單片機最小系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：單片機；51單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)；Proteus仿真

中圖分類號：TP391文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)18-21ppp-0c

Proteus Simulation for 51-MCU Minimum Application System

CHEN Jian, LI Xin, HUANG Ying

(Hunan Institute of Technology of Hunan, Hengyang 421008, China)

Abstract: MCU application technology involves experimental practice more, and hardware investment is relatively large. With the development of computer technology, the Proteus based on EDA technique can solve the problem perfectly. This paper shows Proteus's application by the design of the 51-MCU minimum application system.

Key words: MCU; 51-MCU minimum application system; Proteus Simulation

1 引言

單片機體積小，重量輕，具有很強的靈活性而且價格便宜，具有邏輯判斷，定時計數(shù)等多種功能，廣泛應(yīng)用于儀器儀表，家用電器，醫(yī)用設(shè)備的智能化管理和過程控制等領(lǐng)域。單片機應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)中涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大，而且單片機的種類繁多，再加上資金的限制，不可能在一個實驗室包括所有種類的單片機仿真設(shè)備。因此，引入單片機軟件仿真系統(tǒng)建立虛擬實驗平臺（Proteus仿真軟件平臺），不僅可以大大提高單片機學(xué)習(xí)效率并完成很好的完成教學(xué)效果，而且大大減少硬件設(shè)備的采購，同時降低對硬件設(shè)備進行維護的工作量。

2 Proteus功能簡介

Proteus軟件是來自英國Labcenter Electronics公司的EDA 工具軟件，Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用。除了具有和其它EDA 工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，Proteus可以建立完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。

3 51單片機最小化應(yīng)用系統(tǒng)Protesus仿真

3.1 軟件的編寫

本系統(tǒng)軟件的編寫選擇在Keil軟件環(huán)境下進行，芯片的型號選擇AT89C51，編寫匯編程序并保存為data.asm文件，其程序如下：

;** 51單片機的最小化應(yīng)用系統(tǒng)主程序 **

MAIN: CLRP1.7;主程序開始，P1.7輸出低電平"0"，讓點亮發(fā)光二極管

ACALLDELAY ;調(diào)用延時子程序延時一段時間，讓發(fā)光二極管亮一段時間

SETB P1.7;P1.7輸出高電平"1"，熄滅發(fā)光二極管

ACALLDELAY ;調(diào)用延時子程序延時一段時間，讓發(fā)光二極管熄滅一段時

AJMP MAIN;跳轉(zhuǎn)到程序開頭重復(fù)執(zhí)行

;** 51單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)延時子程序 **

DELAY: MOV R7,#255

Y1:MOV R6,#255

DJNZR6,$

DJNZR7,Y1

RET ;延時子程序返回

END ;程序結(jié)束

之后，利用Keil編譯器編譯調(diào)試，編譯成功后生成data.hex文件。

3.2 繪制proteus仿真電路圖

運行Proteus的ISIS，進入操作界庫中選擇元件，在Pick devices窗口中選擇系統(tǒng)所需元器件，還可以選擇元件的類別，生產(chǎn)廠家等。本例所需主要元器件有：AT89C51芯片，12M晶振，LED（發(fā)光二極管），若干電容和電阻等，詳見表1。選擇元器件后連接圖1所示電路。

表1 元器件清單

圖1 51單片機最小化系統(tǒng)仿真電路

Microprocessor ICs類的芯片的引腳與實際的芯片基本相同， 唯一的差別是隱去了GND和VCC引腳，系統(tǒng)默認的是把它們分別連接到地和+5V直流電源。故在電路連線時可以不考慮電源和地的連接。電路連接完成后，選中AT89C51單擊鼠標(biāo)左鍵，打開“Edit Component”對話窗口,可以直接在“Clock Frequency”后進行頻率設(shè)定，設(shè)定單片機的時鐘頻率為12MHz。在“Program File”欄中選擇已經(jīng)生成的data.hex文件，把在Keil編寫的程序?qū)隤roteus，然后單擊“OK”按鈕保存設(shè)計。至此，就可以進行單片機的仿真。

3.3 Proteus仿真結(jié)果

AT89C51單片機最小化系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖2。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)達到了預(yù)先發(fā)光二極管閃爍的設(shè)計要求。在仿真的過程中每個管腳旁邊會出現(xiàn)一個小方塊，紅色的方快表示高電平，藍色的表示低電平。通過方快顏色的變化可以很方便地知道每個管腳電平的變化，從而能對系統(tǒng)的運行有更直觀的了解，這對程序的調(diào)試有很大的幫助。

圖2 仿真結(jié)果

4 結(jié)束語

本文結(jié)合一個簡單的單片機最小化系統(tǒng)設(shè)計詳細說明了Proteus在單片機開發(fā)中的應(yīng)用。Proteus結(jié)合編程軟件，如本文提及的Keil軟件，能快速地進行單片機仿真，對于教學(xué)來說具有事半功倍的效果，對于工程應(yīng)用來說能加快系統(tǒng)開發(fā)進程，降低開發(fā)成本。

參考文獻：

[1] 陳朝元，魯五一. Proteus 軟件在自動控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報，2008,(7):318-320.

[2] 黃夙絢. Proteus與Ultra Edit、Keil的聯(lián)合使用[J]. 無線電, 2005,(7):36-37.

[3] 李廣弟，等. 單片機基礎(chǔ)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2001.

收稿日期：2008-03-26

第2篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：MC9SAW60單片機；環(huán)境監(jiān)測；GSM

近年來我國科技得到迅猛發(fā)展，可是自然生態(tài)環(huán)境卻遭到了越來越嚴重的破壞，給人們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來許多困擾，所以，人們迫切想了解周邊環(huán)境狀況。而目前，國內(nèi)用于民用的生活環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)較少，隨著單片機的廣泛應(yīng)用和通信技術(shù)的日趨發(fā)展，制作一個價格低廉、使用方便的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)越來越受到關(guān)注。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計

為了實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測，設(shè)計了一種基于MC9S08AW60單片機的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)由AW60最小系統(tǒng)、溫度采集電路、光照度采集電路、液晶顯示電路、報警電路、串口通信電路、GSM模塊電路等組成。

二、硬件設(shè)計與實現(xiàn)

1.單片機最小系統(tǒng)

該系統(tǒng)設(shè)計的最小系統(tǒng)模塊采用獨立設(shè)計，在最小系統(tǒng)模塊上設(shè)計了相應(yīng)的外接擴展板接口，將MCU的所有I/O引腳引出，

方便用戶進行不同系統(tǒng)應(yīng)用，節(jié)省成本。

單片機最小系統(tǒng)由MC9S08AW60單片機芯片、晶振電路、電源電路、復(fù)位電路、BDM寫入調(diào)試接口、與擴展板接口等組成。本系統(tǒng)中選用的MC9S08A60芯片是飛思卡爾公司生產(chǎn)的一款高性能的8位微控制器，即使在各種惡劣環(huán)境下，MC9S08AW60亦可達到極佳的EMC性能。晶振選用4 MHZ，電源電路采用5 V直流電源，在電源正極和負極間接一個0.1 uF的無極電容，用來降低電源波動對系統(tǒng)的影響，增強電路工作穩(wěn)定性。復(fù)位電路由一個按鍵并接一個RC電路組成，當(dāng)按下按鍵時，復(fù)位引腳收到低電平，從而完成復(fù)位功能。

BDM寫入調(diào)試接口采用Freescale公司自定義的片上調(diào)試規(guī)范，開發(fā)人員可通過它不斷多次向目標(biāo)板下載程序，或?qū)CU的Flash進行寫入、擦除等操作。

2.數(shù)據(jù)采集電路

包括溫度采集電路和光照度采集電路。溫度采集電路選用DS18B20溫度傳感器，該傳感器是數(shù)字傳感器，該傳感器DQ端連接一個電阻并接到MCU的輸入引腳，MCU通過該引腳直接獲取溫度信息。光照度傳感器采用PO188傳感器，該傳感器是模擬傳感器，通過AW60內(nèi)部自帶的A/D轉(zhuǎn)換將采集到的光照信息。

3.LCD顯示電路

用來顯示初始菜單、DS18B20溫度傳感器和PO188光照傳感器采集來的溫度和光照度信息，并根據(jù)實時更新顯示。通過PTA口連接LCD的8個數(shù)據(jù)端，PTC2、PTC3、PTE3連接控制端。

4.GSM模塊

選用華為公司的GPS模塊GTM900-C，自帶RS232通訊接

口，內(nèi)部已設(shè)計了該模塊和單片機連接的電平轉(zhuǎn)換電路，所以直接通過單片機的串口和模塊的串口連接。MC9S08AW60單片機發(fā)送AT指令控制GTM900-C模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸和控制。

GSM通信模塊內(nèi)安裝了SIM卡，該號碼作為本系統(tǒng)的號碼。

5.報警電路

采用聲光報警。光報警部分直接用一個LED發(fā)光二極管串接一個1K電阻，再接到單片機的PTD5腳。聲報警部分選用一個UNL2003達林頓管、一個蜂鳴器以串接一個電阻組成，UNL2003用來驅(qū)動蜂鳴器，其IN1端接單片機的PTD5，OUT1端接蜂鳴器，當(dāng)超過預(yù)設(shè)報警溫度或光照時，通過PTD5的輸出高電平，激活蜂鳴器報警。

三、軟件設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)選用Freescale公司自主研發(fā)的Codewarrior6.3版本，采用C語言編寫。程序流程是系統(tǒng)初始化后，接收正常的溫度和光照測量數(shù)據(jù)，通過LCD顯示，同時系統(tǒng)可以通過按鍵設(shè)置溫度或光照的報警范圍、接收報警信息的手機號，程序通過判斷若實時采集的信息超過設(shè)定值，會通過聲光電路發(fā)出報警，并發(fā)送短信到設(shè)定手機上，達到警示作用。單片機和GTM900-C模塊間通過AT指令通信。

本系統(tǒng)所研究的環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測可以實現(xiàn)遠程化和無線化，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、監(jiān)控方便的特點。經(jīng)過系統(tǒng)測試，所得數(shù)據(jù)符合技術(shù)要求。今后還可以根據(jù)實際應(yīng)用要求增加譬如空氣質(zhì)量監(jiān)測、有毒氣體監(jiān)測等。

參考文獻：

[1]李天山.基于單片機的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計與實現(xiàn)[J].濱州學(xué)院學(xué)報，2012.

[2]曾靜波.基于GPRS的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技信息，2012（20）：283-285.

第3篇：單片機最小系統(tǒng)范文

學(xué)生學(xué)習(xí)一定要有興趣來引導(dǎo)，一旦一門學(xué)科激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就能輕松地把他們領(lǐng)入知識的大門。單片機是一門理論性很強的學(xué)科，基本知識較多，如單片機最小系統(tǒng)外部結(jié)構(gòu)、單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、單片機指令系統(tǒng)、程序設(shè)計方法、單片機接口技術(shù)等，都需要學(xué)生熟知，傳統(tǒng)教學(xué)中也是循序漸進地講授給學(xué)生。在學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識的時候，這些結(jié)構(gòu)、指令太抽象，學(xué)生就逐漸失去了學(xué)習(xí)單片機的興趣，停留在單片機的大門外，以后提到單片機也是覺得枯燥無味，不愿再深入學(xué)習(xí)。單片機也是一門實踐性強的課程，學(xué)生理論基礎(chǔ)沒打好就會導(dǎo)致后面的實操毫無意義可談，造成惡性循環(huán)。

二、基于項目驅(qū)動法的單片機課程一體化教學(xué)設(shè)計

項目驅(qū)動法是教師根據(jù)學(xué)生的實際情況以及教學(xué)大綱的知識點要求，選擇合適的學(xué)習(xí)項目，在各個項目中穿插學(xué)生需要掌握的相關(guān)理論知識，循序漸進，重新整合教學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，并主動完成項目中的每個任務(wù)，最終完成項目，達到學(xué)習(xí)目標(biāo)。這是采取項目驅(qū)動法的意義所在。

根據(jù)筆者學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)情況，筆者結(jié)合技校單片機專業(yè)課程教學(xué)大綱，單片機課程進行項目設(shè)計如下表。

三、單片機課程項目教學(xué)實例

現(xiàn)在以項目1中的任務(wù)二――單向流水燈設(shè)計為例，講述項目教學(xué)的實施過程。

第一，發(fā)放任務(wù)書。首先讓學(xué)生了解本次任務(wù)目標(biāo)是完成單向流水效果顯示，即燈從P1.0口的燈到P1.7口的燈逐個點亮。

第二，學(xué)習(xí)單片機硬件結(jié)構(gòu)。教師講授單片機以本課程的教學(xué)中常用的AT89C51為例，包括功能、引腳排列及其相關(guān)應(yīng)用、最小系統(tǒng)是哪些、包含哪些部件、最小系統(tǒng)的工作原理以及用途。

第三，教師講授C程序的基本結(jié)構(gòu)、C51的數(shù)據(jù)類型以及C語言的基礎(chǔ)語句。

第四，學(xué)生用Proteus仿真軟件繪制流水燈電路，注意不要錯漏元器件，并且不要重名。

第五，按照步驟一中流水燈的花樣要求，在Keil仿真軟件中編寫程序并編譯，編譯無誤并生成以學(xué)號為名的HEX文件，下載到Proteus仿真軟件中進行仿真（在ISIS軟件中雙擊AT89C51、載入HEX文件、仿真、正確的現(xiàn)象應(yīng)該會出現(xiàn)八個流水燈流水的效果）演示效果，并進行程序調(diào)試，直到效果達到任務(wù)書要求即完成調(diào)試。

第六，軟件調(diào)試達到任務(wù)要求的流水效果后，分組協(xié)作研究電路布局―按照電路領(lǐng)取元器件―插件焊接，制作單向流水燈電路。

第七，學(xué)習(xí)燒錄器的應(yīng)用，并利用燒錄器燒錄程序至電路板，接通電源驗證電路與程序的正確性，驗證是否符合本次任務(wù)中程序設(shè)計的要求效果。如果不符合，小組協(xié)作利用萬用表檢查電路焊接是否出錯，同時檢查程序是否存在問題，改錯后再燒錄驗證，直至排錯達到任務(wù)預(yù)期效果，完成任務(wù)。

第八，項目結(jié)尾。每小組講解本組項目完成情況，展示成果，分析項目過程中的難點與問題，分享其中的收獲體會，提出下次項目應(yīng)注意的事宜，交流經(jīng)驗提升自己。同時教師和其他小組對演講的小組進行評價。最后每組完成項目任務(wù)書，并上交任務(wù)書和完成的電路設(shè)計。

四、效果分析

第4篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：單片機；用電保護；智能

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

1.1 實現(xiàn)目標(biāo)

設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)家庭過功率保護，在家庭電路過功率的情況下能夠自動斷電并在功率恢復(fù)后自動啟動的智能多通道電功率分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)還能通過按鍵直接設(shè)置上限功率，同時該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r顯示干路電流和功率，還能實時顯示電路工作狀態(tài)和危險信號，并做出有效反應(yīng)。具有價格便宜、使用方便、性能可靠、功率可控等優(yōu)點。

1.2 系統(tǒng)總體功能

通過電流互感器SCD211FK、峰值檢測電路實時檢測入戶線上的電流、電壓，將檢測到的值通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路ADC0809輸入單片機AT89S52，AT89S52將電流、電壓值反映到LCD液晶顯示屏上。通過按鍵電路給系統(tǒng)設(shè)定一個功率上限值，當(dāng)家用電器的功率超過給定值時，單片機AT89S52給繼電器信號，促使其發(fā)生保護動作，切斷電源，并在LCD液晶顯示屏上顯示。當(dāng)家用電器的功率低于功率上限時，單片機AT89S52給繼電器信號，使其恢復(fù)給家用電器供電。

1.3 工作原理

系統(tǒng)是基于單片機AT89S52控制系統(tǒng)，包括顯示模塊、傳感器模塊、峰值檢測模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊等。干路大電流通過電流互感器STC211FK能夠轉(zhuǎn)換成小電流輸出，再經(jīng)過精密運放OP07轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后通過檢波電路進行峰值檢測，再有AD0809采樣輸出穩(wěn)定值，進過軟件計算可得到精確地功率，從而實現(xiàn)過功率保護。

2 單元電路設(shè)計

2.1 電流互感器放大電路

電流互感器放大電路中使用SCT211FK電流互感器。SCT211FK是一款高精密的電流互感器，輸入額定電流為2mA，額定輸出電流為2mA。其線圈扎數(shù)比為1：2000，可耐控沖擊電流為100A*1秒。

2.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路

ADC模塊中主要是逼近型數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0809芯片，ADC0809芯片內(nèi)部具有鎖存功能的8通道模擬多路開關(guān)，可對8通道0～5的輸入模擬電壓分式的進行轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)具有多路開關(guān)地址譯碼器和比較器、鎖存電路、256R電阻T型網(wǎng)絡(luò)、逐次逼近型寄存器、SAR樹狀電子開關(guān)、控制和時序電路等。ADC0809芯片輸出具有TTL三臺鎖存功能的緩沖器，可以與單片機總線直接連接。

2.3 峰值檢測電路

由運放LF353和二極管、電容構(gòu)成的檢波電路，用于檢測入戶電壓峰值。LF353是JFET型標(biāo)準(zhǔn)線性運算放大器，用電壓跟隨器不僅能作為緩沖器，而且和很好的隔離作用，并且能提高直流特性。該電路利用二極管的單向?qū)芰碗娙莩浞烹娞匦裕玫奖容^準(zhǔn)確的峰值。

2.4 基于單片機AT89S52的單片機最小硬件系統(tǒng)

單片機運行工作起來，所必需的最基本電路組成。最基本電路構(gòu)成有電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路。

2.4.1 復(fù)位電路。由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，由“電容電壓不能突變”的性質(zhì)可知，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個電高平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的52單片機當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位，所以，適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。本設(shè)計中C取10μ，R取8.2K。原則要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個機器周期的高電平。

2.4.2 時鐘電路。當(dāng)單片機在工作時，從取指令到譯碼再進行微操作，必須在時鐘信號控制下才能夠有序的進行，時鐘電路就是為單片機工作提供基本時鐘的。單片機的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。在單片機XTALL1和XTALL2引腳上跨接上一個晶振和兩個穩(wěn)頻電容，可以與單片機片內(nèi)的電路構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振的取值范圍一般為0～24MHz，常用的晶振頻率有6MHz、12MHz、11.0592MHz、24MHz等。

2.4.3 電源電路。AT89S51單片機的工作電壓范圍：4.0V～5.5V，所以通常給單片機外接5V直流電源。該電路輸入家用220V交流電，經(jīng)過全橋整流，穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的5V直流電。方便實用，輸出電壓穩(wěn)定，最大輸出電流為1A，電路能帶動一定的負載。

2.4.4 單片機最小系統(tǒng)電路。單片機最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機的復(fù)位時間，一般采用10～30uF，51單片機最小系統(tǒng)電容值越大需要的復(fù)位時間越短。系統(tǒng)晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。系統(tǒng)中的起振電容C2、C3一般采用15～30pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2ms。

3 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于單片機AT89S52設(shè)計，適用于當(dāng)家庭電路發(fā)生過功率時，實現(xiàn)自動斷電保護?？梢酝ㄟ^按鍵直接設(shè)置上限功率，超過上限功率系統(tǒng)將對家用電器實現(xiàn)自動斷電。通過LCD液晶能夠?qū)崟r顯示干路電流和功率，并且能實時顯示電路工作狀態(tài)和危險信號，以此來做出有效反應(yīng)。

參考文獻

第5篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：傳感器；HX711；單片機；語音模塊

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0255-02

智能電子秤按照設(shè)計要求，應(yīng)分為數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互液晶顯示界面三大模塊。在功能擴展上，還可以增加一個語音播報功能使電子秤的設(shè)計更人性化智能化?；诖?，本系統(tǒng)的實現(xiàn)包含硬件和軟件設(shè)計兩大部分，具體以MSP430 單片機為核心控制器，以電阻應(yīng)變式壓力傳感器后接HX711模塊實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換、采集和放大，從而將物體重量轉(zhuǎn)換成單片機可處理的電壓信號。將處理好的電壓信號送到LCD顯示模塊和基于ISD1760的語音播報模塊，在這之前需要先將合成的語音片段按地址存入到ISD1760芯片中，記錄每一個語音片段的地址，從而通過程序調(diào)用，實現(xiàn)按照實際稱重值進行語音播報。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案

1.1系統(tǒng)硬件工作原理

該系統(tǒng)硬件主要包括單片機最小系統(tǒng)、基于HX711傳感器稱重模塊、LCD顯示模塊和基于ISD1760的語音播報模塊，其中，單片機最小系統(tǒng)板是M430G2553開發(fā)板，傳感器稱重模塊采用雙孔懸臂平行梁應(yīng)變式稱重傳感器。顯示模塊采用INEX-GLCD5110，語音模塊采用ISD1760芯片加擴展構(gòu)成。系統(tǒng)硬件控制電路總體框圖如下圖1所示：

系統(tǒng)的工作原理為：首先通過USB線給整個系統(tǒng)供電，然后將寫好的程序?qū)懭隡430單片機中，將單片機的引腳信號加載到稱重模塊、LCD顯示模塊和語音播報模塊，從而使整個系統(tǒng)工作起來。當(dāng)有物體放到秤臺上時，即可顯示并播報重量。

1.2系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.2.1單片機最小系統(tǒng)模塊

MSP430 系列單片機是一個16 位的單片機，采用了精簡指令集（RISC ）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7 種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址）；大量的寄存器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器及高效的查表處理指令使其具有較高的處理速度，在8MHz 晶體驅(qū)動下指令周期為125 ns，這些特點保證了可編制出高效率的源程序。

1.2.2基于HX711的傳感器稱重模塊

1）基本器件介紹

HX711傳感器模塊由帶128 倍增益的24bit AD 模塊、20Kg壓力傳感器組成，通過對應(yīng)端口連接到單片機的控制端，實現(xiàn)對物體重量的測量。各模塊與HX711連接示意圖如下圖2所示：

2）基本原理講解

①20kg 傳感器

滿量程輸出電壓=激勵電壓*靈敏度2.0mv/v

②HX711模塊對產(chǎn)生的5mV電壓進行采樣。

步驟1：如何計算傳感器供電電壓

HX711可以在產(chǎn)生VAVDD 和AGND電壓，即HX711模塊上的E+和E-電壓。

該電壓通過VAVDD=VBG（R1 +R2 ）/R2計算。

步驟2：如何計算AD輸出最大值

在4.3V的供電電壓下20Kg 的傳感器最大輸出電壓是4.3v*2mv/V = 8.6mV

經(jīng)過128倍放大后，最大電壓為8.6mV*128 = 1100.8mV

經(jīng)過AD 轉(zhuǎn)換后輸出的24bit 數(shù)字值最大為：550.4mV*224/4.3V ≈ 4294967

步驟3：程序中數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)換

程序中通過HX711_Buffer = HX711_Read（）；獲取當(dāng)前采樣的AD 值，最大4294967，存放在long 型變量HX711_Buffer中，因 long 型變量計算速率和存放空間占用資源太多，固除以100，縮放為int 型，便于后續(xù)計算。

Weight_Shiwu = HX711_Buffer/100；Weight_Shiwu 最大為42949。

步驟4：如何將AD值反向轉(zhuǎn)換為重力值。

假設(shè)重力為x Kg，（x

20Kg傳感器輸出，發(fā)送給AD模塊兒的電壓為A Kg * 8.6mV / 20Kg = 0.43A mV

經(jīng)過128倍增益后為128 * 0.43A = 55.04AmV

轉(zhuǎn)換為24bit 數(shù)字信號為55.04 A mV * 224 / 4.3V = 214748.3648A

所以y = 214748.3648A /100 = 2147.483648 A

因此得出A = y / 2147.483648 Kg ≈ y / 2.15 g

連接好的稱重模塊如下圖3所示。

1.2.3基于ISD1760的語音播報模塊

ISD1700 系列芯片內(nèi)部包括：麥克風(fēng)前置擴大器、自動增益控制、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等全方位整合系統(tǒng)功能。

在本設(shè)計中，為實現(xiàn)語音播報功能須事先將需要的聲音通過線錄的方式存入芯片內(nèi)，當(dāng)將此模塊連進系統(tǒng)后則可直接通過程序調(diào)用語音。連接好的語音播報模塊實物圖如下圖4所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案

2.1 軟件功能設(shè)計目標(biāo)

稱重是系統(tǒng)的核心，語音播報是亮點。因此本次軟件開發(fā)在Windows系統(tǒng)TI CCS平臺下采用模塊化設(shè)計，包括主程序，傳感器處理子程序，LCD液晶顯示子程序及ISD1760語音芯片驅(qū)動子程序等。

稱重傳感器數(shù)據(jù)處理子程序是通過稱重傳感器的模擬信號進行放大，AD轉(zhuǎn)換來讀取稱重值。LCD顯示子程序主要用來直觀顯示稱重值。語音播報程序是在獲得稱重值之后將稱重值報讀出來，主要是通過SPI總線對語音芯片ISD1760進行操作。程序流程結(jié)構(gòu)如上圖5所示。

2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.2.1 Altium Designer 軟件使用

使用Altium Designer 繪制單片機最小系統(tǒng)、稱重模塊、LCD顯示模塊電路原理圖、PCB圖：

如圖7、8所示。

2.2.2用CCS軟件編寫單片機控制程序

1）程序中主要變量和函數(shù)

//5110IO口初始化

voidio_initial（void）

{ P1DIR |= BIT6+BIT7；//設(shè)置為輸出

2DIR |= BIT0+BIT3+BIT4+BIT5；

}

//獲取毛皮質(zhì)量

voidGet_Maopi（）

{HX711_Buffer = HX711_Read（）；

Weight_Maopi=HX711_Buffer/100；}

voidGet_Weight（）

{ Weight_Shiwu=0；

HX711_Buffer = HX711_Read（）；

HX711_Buffer= HX711_Buffer/100；

Weight_Shiwu = HX711_Buffer；

//獲取實物的AD采樣數(shù)值Weight_Shiwu=（unsigned int）（（float）Weight_Shiwu/2.15+0.5）；}

//芯片IO初始化

voidIO_initial（void）

{ P2DIR &=～ BIT2；//設(shè)置為輸入

P2DIR |= BIT0+BIT1；

P1DIR |= BIT5；//設(shè)置為輸出

DISENISD1760_SS；

ISD1760_SCLK_H；

ISD1760_MOSI_L；

}

3 系統(tǒng)測試及總結(jié)

3.1系統(tǒng)測試方案

msp430采用TI MSP430 LunchPad 最小系統(tǒng)板，不必進行測試。對ISD1760語音模塊測試，焊接了由STC89C51RC（調(diào)試及錄音用）與ISD1760芯片組成的語音板， 利用上位機軟件進行了ISD1760器件復(fù)位，上電，錄音，獲取錄音地址，播放錄音等調(diào)試，以便將SPI通信移植到MSP430上。系統(tǒng)整體硬件連接實物圖如上圖6所示。

3.2項目總結(jié)

經(jīng)過多次20kg以下重物稱重測試，該系統(tǒng)重復(fù)稱重精度能達到III類標(biāo)準(zhǔn)，液晶顯示功能正常，語音播報及時準(zhǔn)確，較好的達到了預(yù)期效果。存在的不足是傳感器有時信號傳遞不穩(wěn)定，稱重誤差較大。如果改用高精密度的傳感器，效果定會明顯改善。

該系統(tǒng)操作簡單，性能穩(wěn)定，硬件選配合理，價格低廉，且易于擴展。軟件部分加入了人性化設(shè)計，如超重報警，語音播報等特色功能，智能化、自動化程度較高。同時該系統(tǒng)可擴展性較強，通過對軟硬件的修改或擴展，如添加鍵盤等，即能設(shè)計出富有特色的計價秤、電子臺秤等，因此具備一定的工業(yè)應(yīng)用價值。

參考文獻：

第6篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞 單片機；溫度控制系統(tǒng)；控制程序；聯(lián)調(diào)

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-041-2

表征一個物體的冷熱程度用溫度來作為單位。在生產(chǎn)中最基本的物理量，也是生活中常見的物理量之一。總的來說，溫度的測量與控制在各個領(lǐng)域中都有涉及，在國民經(jīng)濟中頗受到重視。因為，溫度與自然界中的許多物理、化學(xué)過程都有緊密相關(guān)的聯(lián)系。而且在很多生產(chǎn)過程中，溫度的測量和控制如若不好，也都會直接影響安全生產(chǎn)、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量等，還會造成能源的浪費和重大技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)下降等損失。

1 硬件總體方案設(shè)計

如圖1所示，是本文所研究的系統(tǒng)硬件部分結(jié)構(gòu)框圖，按照功能大致分為以下幾個部分：測溫部分、最小系統(tǒng)、控溫部分以及電平轉(zhuǎn)換和串口通訊部分。

為了使設(shè)計功耗更低、成本更低、性能更好，最終決定選用以下器件來搭建硬件平臺。

1.1 單片機最小系統(tǒng)

單片機的最小系統(tǒng)其中包括：單片機芯片，復(fù)位電路、時鐘電路。時鐘電路的作用是，在單片機工作時提供所必須的時鐘信號。STC89C52單片機的內(nèi)部電路可以在時鐘信號的控制下，嚴格地按時序執(zhí)行指令來進行工作；單片機的初始化操作是復(fù)位操作，若想使單片機復(fù)位，只要給單片機的復(fù)位引腳RST加上大于2個機器周期的高電平。

1.2 測溫部分

本部分的溫度測量采用的是DS18B20傳感器，它有了很大的改進體現(xiàn)在以下方面：測量溫度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等。它比傳統(tǒng)的熱敏電阻更能夠直接地讀出被測的溫度值，通常能簡單的來讀取9到12位的溫度值。并且是符合于實際要求。數(shù)據(jù)總線能控制DS18B20的溫度變換功率，的同時還能向所掛接的DS18B20供電，因此省去了額外電源的部分。因此，對比來看，DS18B20所使用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，可靠性更高。最終，DS18B20被廣泛應(yīng)用于溫度采集與處理、數(shù)字溫度計及各種溫度控制系統(tǒng)，也在情理之中。

1.3 控制電路部分

該部分電熱絲的加熱，是通過單片機的P口輸出的高低電平差來繼而控制固態(tài)繼電器的通斷來實現(xiàn)的。例如，當(dāng)P口輸出低于電平時，加熱電阻就會通電從而使周圍的溫度緩慢升高，那么DS18B20測得的溫度值也會跟著升高；一旦當(dāng)P口輸出高電平時，加熱電路就會立即斷開，溫度漸漸回落。

2 軟件總體方案設(shè)計

溫度的控制系統(tǒng)的主要功能，是要在通過系統(tǒng)的硬件電路確定之后再依賴于軟件來實現(xiàn)的。軟件主要流程是：完成溫度數(shù)據(jù)的采集，通過串口通信把采集的數(shù)據(jù)傳送給上位機，并接收上位機的命令以此來溫度控制。

2.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計

STC89C52單片機其片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)寫的FlashROM和128位bytes和RAM。是本系統(tǒng)的主控芯片，且由深圳宏晶公司銷售。這款MCU，是由美國設(shè)計并生產(chǎn)的一種具有低電壓、高性能的CMOS8位單片機。同時有2個16位定時計數(shù)器。

STC89C52單片機內(nèi)部主要部件，都是由內(nèi)部總線連接起來的，以此來構(gòu)成一個完整的微型計算機。其中，各部件包括：寄存器、程序狀態(tài)字PSW、制度存儲器ROM、累加器ACC、地址指示器DPTR、隨機存取存儲器RAM、定時器/計數(shù)器、并行I/O接口P0-P3、串行I/O接口以及定時控制邏輯電路等。

2.2 測溫電路設(shè)計

DS18B20傳感器是通過P1.0口與單片機相連以此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞的傳感器。也是本文中測溫電路主要介紹的，其具體硬件原理圖如圖2所示。

DS18B20芯片的供電方式有兩種：寄生電源供電方式、外部電源供電方式。其中本文采用的是外部電源供電方式。

外部電源的供電方式介紹如下：由VDD引腳接入DS18B20工作電源，而且I/O線不需要強上拉，保證了轉(zhuǎn)換精度，同時也不存在電源電流不足的問題。在理論上，總線上還能同時掛接任意多個DS18B20傳感器，完整地組成多點測溫系統(tǒng)。

需要特別注意的是：在外部供電的方式下，為了保證正常轉(zhuǎn)換溫度，避免讀取的溫度總是85℃這個情況的發(fā)生，所以DS18B20的GND引腳不能懸空。外部電源供電方式作為DS18B20的最佳工作方式。

它具有以下優(yōu)點：可以突破開發(fā)出更多點的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，除此之外，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路較為簡單。在外接電源的方式下，即使電源電壓VCC降到最低3V時，也依然能夠保證溫度量的精度，這樣一來，就充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點。

3 控制部分子程序設(shè)計

本部分的主要功能就是接收上位機的命令，實現(xiàn)整體正常運行。

當(dāng)接收的命令為“K”，相應(yīng)的，對單片機P0.1就會輸出低電平，繼而固態(tài)繼電器會呈現(xiàn)閉合狀態(tài)，如此就能實現(xiàn)接通加熱絲并使其對水進行加熱的效果；

反之，若接收的命令為“G”，相應(yīng)的P0.1口會輸出高電平，加熱絲會停止加熱達到溫度回落的目的。

4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

系統(tǒng)完整調(diào)試完畢后其溫度控制結(jié)果也相應(yīng)地，通過上位機顯示出來，如圖3所示。

參考文獻

[1]夏大勇，周曉輝，趙增，陳博峰，虎恩典.MCS-51單片機溫度控制系統(tǒng)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2007（01）：43-46.

[2]張菁.單片機溫度控制系統(tǒng)方案的研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2007（01）：142-144，148.

第7篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：DS1302時鐘芯片；單片機；掉電記憶功能；時鐘系統(tǒng)

中圖分類號：TP29 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0206-01

1 前言

實時時鐘廣泛應(yīng)用于人們的生活中，本文采用集成的時鐘芯片DS1302完成簡易時鐘的設(shè)計，電路結(jié)構(gòu)簡單，通過單片機的控制，便能產(chǎn)生精確的時間信息。設(shè)計中，電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）的引入，由單片機控制，實時記錄當(dāng)時時間信息，掉電時防止時間信息丟失。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為主控芯片，控制系統(tǒng)的整體運行。時鐘電路模塊由DS1302時鐘芯片及其電路組成。顯示功能由LCD1602控制，用于時間的實時顯示。按鍵輸入功能，便于時間的矯正與修改。由于系統(tǒng)掉電時，當(dāng)前的時間數(shù)據(jù)也會隨之消失，因此，系統(tǒng)添加EEPROM，擴展掉電時間信息的保護功能。

3 硬件設(shè)計

系統(tǒng)由單片機最小系統(tǒng)調(diào)動各模塊的功能操作。DS1302時鐘芯片可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，工作電壓為2.5-5.5V，兼容單片機電壓，芯片采用三線SPI接口與單片機進行同步通信。芯片外接32.768kHz晶振。時鐘電路設(shè)計如圖1所示。

單片機與EEPROM建立I2C通信，用于時間數(shù)據(jù)的實時讀寫操作。單片機P3.4-P3.7連接按鍵輸入模塊，用于外部觸發(fā)單片機對時鐘芯片DS1302數(shù)據(jù)的修改操作。單片機的P0-P7作為與液晶1602數(shù)據(jù)交互的并行接口。

4 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計流程如圖2所示，系統(tǒng)上電后，單片機初始化液晶設(shè)置，完成對DS1302時鐘芯片的配置，設(shè)定時間初值，然后讀取芯片內(nèi)的時間信息。時間信息一方面儲存在EEPROM芯片，由單片機對EEPROM進行寫操作，實時錄入當(dāng)時時間信息，另一方面用于液晶LCD1602顯示時間信息。當(dāng)外界掉電時，我們希望記錄掉電的時間值，因此，再次上電時，單片機通過讀EEPROM的讀操作獲取掉電時刻的時間。此外，我們可通過外部按鍵輸入的方式，完成對時間信息的調(diào)整。

5 結(jié)語

本文介紹了一種簡易的時鐘設(shè)計方案，使用的STC89C52單片機控制DS1302時鐘芯片，實現(xiàn)時鐘的實時顯示，并且引入EEPROM存儲器用于擴展掉電時間記錄功能，時間信息還可由外接按鍵控制更改。系統(tǒng)設(shè)計人機交互良好、控制靈活、成本低廉，為人們的生活提供了便捷。

參考文獻

[1]程雯，戎蒙恬，李萍.用于實時時鐘的32.768kHz晶振電路分析與設(shè)計[J].信息技術(shù)，2009，33（1）：15-17.

[2]張樺，傅豐林.基于ARM的嵌入式系統(tǒng)中DS1337實時時鐘接口電路及Linux驅(qū)動程序設(shè)計[J].電子元器件應(yīng)用， 2006（11）：9-12.

[3]孟慶濤，李良，陳志瑞，等.實時時鐘電路的單片機仿真設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2014（10）：24-26.

第8篇：單片機最小系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：CAN總線；溫濕度；實時通信

1 前言

本文設(shè)計了一個基于CAN總線的溫濕度智能節(jié)點。該系統(tǒng)由單片機最小系統(tǒng)、濕度檢測電路、溫度檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、CAN控制器、CAN收發(fā)器構(gòu)成。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

本設(shè)計是一個基于CAN總線的溫濕度檢測節(jié)點，節(jié)點采集溫濕度模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送入主控制器，并將節(jié)點的主控制器連接在CAN總線上，可實現(xiàn)遠程通信和監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

3 硬件設(shè)計

3.1 單片機最小系統(tǒng)

單片機最小系統(tǒng)由單片機AT89C52、時鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成[1]。

3.2 溫度檢測電路

本設(shè)計選用LM35為溫度傳感器，LM35溫度傳感器輸出電壓與攝氏溫標(biāo)的線性度好，而且輸出模擬量信號適合遠距離傳輸，LM35輸出與溫度值對應(yīng)的電壓信號經(jīng)放大10倍后變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號送往A/D轉(zhuǎn)換電路。

3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路

LM35輸出的電壓信號要轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號才可被單片機接收，本設(shè)計選取ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換器即可滿足要求，由于ADC0809的時鐘信號為500KHZ，故將單片機的ALE端接四分頻器后給轉(zhuǎn)換器作為時鐘。

3.4 濕度傳感器電路

本設(shè)計的濕度檢測電路由555多諧振蕩器來實現(xiàn)，HS1101傳感器的電容值與溫室濕度成線性關(guān)系，空氣濕度通過555測量振蕩電路后，就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比例的頻率信號，后將頻率信號送單片機的計數(shù)器即可計算出濕度值。

3.5 顯示電路

由于智能節(jié)點的需要實時顯示室內(nèi)的溫濕度值和報警信息，數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，故選擇LCD1602液晶顯示器，可以顯示16×2 個字符，具有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點，可以滿足設(shè)計的要求。

3.6 CAN接口電路

CAN接口電路主要由CAN控制器SJA1000、光電耦合器6N137和CAN驅(qū)動器PCA82C250構(gòu)成。CAN總線控制器的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線與單片機的P0口相連，并將中斷輸出到單片機中斷口，總線控制器串行數(shù)據(jù)輸出線（TX）和串行數(shù)據(jù)輸入線（RX）分別經(jīng)光電耦合電路連接至總線驅(qū)動器82C250，總線驅(qū)動器通過差分發(fā)送和接收功能的兩個總線端CANH和CANL連接至CAN總線電纜[2]。

⑴總線控制器。CAN總線控制器提供了與單片機控制器的數(shù)據(jù)線路接口，單片機通過對控制器編程設(shè)置其工作模式，控制其工作狀態(tài)，啟動CAN報文的發(fā)送并對反饋報文接收予以響應(yīng)，即CAN總線控制器實現(xiàn)了CAN協(xié)議中最復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路功能。本設(shè)計的總線控制器選用SJA1000。

⑵光電耦合器。由于總線傳輸距離遠，現(xiàn)場環(huán)境干擾大，為了增強抗干擾能力，在SJA1000與PCA82C250間采用高速光耦6N137實現(xiàn)總線電氣隔離。為了有效隔離，6N137兩端的電源使用B0505S-1W隔離，而且可以減少CAN總線有效回路信號的傳輸延遲時間。

⑶CAN收發(fā)器。CAN總線收發(fā)器實現(xiàn)了物理層的功能，一方面將控制器發(fā)送信號轉(zhuǎn)化為符合CAN物理層標(biāo)準(zhǔn)的信號，進行放大、傳輸；另一方面將總線上收到的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂破魉芙邮盏碾娖叫盘枴Ｆ浔举|(zhì)是提供了CAN控制器與物理總線之間的接口：即為總線提供差分信號的發(fā)送功能，為控制器提供差分信號的接收功能。本設(shè)計的CAN收發(fā)器選擇PCA82C250。

4 軟件設(shè)計

節(jié)點程序主要包括主程序、CAN控制器初始化程序、濕度檢測中斷程序、接收程序和發(fā)送程序。其中主程序主要完成中斷初始化、鍵盤掃描、溫度檢測和溫濕度顯示及報警等功能；CAN控制器初始化程序主要完成SJA1000的初始化設(shè)置；濕度檢測中斷程序完成濕度傳感器的脈沖計數(shù)及對應(yīng)濕度的計算；接收程序由單片機的外部中斷完成，主要實現(xiàn)節(jié)點接收報文的處理；發(fā)送程序主要實現(xiàn)節(jié)點報文的發(fā)送。

[參考文獻]

第9篇：單片機最小系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】電磁感應(yīng)擺；電磁控制裝置；單片機

一、電磁感應(yīng)擺介紹

電磁感應(yīng)擺如圖1所示，包括擺桿和電磁控制裝置兩部分，擺通過擺桿支撐軸固定在支架上，擺的下端放置一個磁鐵。電磁控制裝置在擺的下邊，通過電磁作用使擺擺動。

圖1 電磁感應(yīng)擺示意圖

二、系統(tǒng)硬件的理論分析與設(shè)計

控制電路包括單片機最小系統(tǒng)、按鍵模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、電機驅(qū)動模塊等部分組成。

（一）單片機最小系統(tǒng)模塊

單片機最小控制系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為核心，復(fù)位電路具有手動和上電復(fù)位兩種形式、時鐘電路采用12MHz晶振，EA引腳接5V電源，存儲器選擇內(nèi)部寄存器，

（二） 液晶顯示模塊

液晶顯示模塊采用12864液晶，單片機串行控制，實時顯示預(yù)置擺角、周期、工作模式等信息，

（三） 按鍵模塊

通過四個獨立按鍵（S1、S2、S3、S4）的不同搭配完成不同功能。

初始界面通過S4（切換）完成模式的選擇，S1（確認）完成模式的確認。自由模式下通過S4（啟動、停止）完成對裝置的控制?？刂颇Ｊ较峦ㄟ^S4（切換）完成模式的選擇，S1（確認）完成模式的確認。在周期控制、角度控制、雙重控制模式下通過S4（切換）完成周期、角度的選擇，通過S2（增加）、S3（減少）完成周期、角度的預(yù)置，S1（確認）按預(yù)置參數(shù)擺動。

（四）電機驅(qū)動模塊

本系統(tǒng)采用M415B細分步進驅(qū)動器。M415B是采用美國IMS公司先進技術(shù)生產(chǎn)的細分型高性能步進驅(qū)動器，適合驅(qū)動中小型的任何1.5A/相電流以下的兩相或四相混合式步進電機。由于采用新型的雙極性恒流斬波驅(qū)動技術(shù)，使用同樣的電機時可以比其他驅(qū)動方式輸出更大的速度和功率，其細分功能使步進電機運轉(zhuǎn)精度提高，振動減小，雜訊降低。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

電磁控制運動系統(tǒng)軟件主要包含主程序、液晶顯示子程序、按鍵控制子程序及電機驅(qū)動子程序等。

系統(tǒng)上電后，首先進行初始化操作，液晶顯示初始界面內(nèi)容，即自由模式、控制模式選擇，然后根據(jù)選擇進入二級菜單，最后根據(jù)選擇模式以及參數(shù)設(shè)定對電機進行操作。

圖4-1 主程序流程圖

自由模式時，擺桿周期和擺角為程序內(nèi)置，分別為2s和45°。按下啟動按鍵，擺桿按預(yù)設(shè)值自由擺動。按下停止按鍵，擺桿回到靜止點。

控制模式下，有三種參數(shù)設(shè)定方式，分別是角度控制、周期控制、雙重控制。

角度控制模式下可以對擺角進行預(yù)設(shè)；周期控制模式下可以對擺角進行預(yù)設(shè)；雙重控制模式下可以同時對擺角和周期進行預(yù)設(shè)，完成參數(shù)設(shè)置后，擺桿根據(jù)預(yù)置周期、擺角進行相應(yīng)運動

四、結(jié)論

經(jīng)過反復(fù)調(diào)試檢測，擺桿的擺角和周期均能在指定范圍內(nèi)預(yù)置且誤差均在要求范圍內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、精確，較好的完成了題目的基本功能和全部發(fā)揮功能。

參考文獻：

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