单片机应用实例报告.pdf
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1、. 单片机应用实例报告 零.序 这个学期一开始便接触了 单片微型计算机原理与接口技术 ,听说是微 型计算机控制技术实用教程 的基础,对于工科的我来说学以致用无非是一切的 一切,虽然还是个该领域的菜鸟, 但是单片机之于自动化的意义不言而喻,对于 这篇论文,以下开始展开,不足之处谅解。 一.概述 单片机是一种集成在电路芯片, 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处 理能力的中央处理器CPU随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、多种 I/O 口和中断 系统、定时器 / 计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟 多路转换器、 A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完
2、善的计算 机系统。 关于 80C51 : 该系列单片机是采用高性能的静态80C51 设计 由先进 CMOS 工 艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作 P89C51X2 和 P89C52X2/54X2/58X2 分别包含 128 字节和 256 字节 RAM 32 条 I/O 口线 3 个 16 位定时 / 计数器 6 输入 4 优先级嵌套中断结构 1 个串行 I/O 口 可用于多机通信 I/O 扩展或全双工 UART 以及片内振荡器和时钟电路。 此外,由 于器件采用了静态设计,可提供很宽的操作频率范围,频率可降至0 。可实现 两个由软件选择的节电模式,空闲
3、模式和掉电模式,空闲模式冻结CPU但 RAM 定时器,串口和中断系统仍然工作掉电模式保存RAM 的内容 但是冻结振荡器导 致所有其它的片内功能停止工作。 由于设计是静态的时钟可停止而不会丢失用户 数据 运行可从时钟停止处恢复的。 二.应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机 的踪迹。导弹的导航装置, 飞机上各种仪表的控制, 计算机的网络通讯与数据传 输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC 卡,民用 豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩 具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人
4、、智 能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用 与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备 的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴: 1. 在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等 优点,广泛应用于仪器仪表中, 结合不同类型的传感器, 可实现诸如电压、 功率、 . 频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理 量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起 采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设
5、备(功率计,示波器,各种分 析仪) 。 2. 在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。 例如工厂流水线的 智能化管理, 电梯智能化控制、 各种报警系统, 与计算机联网构成二级控制系统 等。 3. 在家用电器中的应用 可以这样说, 现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、 洗衣 机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、 再到电子秤量设备, 五花八门, 无所不在。 4. 在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为 在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本 上都实现了单片
6、机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信 呼叫系统、列车无线通信、 再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信, 无线电对讲机等。 5. 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机, 各种分析仪, 监 护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6. 在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应 用,而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机,看似简单的功能, 微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原 理。如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于 RO
7、M) ,由微控制器读出, 转化为模拟音乐电信号(类似于声卡) 。 在大型电路中, 这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路, 降低了损 坏、错误率,也方便于更换。 7. 单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于 CAN 总线的汽车发动机智能电子控制器,GPS导航系统, abs防抱死系统, 制动 系统等等。 此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分 广泛的用途。 三.运用实例 . 实例 1. 6 位数显频率计数器 1 实验任务 利用 AT89S51单片机的 T0、T1 的定时计数器功能, 来完成对输入的信号进 行频
8、率计数,计数的频率结果通过8 位动态数码管显示出来。要求能够对 0250KHZ的信号频率进行准确计数,计数误差不超过1HZ 。 2 电路原理图 图 4.31.1 3 系统板上硬件连线 (1) 把“单片机系统”区域中的P0.0P0.7 与“动态数码显示”区域中的 ABCDEFGH端口用 8芯排线连接。 (2) 把“单片机系统”区域中的P2.0P2.7 与“动态数码显示”区域中的 S1S2S3S4S5S6S7S8端口用 8 芯排线连接。 . (3) 把“单片机系统”区域中的P3.4(T0)端子用导线连接到“频率产生 器”区域中的 WAVE 端子上。 4 程序设计内容 (1) 定时/ 计数器 T0和
9、 T1的工作方式设置,由图可知,T0是工作在计数状 态下,对输入的频率信号进行计数,但对工作在计数状态下的T0,最 大计数值为 fOSC/24,由于 fOSC 12MHz ,因此:T0的最大计数频率为 250KHz 。对于频率的概念就是在一秒只数脉冲的个数,即为频率值。 所以 T1工作在定时状态下,每定时1 秒中到,就停止 T0的计数,而 从 T0 的计数单元中读取计数的数值,然后进行数据处理。送到数码管 显示出来。 (2) T1 工作在定时状态下,最大定时时间为65ms ,达不到 1 秒的定时,所 以采用定时 50ms ,共定时 20次,即可完成 1 秒的定时功能。 5 C 语言源程序 #i
10、nclude unsigned char code dispbit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40; unsigned char dispbuf8=0,0,0,0,0,0,10,10; unsigned char temp8; unsigned char dispcount; unsigned char T0count; unsigned char timecount;
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