。它与传统复杂指令系统计算机 CISC 结构等微处理器形成了完全不同的风格(毕维峰,2006)。 32 AT89C2051 单片机的原理 321 AT89C2051 特性 AT89C2051 是美国 ATMEL 公司生产的低电压,高性能的 CMOS 型 8 位单片机,片内含有 2kbytes 的可反复写的只读程序存储器和 128bytes 的随机存取数据寄存器,器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准 MCS51 指令系统,片内置 8 位中央处理器 Flash 存储单元,功能强大的 AT89C2051 单片机可为用户提供许多
19、高性价比的应用场合。 AT89C2051 是一个有 20 个引脚的芯片,引脚如图 31 所示,与 8051 内部结构进行对比可发现, AT89C2051 减少了两个对外端口(即 P0、P2 口),使它最大可能地减少了对外引脚,因而芯片尺 寸有所减少(余永权,1999)。 图 31 引脚封装 AT89C2051 主要特性参数: 和 MCS51 产品的兼容引脚封装; 2K 字节可重编程闪速存储器; 耐久性:1,000 写擦除周期; 2.7V6V 的操作范围; 全静态操作:0Hz24MHz; 华中农业大学学士学位论文(设计) 6 两级加密程序存储器; 1288 位内部 RAM; 15 根可编程 IO
20、 引线; 两个 16 位定时器计数器; 六个中断源; 可编程串行 UART 通道; 直接 LED 驱动输出; 片内模拟比较器; 低功耗空载和掉电方式; 根据其性能参数,其功能特性可概述为: AT89C2051 提供一下标准功能:2K 字节 Flash 存储器,128 字节内部 RAM,15 个 IO 口, 两个 16 位的定时/计数器,一个 5 向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,内置一个精密比较 器,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C2051 可降至 0 赫兹的静态逻辑操作,并支持两中软件 节电工作模式:空闲方式停止 CPU 的工作,但允许 RAM,定时计数器,串行通信口及中断系统
21、继续工作。掉电方式保持 RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个 硬件复位。 322 AT89C2051 的结构框图 AT89C2051 是一带有 2K 字节闪速可编程可擦除只读存储体(EEPROM)的低电压,高性能 8 位 CMOS 型微型计算机。如图 32 所示。它采用 ATMEL 的高密非易失存储技术制造并和工业标准 MCS51 指令集和引脚结构完全兼容。通过在单块芯片上组合通用的 CPL1 和闪速存,89C2051 是 一款强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。 图 32 AT89C2051 内部结构图 此外,从 AT89C
22、2051 内部结构图也可看出,其内部结构与 8051 内部结构基本一致(除模拟比 较器外),引脚 RST、XTAL1、XTAL2 的特性和外部连接电路也完全与 51 系列单片机相应引脚一 致,但 P1 口、P3 口有其独特之处。 323 AT89C2051 的引脚说明及引脚功能 VCC:电源电压 89C2051 有很宽的工作电源电压,可为 2.76V,当工作在 3V 时,电流相当 华中农业大学学士学位论文(设计) 7 于 6V 工作时的 14。89C2051 工作于 12Hz 时,动态电流为 5.5mA,空闲态为 1mA,掉电态仅为 20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。 GN
23、D:接地。 P1 口:P1 口是一组 8 位双向的 I/O,P1.2P1.7 提供内部上拉电阻,P1.0 和 P1.1 内部无上拉 电阻,主要是考虑它们分别是内部精密比较器的同相输入端和反相输入端,如果需要应在外部接上 拉电阻。P1 口输出缓冲器可以吸收 20mA 电流并直接驱动 LED。当 P1 口引脚写入“1”时可作输 入端,当引脚 P1.2P1.7 用作输入并被外部拉低时,它们将因为内部的上拉电阻而输出电流。P1 口还在闪速编程和程序校验期间接收代码数据。 P3 口:P3 口的 P3.0P3.7 是带有内部上拉电阻的七个双向 IO 口。P3.6 没有引出,它作为 一个通用 IO 口但不可
24、访问,但可作为固定输入片内比较的输出信号,P3 口缓冲器可吸收 20mA 电流。当 P3 口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并作为输入端口。作输入端时,内部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流 P3 口还用于实现 AT89C2051 的各种功能,如下表 31 所示。 表 3 口引脚功能特性 P3.0RXD(串行输入口) P3.1TXD(串行输出口) P3.2INT0(外部中断 0) P3.3INT1(外部中断 1) P3.4T0(定时计数器 0 外部输入) P3.5T1(定时计数器 1 外部输入) 从上述引脚说明可看出,AT89C2051 没有提供外部扩展存储器与 IO 设备所需的地址、数
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 本科 机械设计 毕业论文 悬挂 式旋耕耙 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3939875.html