在平时的学习、工作中,大家都经常接触到论文吧,论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的单片机论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要:
本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究,提出了以项目化教学作为主导的改革方案,以学生为本,充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。
关键词:
项目;单片机教学;改革探索
单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起,是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。
1、单片机课程教学现状
1.1教师教学手段较为单一
单片机是大规模集成电路的发展产物,内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学,仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构,然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言,教学方式较为单一,使学生没能抓住学习的重点,丧失对单片机学习的热情和兴趣,导致教学质量越来越差[1]。
1.2学生没有明确的学习目标
单片机课程的实践性和应用性较强,在学习时要以应用为主要目标,然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点,导致学生没有明确的学习目标,单纯地跟着教师的思路,缺乏学习自主性和探究意识,学习目标不明确,影响教学效率。
1.3学生缺乏实践机会
学生在做实验时,主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱,学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验,盲目的观察实验结果,对于实验中所应用到的一些原理模糊不清,导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑,没能掌握相关器材基本使用的方式,更没有将之运用到实际工程中的能力。
1.4考核方式有着一定的局限性
各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式,这种考试形式具有一定的局限性,不能真实客观的反映出学生的学习水平,更不能考察出学生的实践能力和动手能力,这种考试方式没能很好的与实践相结合,导致考核结果不具有客观性。
2、应用项目教学方法
项目教学方法能够很好的适用于技术教育,可以将学科体系的内容转化成若干教学项目,然后围绕着这些项目进行教学,教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目,着重强调让学生参与其中,在模拟的生产场景中,完成规定的项目,这是理论与实践的完美结合。
在项目教学整个过程中,学生要在规定的时间内,可以自由的进行讨论,安排整个过程的进度,如此有助于激发学生的创新能力和积极性,培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。
3、项目教学法的实施步骤
如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件,最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式,教师能够灵活掌握课程的教学顺序,合理的安排教学任务,并结合自身多年教学经验,总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知,自己查找一些有关资料,进一步了解对单片机学习的必要性和应用性;其次教师要给学生布置一些项目具体的任务,例如制作秒表、电子万年历等,给每个学生分配具体的任务,让他们由浅及深的了解单片机课程;再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析;最后以期末的实训内容作为引导,将之贯穿于整个理论教学的过程中,模拟出一些生产场景,增强学生实际动手能力,完成最终的项目教学目标。
4、项目的选择
项目化教学主要是以项目为主要载体,以任务作为动力,将实践和理论紧密的结合起来,使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识,进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时,要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识,又不会过大的增加学生的学习负担,给学生造成一定的心理压力。
5、基于项目的单片机改革策略
5.1以项目为主要导向
传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主,重视教师、教材以及课堂教学,这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用,但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段,在课堂教学中要改变这种教学模式,变换传统的教学结构,打破原有的教学框架,将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点,运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学,从而能够实现以项目为导向教学模式。
5.2项目设置的方法
教师要对项目的实例进行选择,认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合,给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目,鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求,对于学生独立思考的能力有着较高的要求,在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论,主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高,对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神,能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务,让学生自己动手,在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中,使得学生们的理论知识与实践能力有效的.结合在一起。
5.3测评环节
以项目为主要导向的教学过程中,考核的方式与传承考试也有所不同,考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的,主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。
从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中,主要以支持和鼓励学生为主,可以增加学生自信心;在小组评价的过程中,应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用,观察学生是否属于设计的主要人员,在设计的过程中是否配合等;在自我评价的过程中,要反映出自身在学习过程中所遇到的困难,在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法,自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价,在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处,不断地完善自己。
6、结束语
项目教学法能够充分调动学生学习的积极性,在整个教学过程中,既提升了学生的实践能力,又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状,如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。
本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等,主要是以项目为导向,设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。
参考文献:
[1]李冰.单片机课程的项目化教学改革与实践[J].实验室科学.2014(1).
[2]郭毅飞,王华.项目教学法在单片机教学改革中的应用[J].湖南农机.2013(1).
摘要:
单片机是当前被运用到各个领域的一个技术产品,随着当前社会生产活动的增多,单片机被运用到众多的生产领域中,在一定程度上提升了人们的生活水平和质量。就当前单片机的使用情况看,单片机更多地被运用到电子技术领域中,提升电子领域的发展程度,例如在仪表仪器中使用单片机可以提升其智能程度;单片机在工业控制中通过自身功能的发挥,可使工业控制更加先进化。该文从单片机的概述入手,研究在电子技术发展中单片机运用的程度。
关键词:
单片机;电子技术;应用研究
20个世纪70年代,单片机得到快速的发展,形成一个品种较为全面,功能更加强大的技术产品,开始在各生产领域中运用。随着近半个世纪的发展,单片机取得更优质的成果,科技水平更加先进,在众多领域中实现高效运用,提升这些领域的发展程度。单片机现在在电子技术领域中得到广泛的使用,如在通信功能、仪表仪器等方面实现高效的运用,促进这些企业实现优质的发展。同时,随着单片机运用程度的增加,应用领域的扩展,其技术呈现创新发展趋势。
1、单片机的科学分析
1.1概述
单片机是嵌入式系统的一个组成部分,它采用规模较大的电路技术将CPU、RAM、ROM以及定时器等众多功能集成在一个硅片上,继而形成一个具有完善功能的,微型的计算机系统。单片式是1970年左右开始在生产中运用,随着多年技术的革新和使用程度的加深,当前它在汽车电子,医疗器械,工业控制以及仪表仪器中得到运用。单片式发展速度较快,由最开始的4位单片机发展成8位单片机,到目前300M具有高速运转和处理能力的单片机。
1.2主要特点
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,且呈现不同用途的,不同型号的单片机产品。以AT89S52型号单片机为例,单片机目前重要的发展特点有6个方面。
第一,单片机具有使用方便的特点,单片机整体体积较小,系统构成较为简单,整体呈现模块化;
第二,对环境的要求较低,单片机具有较强的环境适应能力,可以在不同的环境得到运用;
第三,控制能力较强大,单片机有着较强的科技力量,通过众多功能的集成,其具有很强的控制功能;
第四,功能消耗较低,单片机在运行的时候只需要较低的电压,整体对功能的消耗低;
第五,速度快,单片机具有极强的处理功能,对各项数据和信息有着极快的处理速度;
第六,可靠性高,单片机可以实现长时间的工作,提升整体系统的运转能力。
2、电子技术中单片机的应用情况分析
2.1手机通信中的运用
单片机在电子通讯中得到运用,主要体现在手机语音功能的建设中,单片机对手机语音信息进行识别,并开展相关操作。在手机的音频入口安置单片机可以使其收集众多的音频信息,系统分辨工作开展之后,向各个部件下具体的指令和信息,实现语音信息中的手机操作。
2.2单片机提升医疗器械诊断正确性
人们在实现温饱之后,更加关注自身的健康,对医疗水平有着越来越高的需求。但是,在医疗建设的过程中总会出现一些问题,检测手段以及消毒水平存在一定的不足,影响整体医疗建设的质量。单片机在医疗器械中得到运用之后,大大减少了医疗问题的出现,使医疗工作得到一定程度的提升。单片机的使用增加了医疗设备的诊疗准确性,提升了诊断的精准性。同时,随着单片机在医疗器械中的运用,整体医疗设备朝着更加智能化、自动化的发展方向前进,使医疗诊断的结果更加精准,更好地为人们的健康提供医疗保障。
2.3单片机使仪表仪器的使用更加智能化
单片机因其集成度高等特点被用于仪表仪器的生产,随着单片机科研水平的不断革新,仪表仪器的发展更加智能化,更加符合当前人们的使用需求。同时,随着单片机使用程度的增加,仪表仪器设备朝着数字化方向发展,整体测试水平较高,仪表仪器控制和处理的功能建设更加优质。例如,在航天仪器制造的时候,使用单片机这种先进的技术可以使仪器的精准性和集成性更强,提升航天电子系统的数字化程度,大大降低航天事故发生的几率。
2.4家电中普遍使用单片机
单片机不仅在高科技的领域中实现运用,如医疗器械、仪表仪器等领域,同时也在日常生活中得到运用,例如在家电行业中。随着科研水平的发展,单片机越来越多地在生活中得到运用,提升人们生活的质量和幸福感。当前人们家庭生活中使用的洗衣机、微波炉以及电视机等家电都运用了单片机这项技术。在电视机的运用中,通过使用单片机使其系统控制技术更加先进,功能操作更加便捷。
例如,人们可以通过遥控器自由切换不同的电视频道,选择自己想看的电视节目。单片机在微波炉建造中,通过系统信息的处理,可以根据食材的不同进行科学的、自动的选择工作,主要是选择加热时所需要的温度和具体时间。单片机在洗衣机的系统控制中,可以根据衣物的材质以及脏污程度进行自动洗涤,对洗衣液的使用量、洗涤的强度控制以及详细的洗涤时间有着科学的控制和选择。
3、单片机在未来电子技术领域中开发趋势分析
随着社会生产实力的增强,科研技术程度更加深入,单片机型号和技能革新的速度会越来越快,其在电子领域的应用开发主要从以下3个方面进行。
3.1对单片机程序开发
随着单片机自身开发程度的加深,其在嵌入式系统的建设中得到越来越全面的运用,目前已经不在裸机的环境中实现开发和使用。单片机已经实现一定程度的自动执行,可以对数据进行较强的储存,科学处理和传输数据。单片机具有较强的环境使用能力,可以保障计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理,对外界的物理参数实现高质量的采集,并对其进行逻辑分析和正确的处理。
3.2优化C语言系统程序
C语言有着强大的数据处理能力,可以以简易的方式对编程语言开展编译、处理等工作,有着强大的编程能力。为了使单片机在复杂的计算数据和控制数据的环境中实现正常的使用,提升系统的集成和控制能力,一定要加强C语言在单片机中的运用程度。通过对C语言更深度的开发,可以加大单片机的开发程度和力度,进而拓展单片机使用和运用的范围和领域。
3.3加强对计算机的研发
目前,单片机的制作中使用众多的通信接口,通过接口的连接可以和计算机进行数据的交流和沟通。可以说,单片机通过通信接口可以让通信设备和计算机形成一定的联系,可以使双方进行精准的数据支持,提升设备对数据的使用程度和运用程度。为此,要想对单片机进行深度的开发,应该对计算机进行系统的分析和运用,提升数据连接和传输的质量。
4、结语
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,在电子领域实现高效的运用。突出表现在手机通信中和家庭电器的使用中,提升人们的生活建设质量。同时,单片机使仪表仪器的使用更加智能化,提升医疗器械的诊断正确性。在未来的发展中,可以通过对单片机程序进行开发、优化C语言系统程序以及加强对计算机的研发这3个方面提升单片机在电子领域的运用程度。
参考文献
[1]郑泽宏.单片机在电子技术中的应用和开发技术研究[J].科技信息,2013(25):140,221.
[2]王红纪,徐小亚.单片机在电子技术中的应用和开发[J].电子测试,2014(13):44-46.
[3]王德权.研究单片机在电子技术中的应用[J].科技与企业,2013(3):113.
[4]张力.单片机在电子技术中的应用和开发[J].电子技术与软件工程,2016(5):259.
[5]许文涛.单片机在电子技术中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(19):15.
摘要: 随着电子科技的飞速发展,尤其是超大规模集成电路的出现,给我国的经济带来了实质性的改变。其中,对于单片机的使用已经在很多领域都有出现,比如说在工业自动化控制房间、在智能仪器仪表方面以及各种家用电器方面,单片机都起到了很大的作用。由于其极高的性能价格比,使其在电子时钟方面的应用也是很常见的。本文通过对普通单片机电子时钟的设计分析,从而达到对单片机进行更深入的学习与设计。
关键词: 单片机;电子时钟;设计分析
时钟就是一个最典型的例子,由于人们的生活速度越来越快,人们的时间观念也在不断增强,生活中处处离不开时钟,时钟对人们可以说是不可或缺的东西。现如今,时钟的样式很功能也越来越多,人们对时钟的精准度要求也越来越高。本文就是针对时钟的精准度来设计一个普通单片机电子时钟。
一、单片机的简单介绍
(一)单片机的定义与分类
单片机是一种集成电路芯片,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、随即存储器、只读存储器等集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。主要分类包括:STC系列单片机、AVR单片机、AT系列单片机等等 。
(二)单片机的应用与发展
目前,随着电子自动化的广泛应用,单片机以其自身的诸多优势已经应用到了各个领域之中,这些领域主要包括智能仪器仪表、计算机网络、机器人控制、工业控制、家电管理等等。由于单片机的优势很有多,在未来的生活中一定会被更多的领域所应用,有很好的发展趋势。
二、单片机电子时钟的设计方案
单片机电子时钟的构成主要由:一个8位CPU;一个片内振荡器及时钟电路;4K字节ROM程序存储器;256字节RAM数据存储器;两个16位定时器/计数器;可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线(四个8位并行I/O端口)和一个可编程全双工串行口组成。
单片机电子时钟的设计主要是对时钟的内部工作和外部显示进行设计,主要的设计方案则分为数字时钟方案和数码管显示方案。通过数字时钟和数码管显示的完美结合使电子时钟的质量得到完善和保证。
(一)数字时钟方案
这部分是单片机电子时钟最主要的设计,也是时钟内部工作部分。在单片机的内部存储器中设置三个分别代表时、分、秒信息的字节。在对内部的存储器进行设置的时候,要根据时钟的运作规律设定,时钟的工作是由内部的定时器和软件结合来实现的。对此设定1秒中断,以此来推动秒针的运动,而当秒针中断的次数达到60次的时候,则将其清零,同时分针的字节开始运行,以此类推,当分钟的中断次数达到60次的时候,时钟的字节开始运行。当时钟的字节达到24的时候,便将时钟的字节清零,以上的操作反复进行,这就是单片机电子时钟关于数字时钟的设计方案。这部分的设计起来比较繁琐,每个步骤都要做到很好的处理,设置时、分、秒的顺序也不能打乱。
(二)数码管显示方案
数码管显示方案主要是对时钟的外部显示进行设计,主要分为静态显示和动态显示两个部分,在电子时钟外部显示中占主导地位的就是动态显示。所谓动态显示就是根据内部设计中的秒针的运行情况,在出现的显示器数字的轮流点亮,每隔一段时间都要点亮一次,这部分要求显示器的扫描必须要有足够快的速度,只有这样,显示出来的字符才不会出现闪烁的效果。同时,秒钟和显示器的运作应该是保持一致的,否则在电子时钟运行的时候,就很容易出现时间上的误差,这种动态显示节省了I/O口,也会降低耗能。
(三)电子时钟的硬件选择
1、单片机的选择,在单片机电子时钟的设计中,通常都会选用AT89c52单片机,配备12MHz晶振,采用上电复位来对电路进行系统复位。
2、显示电路选择,在显示电路的选择上,采用软件译码动态显示。
3、电源选择,采用直流电源供电,电源基本选择在4.5V左右。
4、选择器的选择,通常采用741s04.
三、系统软件设计
对系统软件的设计主要包括软件的设计思想、总体设计以及按键扫描子程序。
(一)软件设计思想
根据人们对电子时钟功能的需求,需要设计出来的电子时钟程序必须具备动态扫描、时钟信号产生以及按键扫描处理等功能。利用单片机来实现电子时钟的这些功能,主要利用的方法就是分时复用,要协调好各个器件的占用时间,这样才能实现单片机电子时钟以上的功能,使电子时钟对人们的需求造成满足。
(二)总体设计
1、系统说明及设计框图
利用普通单片机制作的简易时钟,其主要的工作原理就是运用6个PNP管来分别控制6个LED数码管来完成时钟的运行工作。这里出现的6个数码管主要负责显示小时、分钟以及秒针的十位位置和个位位置,还会设定一个按键用于对时间的调整。
2、模块设计
普通单片机电子时钟的设计主要包括电源部分、复位电路、显示部分、控制部分、位选部分等几个模块。对于电源部分的技术,要从外部引入直流电,电流应该选择4.5V,这样就可谓电子时钟提供电源,使其能够正常运行。
位选电路、复位电路二极管、电解电容部位,在其运行的时候,相应的引脚也会出现不同。在开关按下时引脚RST为高电平1,断开时引脚为低电平0。
(三)按键扫描子程序
普通单片机电子时钟的运行,最好选用按键来切换各种不同的状态,这样不仅简单,容易操作,而且在电子时钟出现状况而需要查询按键信息的时候,电子时钟所具有的按键扫描功能就可以提供以往的按键情况,这种按键程序中还嵌套了按键扫描程序用来处理在不同情况下的电子时钟状态切换。
四、对整体系统进行调试
在单片机电子时钟设计完成之后,要对电子时钟所应用的系统进行简单的测试,仔细分析在测试的过程中所出现的问题,进行问题的统计与分析,从而找到合理、科学的解决方法。使单片机电子时钟更加完善。
(一)系统调试方法
对于单片机电子时钟各个系统的调试,首先要对每个单独的程序进行调试,将出现的问题归纳整理,找到合理的解决方法后,针对出现问题的程序进行系统的调试。确保每个程序都没有问题之后,再进行整体的调试工作。只有这样,才调试的过程中才会使调试工作有理有序的进行。
(二)系统时钟误差分析
时间准确,长时间不容易出现误差是一个时钟被认可的标准之一。对于系统误差,设计者应该及时进行误差的分析和调试工作。
在单片机电子时钟系统中,能够出现误差的地方有很多,比如说晶体频率的误差,定时器溢出误差以及延迟误差等等,设计者要结合不同的误差进行不同的分析,找出其内在的原因,从而拟定出解决的方案,使电子时钟的精准度提高。
(三)软件调试问题及解决
在软件调试的过程中,应该将调试的重点分别放在各个模块上,对这些模块的调试可以采取在线调试和离线调试两种方法,在调试过程中出现的问题要及时分析及时解决。
结语:
随着我国电子技术的迅速发展,单片机的应用也会越来越广泛,对于电子时钟系统的设计一定也会日趋完善,功能也会越来越全面,性能会更加稳定,可以预见,在未来的几年里,单片机的应用也会越来越广泛。更好的造福人们。
参考文献:
[1]何立民.MCS251单片机应用系统设计技术[M].北京:北京航天航空大学.1999
[2]程光璇.普通单片机电子时钟的设计[J].电子世界.2011(8)
[3]华贵山.基于单片机微机测控系统中的数字滤波技术研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报.2006(5)
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我做的课程设计,用的数码管,也做了protues仿真,你有需要的话,我邮箱是。希望对你有帮助,#include
分两步:一、自己做一个基于单片机的数据采集系统。二、把你制作的东西,分功能概述、硬件系统、软件系统、展望等几章来讲解。把你做的东西写清楚,就可以了,不用太累赘的文字描述,可以多些原理图、程序流程图之类的。
单片机论文
在平时的学习、工作中,大家都经常接触到论文吧,论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的单片机论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要:
本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究,提出了以项目化教学作为主导的改革方案,以学生为本,充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。
关键词:
项目;单片机教学;改革探索
单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起,是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。
1、单片机课程教学现状
1.1教师教学手段较为单一
单片机是大规模集成电路的发展产物,内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学,仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构,然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言,教学方式较为单一,使学生没能抓住学习的重点,丧失对单片机学习的热情和兴趣,导致教学质量越来越差[1]。
1.2学生没有明确的学习目标
单片机课程的实践性和应用性较强,在学习时要以应用为主要目标,然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点,导致学生没有明确的学习目标,单纯地跟着教师的思路,缺乏学习自主性和探究意识,学习目标不明确,影响教学效率。
1.3学生缺乏实践机会
学生在做实验时,主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱,学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验,盲目的观察实验结果,对于实验中所应用到的一些原理模糊不清,导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑,没能掌握相关器材基本使用的方式,更没有将之运用到实际工程中的能力。
1.4考核方式有着一定的局限性
各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式,这种考试形式具有一定的局限性,不能真实客观的反映出学生的学习水平,更不能考察出学生的实践能力和动手能力,这种考试方式没能很好的与实践相结合,导致考核结果不具有客观性。
2、应用项目教学方法
项目教学方法能够很好的适用于技术教育,可以将学科体系的内容转化成若干教学项目,然后围绕着这些项目进行教学,教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目,着重强调让学生参与其中,在模拟的生产场景中,完成规定的项目,这是理论与实践的完美结合。
在项目教学整个过程中,学生要在规定的时间内,可以自由的进行讨论,安排整个过程的进度,如此有助于激发学生的创新能力和积极性,培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。
3、项目教学法的实施步骤
如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件,最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式,教师能够灵活掌握课程的教学顺序,合理的安排教学任务,并结合自身多年教学经验,总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知,自己查找一些有关资料,进一步了解对单片机学习的必要性和应用性;其次教师要给学生布置一些项目具体的任务,例如制作秒表、电子万年历等,给每个学生分配具体的任务,让他们由浅及深的了解单片机课程;再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析;最后以期末的实训内容作为引导,将之贯穿于整个理论教学的过程中,模拟出一些生产场景,增强学生实际动手能力,完成最终的项目教学目标。
4、项目的选择
项目化教学主要是以项目为主要载体,以任务作为动力,将实践和理论紧密的结合起来,使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识,进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时,要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识,又不会过大的增加学生的学习负担,给学生造成一定的心理压力。
5、基于项目的单片机改革策略
5.1以项目为主要导向
传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主,重视教师、教材以及课堂教学,这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用,但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段,在课堂教学中要改变这种教学模式,变换传统的教学结构,打破原有的教学框架,将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点,运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学,从而能够实现以项目为导向教学模式。
5.2项目设置的方法
教师要对项目的实例进行选择,认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合,给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目,鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求,对于学生独立思考的能力有着较高的要求,在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论,主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高,对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神,能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务,让学生自己动手,在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中,使得学生们的理论知识与实践能力有效的.结合在一起。
5.3测评环节
以项目为主要导向的教学过程中,考核的方式与传承考试也有所不同,考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的,主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。
从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中,主要以支持和鼓励学生为主,可以增加学生自信心;在小组评价的过程中,应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用,观察学生是否属于设计的主要人员,在设计的过程中是否配合等;在自我评价的过程中,要反映出自身在学习过程中所遇到的困难,在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法,自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价,在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处,不断地完善自己。
6、结束语
项目教学法能够充分调动学生学习的积极性,在整个教学过程中,既提升了学生的实践能力,又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状,如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。
本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等,主要是以项目为导向,设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。
参考文献:
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摘要:
单片机是当前被运用到各个领域的一个技术产品,随着当前社会生产活动的增多,单片机被运用到众多的生产领域中,在一定程度上提升了人们的生活水平和质量。就当前单片机的使用情况看,单片机更多地被运用到电子技术领域中,提升电子领域的发展程度,例如在仪表仪器中使用单片机可以提升其智能程度;单片机在工业控制中通过自身功能的发挥,可使工业控制更加先进化。该文从单片机的概述入手,研究在电子技术发展中单片机运用的程度。
关键词:
单片机;电子技术;应用研究
20个世纪70年代,单片机得到快速的发展,形成一个品种较为全面,功能更加强大的技术产品,开始在各生产领域中运用。随着近半个世纪的发展,单片机取得更优质的成果,科技水平更加先进,在众多领域中实现高效运用,提升这些领域的发展程度。单片机现在在电子技术领域中得到广泛的使用,如在通信功能、仪表仪器等方面实现高效的运用,促进这些企业实现优质的发展。同时,随着单片机运用程度的增加,应用领域的扩展,其技术呈现创新发展趋势。
1、单片机的科学分析
1.1概述
单片机是嵌入式系统的一个组成部分,它采用规模较大的电路技术将CPU、RAM、ROM以及定时器等众多功能集成在一个硅片上,继而形成一个具有完善功能的,微型的计算机系统。单片式是1970年左右开始在生产中运用,随着多年技术的革新和使用程度的加深,当前它在汽车电子,医疗器械,工业控制以及仪表仪器中得到运用。单片式发展速度较快,由最开始的4位单片机发展成8位单片机,到目前300M具有高速运转和处理能力的单片机。
1.2主要特点
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,且呈现不同用途的,不同型号的单片机产品。以AT89S52型号单片机为例,单片机目前重要的发展特点有6个方面。
第一,单片机具有使用方便的特点,单片机整体体积较小,系统构成较为简单,整体呈现模块化;
第二,对环境的要求较低,单片机具有较强的环境适应能力,可以在不同的环境得到运用;
第三,控制能力较强大,单片机有着较强的科技力量,通过众多功能的集成,其具有很强的控制功能;
第四,功能消耗较低,单片机在运行的时候只需要较低的电压,整体对功能的消耗低;
第五,速度快,单片机具有极强的处理功能,对各项数据和信息有着极快的处理速度;
第六,可靠性高,单片机可以实现长时间的工作,提升整体系统的运转能力。
2、电子技术中单片机的应用情况分析
2.1手机通信中的运用
单片机在电子通讯中得到运用,主要体现在手机语音功能的建设中,单片机对手机语音信息进行识别,并开展相关操作。在手机的音频入口安置单片机可以使其收集众多的音频信息,系统分辨工作开展之后,向各个部件下具体的指令和信息,实现语音信息中的手机操作。
2.2单片机提升医疗器械诊断正确性
人们在实现温饱之后,更加关注自身的健康,对医疗水平有着越来越高的需求。但是,在医疗建设的过程中总会出现一些问题,检测手段以及消毒水平存在一定的不足,影响整体医疗建设的质量。单片机在医疗器械中得到运用之后,大大减少了医疗问题的出现,使医疗工作得到一定程度的提升。单片机的使用增加了医疗设备的诊疗准确性,提升了诊断的精准性。同时,随着单片机在医疗器械中的运用,整体医疗设备朝着更加智能化、自动化的发展方向前进,使医疗诊断的结果更加精准,更好地为人们的健康提供医疗保障。
2.3单片机使仪表仪器的使用更加智能化
单片机因其集成度高等特点被用于仪表仪器的生产,随着单片机科研水平的不断革新,仪表仪器的发展更加智能化,更加符合当前人们的使用需求。同时,随着单片机使用程度的增加,仪表仪器设备朝着数字化方向发展,整体测试水平较高,仪表仪器控制和处理的功能建设更加优质。例如,在航天仪器制造的时候,使用单片机这种先进的技术可以使仪器的精准性和集成性更强,提升航天电子系统的数字化程度,大大降低航天事故发生的几率。
2.4家电中普遍使用单片机
单片机不仅在高科技的领域中实现运用,如医疗器械、仪表仪器等领域,同时也在日常生活中得到运用,例如在家电行业中。随着科研水平的发展,单片机越来越多地在生活中得到运用,提升人们生活的质量和幸福感。当前人们家庭生活中使用的洗衣机、微波炉以及电视机等家电都运用了单片机这项技术。在电视机的运用中,通过使用单片机使其系统控制技术更加先进,功能操作更加便捷。
例如,人们可以通过遥控器自由切换不同的电视频道,选择自己想看的电视节目。单片机在微波炉建造中,通过系统信息的处理,可以根据食材的不同进行科学的、自动的选择工作,主要是选择加热时所需要的温度和具体时间。单片机在洗衣机的系统控制中,可以根据衣物的材质以及脏污程度进行自动洗涤,对洗衣液的使用量、洗涤的强度控制以及详细的洗涤时间有着科学的控制和选择。
3、单片机在未来电子技术领域中开发趋势分析
随着社会生产实力的增强,科研技术程度更加深入,单片机型号和技能革新的速度会越来越快,其在电子领域的应用开发主要从以下3个方面进行。
3.1对单片机程序开发
随着单片机自身开发程度的加深,其在嵌入式系统的建设中得到越来越全面的运用,目前已经不在裸机的环境中实现开发和使用。单片机已经实现一定程度的自动执行,可以对数据进行较强的储存,科学处理和传输数据。单片机具有较强的环境使用能力,可以保障计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理,对外界的物理参数实现高质量的采集,并对其进行逻辑分析和正确的处理。
3.2优化C语言系统程序
C语言有着强大的数据处理能力,可以以简易的方式对编程语言开展编译、处理等工作,有着强大的编程能力。为了使单片机在复杂的计算数据和控制数据的环境中实现正常的使用,提升系统的集成和控制能力,一定要加强C语言在单片机中的运用程度。通过对C语言更深度的开发,可以加大单片机的开发程度和力度,进而拓展单片机使用和运用的范围和领域。
3.3加强对计算机的研发
目前,单片机的制作中使用众多的通信接口,通过接口的连接可以和计算机进行数据的交流和沟通。可以说,单片机通过通信接口可以让通信设备和计算机形成一定的联系,可以使双方进行精准的数据支持,提升设备对数据的使用程度和运用程度。为此,要想对单片机进行深度的开发,应该对计算机进行系统的分析和运用,提升数据连接和传输的质量。
4、结语
单片机是当前计算机发展的一个重要组成部分,随着计算机水平的增长,单片机也呈现高效革新的态势,在电子领域实现高效的运用。突出表现在手机通信中和家庭电器的使用中,提升人们的生活建设质量。同时,单片机使仪表仪器的使用更加智能化,提升医疗器械的诊断正确性。在未来的发展中,可以通过对单片机程序进行开发、优化C语言系统程序以及加强对计算机的研发这3个方面提升单片机在电子领域的运用程度。
参考文献
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摘要: 随着电子科技的飞速发展,尤其是超大规模集成电路的出现,给我国的经济带来了实质性的改变。其中,对于单片机的使用已经在很多领域都有出现,比如说在工业自动化控制房间、在智能仪器仪表方面以及各种家用电器方面,单片机都起到了很大的作用。由于其极高的性能价格比,使其在电子时钟方面的应用也是很常见的。本文通过对普通单片机电子时钟的设计分析,从而达到对单片机进行更深入的学习与设计。
关键词: 单片机;电子时钟;设计分析
时钟就是一个最典型的例子,由于人们的生活速度越来越快,人们的时间观念也在不断增强,生活中处处离不开时钟,时钟对人们可以说是不可或缺的东西。现如今,时钟的样式很功能也越来越多,人们对时钟的精准度要求也越来越高。本文就是针对时钟的精准度来设计一个普通单片机电子时钟。
一、单片机的简单介绍
(一)单片机的定义与分类
单片机是一种集成电路芯片,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、随即存储器、只读存储器等集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。主要分类包括:STC系列单片机、AVR单片机、AT系列单片机等等 。
(二)单片机的应用与发展
目前,随着电子自动化的广泛应用,单片机以其自身的诸多优势已经应用到了各个领域之中,这些领域主要包括智能仪器仪表、计算机网络、机器人控制、工业控制、家电管理等等。由于单片机的优势很有多,在未来的生活中一定会被更多的领域所应用,有很好的发展趋势。
二、单片机电子时钟的设计方案
单片机电子时钟的构成主要由:一个8位CPU;一个片内振荡器及时钟电路;4K字节ROM程序存储器;256字节RAM数据存储器;两个16位定时器/计数器;可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线(四个8位并行I/O端口)和一个可编程全双工串行口组成。
单片机电子时钟的设计主要是对时钟的内部工作和外部显示进行设计,主要的设计方案则分为数字时钟方案和数码管显示方案。通过数字时钟和数码管显示的完美结合使电子时钟的质量得到完善和保证。
(一)数字时钟方案
这部分是单片机电子时钟最主要的设计,也是时钟内部工作部分。在单片机的内部存储器中设置三个分别代表时、分、秒信息的字节。在对内部的存储器进行设置的时候,要根据时钟的运作规律设定,时钟的工作是由内部的定时器和软件结合来实现的。对此设定1秒中断,以此来推动秒针的运动,而当秒针中断的次数达到60次的时候,则将其清零,同时分针的字节开始运行,以此类推,当分钟的中断次数达到60次的时候,时钟的字节开始运行。当时钟的字节达到24的时候,便将时钟的字节清零,以上的操作反复进行,这就是单片机电子时钟关于数字时钟的设计方案。这部分的设计起来比较繁琐,每个步骤都要做到很好的处理,设置时、分、秒的顺序也不能打乱。
(二)数码管显示方案
数码管显示方案主要是对时钟的外部显示进行设计,主要分为静态显示和动态显示两个部分,在电子时钟外部显示中占主导地位的就是动态显示。所谓动态显示就是根据内部设计中的秒针的运行情况,在出现的显示器数字的轮流点亮,每隔一段时间都要点亮一次,这部分要求显示器的扫描必须要有足够快的速度,只有这样,显示出来的字符才不会出现闪烁的效果。同时,秒钟和显示器的运作应该是保持一致的,否则在电子时钟运行的时候,就很容易出现时间上的误差,这种动态显示节省了I/O口,也会降低耗能。
(三)电子时钟的硬件选择
1、单片机的选择,在单片机电子时钟的设计中,通常都会选用AT89c52单片机,配备12MHz晶振,采用上电复位来对电路进行系统复位。
2、显示电路选择,在显示电路的选择上,采用软件译码动态显示。
3、电源选择,采用直流电源供电,电源基本选择在4.5V左右。
4、选择器的选择,通常采用741s04.
三、系统软件设计
对系统软件的设计主要包括软件的设计思想、总体设计以及按键扫描子程序。
(一)软件设计思想
根据人们对电子时钟功能的需求,需要设计出来的电子时钟程序必须具备动态扫描、时钟信号产生以及按键扫描处理等功能。利用单片机来实现电子时钟的这些功能,主要利用的方法就是分时复用,要协调好各个器件的占用时间,这样才能实现单片机电子时钟以上的功能,使电子时钟对人们的需求造成满足。
(二)总体设计
1、系统说明及设计框图
利用普通单片机制作的简易时钟,其主要的工作原理就是运用6个PNP管来分别控制6个LED数码管来完成时钟的运行工作。这里出现的6个数码管主要负责显示小时、分钟以及秒针的十位位置和个位位置,还会设定一个按键用于对时间的调整。
2、模块设计
普通单片机电子时钟的设计主要包括电源部分、复位电路、显示部分、控制部分、位选部分等几个模块。对于电源部分的技术,要从外部引入直流电,电流应该选择4.5V,这样就可谓电子时钟提供电源,使其能够正常运行。
位选电路、复位电路二极管、电解电容部位,在其运行的时候,相应的引脚也会出现不同。在开关按下时引脚RST为高电平1,断开时引脚为低电平0。
(三)按键扫描子程序
普通单片机电子时钟的运行,最好选用按键来切换各种不同的状态,这样不仅简单,容易操作,而且在电子时钟出现状况而需要查询按键信息的时候,电子时钟所具有的按键扫描功能就可以提供以往的按键情况,这种按键程序中还嵌套了按键扫描程序用来处理在不同情况下的电子时钟状态切换。
四、对整体系统进行调试
在单片机电子时钟设计完成之后,要对电子时钟所应用的系统进行简单的测试,仔细分析在测试的过程中所出现的问题,进行问题的统计与分析,从而找到合理、科学的解决方法。使单片机电子时钟更加完善。
(一)系统调试方法
对于单片机电子时钟各个系统的调试,首先要对每个单独的程序进行调试,将出现的问题归纳整理,找到合理的解决方法后,针对出现问题的程序进行系统的调试。确保每个程序都没有问题之后,再进行整体的调试工作。只有这样,才调试的过程中才会使调试工作有理有序的进行。
(二)系统时钟误差分析
时间准确,长时间不容易出现误差是一个时钟被认可的标准之一。对于系统误差,设计者应该及时进行误差的分析和调试工作。
在单片机电子时钟系统中,能够出现误差的地方有很多,比如说晶体频率的误差,定时器溢出误差以及延迟误差等等,设计者要结合不同的误差进行不同的分析,找出其内在的原因,从而拟定出解决的方案,使电子时钟的精准度提高。
(三)软件调试问题及解决
在软件调试的过程中,应该将调试的重点分别放在各个模块上,对这些模块的调试可以采取在线调试和离线调试两种方法,在调试过程中出现的问题要及时分析及时解决。
结语:
随着我国电子技术的迅速发展,单片机的应用也会越来越广泛,对于电子时钟系统的设计一定也会日趋完善,功能也会越来越全面,性能会更加稳定,可以预见,在未来的几年里,单片机的应用也会越来越广泛。更好的造福人们。
参考文献:
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我给你一个题目,如果你写出来了,我保你论文得优秀。因为当年我就是选这个题目得的优秀。刚才我在网上搜了一下,网上还是没有与这个系统相关的论文。 《高考最低录取分数线查询系统》基本思想很简单,现在的高考分数线查询是很繁琐的,需要先把分数查出来,然后根据录取指南再找你的分数能被录取的学校,高考过的都知道,高考报考指南是一本多么厚的书。所以,这个系统的思想就是:你用所有高校近十年的录取分数线建立一个数据库,然后开发一个系统,当你输入查询命令的时候(查询命令可以用1,2,3这三个数来代替,用flog实现;输入1,查询的是符合你所输入的分数以下的所有高校信息;输入2,查询的是符合你所输入分数段之间的所有高校信息;输入3,查询大于你所给的分数线的高校信息。)当然,你可以再加上一些附加的功能。大致思想就这些。 郑州今迈网络部竭诚为你解答,希望我的答案能帮到你!
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应用太广泛了啊,你只能取其中的几个方面来说,比如说在铁路系统或者是车载电话、水位远程检测系统等等。GSM通信在水位远程检测系统中的应用摘 要:介绍一种利用单片机及GsM无线收发模块构成的水位显示及远程检测系统。在系统中,设计一种简易的水位检测方法以测得水位的状况,通过单片机显示系统在水位现场以LED的方式显示出来,并通过与之相连的GSM模块将水位信息以一种无线的方式发送给远程终端,起到检测的作用。关键词:GSM GSl00 串口通信 远程检测 S9C2051引 言 供水系统中的水塔和高位水池等设备由于所处地势高,上下极为不便,有时水即将用完也不知道,造成需用水时却无水可用的情况。此外,在向池中注入水的过程中,由于不知道水位的情况,也就无法控制注水量的多少,这会严重影响正常的工作效率。为此需要对水位进行自动显示、监测和报警。传统的水位检测系统一般通过有线方式与监控中心取得联系,这种方式不但维护起来困难,而且在很大程度上限制了其在时空上的拓展性。采用GSM模块与单片机构成的系统则能够解决以上的问题。通过单片机的并行I/0口可以很方便的实现水位的显示功能。现有的GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游,具有网络能力强的特点,用户无需另外组网,在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。当采用GSM模块时,就可以通过一种无线通信的方式以实现远程终端监控和报警的功能。集群通信系统与GSM通信系统电话互联的实现 概述 系统与通信系统分别属于不同的范畴,有着不同的服务对象和用途,无法相互替代。集群通信系统服务于专网用户,已发展成为一种多用途、高效能、低投入、调度通信与电话通信相结合的先进移动通信系统。与其它移动通信系统相比,集群通信系统信道利用率高,具有更强的快速接入和处理突发事件的能力,在部队、公安、交通、水利、地震等部门得到了广泛应用。GSM通信系统主要服务于公网用户,是目前基于时分多址技术的移动通信体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统,信号覆盖范围广,用户遍及社会各部门各阶层。在由集群通信系统构建的应急移动通信系统中,在某些应用场合,如抢险救灾,因为要涉及众多的部门和人员,保证系统同外界的通信畅通有时甚至比保证系统内部的通信畅通还重要。正如集群通信系统与PSTN电话互联,使得专网通信扩展到了公网有线通信网络一样,集群通信系统与GSM通信系统电话互联,可使得专网通信扩展到公网无线通信网络,从而可充分利用GSM通信系统的技 术优势,大大增强集群通信系统的应急通信能力。 基于上述应用背景,本文对集群通信系统与GSM通信系统的电话互联进行了研究,提出了一种实用的系统电话互联方案,并阐述了具体的软硬件设计过程。GSM网络通信在车载定位系统中的应用 GSM(全球移动通信系统)是ETSI(欧洲无线电通信标准委员会)制定的欧洲蜂窝移动通信标准。GSM最重要的业务是语音通信,语音被数字编码并作为数据流,以电路交换的模式被GSM网络传输。但是它使用的电路交换信道在空气界面上允许的最大传输率为14.4kbit/s,因此GSM受到限制。GPRS是在GSM标准基础上基于分组交换技术的主要发展,它提供给无线用户高得多的传输速率以满足爆炸性的数据传输的需要。在理论上GPRS用户可以同时使用几个时隙(分组数据信道)以达到最高为170kbit/s的传输速率。由于信道仅仅在数据包被传送或接收时被分配给用户,这使得基于流量收费成为可能。大量的数据业务使得在用户间有效平衡网络资源,因为业务供应商可以使用传输时隙用于其他用户活动。通用分组无线业务(GPRS),作为移动电话标准GSM的数据延伸,正被看作是第一种真正的分组转换结构,它使得移动用户能够从高速传输数率中得益,而且可以通过他们的移动终端完成各种数据业务应用。GPRS业务被划分为类:PTP(点对点)和PTM(点对多点)业务。全球定位系统(GPS)是美国国防部经20多年的试验研究,耗资100多亿美元,于1993年12月正式全面投入运行的新一代星际无线电导航系统。它的出现和发展已带动起一个潜力巨大、竞争日趋激烈的新兴市场,据最新统计数字表明,目前GPS的全球用户逾400万,相关产品和服务市场正在迅速扩大,GPS已发展成为一个重要的产业。随着汽车工业的发展和交通管理的智能化,车辆GPS导航定位将成为全球卫星定位系统应用的最大潜力市场之一。就我国国情来说,车辆GPS导航定位在专用车辆调度监控、公交车智能管理、出租车运营管理等领域具有广阔的市场前景。通信分系统是车辆GPS导航定位的关键分系统之一。过去,通信分系统通过无线电台等相关方式来实现,存在频率资源紧张、覆盖范围小等问题。
毕业设计(论文)题目:基于51单片机的水位检测 专业:电子测量技术与仪器 班级: 10251 学号: 12 姓名: 黄小桂 指导老师: 周俊 成都工业学院二〇一三年五月摘 要设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能,实现超高、低警戒水位报警,超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图,给出相应的软件设计流程图和汇编程序,并用Proteus软件仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测控制功能,可移植性和扩展性强。水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前,控制水塔水位方法较多,其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行,使水塔内水位保持恒定,以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。首先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证水位正常。因此,这里给出以intel公司的80C31单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计,实现水位的检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在proteus软件环境下实际仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测控制功能,可移植性和扩展性强。关键词:单片机 水位检测 控制系统 仿真AbstractBased on the design of a single-chip microcomputer control system of water tower water level detection.This system can realize the water level detection,motor fault detection,processing and alarm functions,and realize the high,low water level warning alarm,high warning level processing.The interface circuit schematic diagram,the corresponding software design flow chart and assembler,and simulation with Proteus software. The experimental results show that,the system has good detection and control functions,portability and scalability. The main problem is water tower water tower water should always be kept within a certain range, to avoid "empty tower", "overflow" tower phenomenon. At present, there are many control towers water level method, which is commonly used is controlled by a single chip microcomputer to realize the automatic operation, the water level in the water tower is kept constant, so as to ensure the continuous normal water supply. The actual water supply process to ensure that the water level in the allowed range of floating, should adopt voltage control level. First through the real-time detection of voltage, measure the water level changes, so as to control the motor, to ensure the normal water level. Therefore, the detection and control system simulation of water tower water level given by Intel company 80C31 microcontroller as the core device design, to achieve the level of detection and control, motor fault detection, processing and alarm functions, and in the Proteus Software Environment simulation. The experimental results show that, the system has good detection and control functions, portability and scalability. Key Words: MCU The water level detection control system simulation 目录摘 要IIAbstractIII目录IV第1章 基础知识11.1 单片机系统综述11.1.1 单片机的概念11.1.2 MCS-51 8031介绍11.2 MCS-51 8031单片机内部结构及引脚21.2.1 MCS-51 8031单片机内部结构21.2.2、MCS-51 8031单片机外部引脚41.3 锁存器74LS373简介51.3.1 74LS373真值表5第2章 设计简介72.1 设计方案的选择 7 2.1.1 简单的机械式控制方式 7 2.1.2 复杂控制器控制方式 7 2.1.3 通过水位变化上下限的控制方式 72.2设计说明82.3 系统硬件设计82.3.1水塔水位控制原理82.3.2 硬件设计92.4 软件设计122.4.1设计思路描述122.4.2 设计程序流程图132.4.3 主程序132.5.2软件的功能特点152.6 对四种不同状态的仿真如下17第3章 设计结论与前景223.1 设计结论223.2 设计前景22参考文献23第1章 基础知识1.1 单片机系统综述1.1.1 单片机的概念电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大(超大)规模集成电路共四个阶段,即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物,因此它属于第四代计算机,而单片机则是微型计算机的一个分支。从1971年微型计算机问世以来,由于实际应用的需要,微型计算机向着两个不同的方向发展:一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展;而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。1.1.2 MCS-51 8031介绍80C31单片机,它是8位高性能单片机。属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,标准MCS-51单片机的体系结构和指令系统。 80C31内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。但80C31片内并无程序存储器,需外接ROM。 此外,80C31还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。80C31有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。1.2 MCS-51 8031单片机内部结构及引脚1.2.1 MCS-51 8031单片机内部结构①中央处理单元(8位) 数据处理、测试位,置位,复位 位操作 ②只读存储器(4KB或8KB) 永久性存储应用程序,掩模ROM、EPROM、EEPROM ③随机存取内存(128B、128B SFR) 在程序运行时存储工作变量和资料 ④并行输入/输出口(I / O)(32条) 作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片 ⑤串行输入/输出口(2条) 串行通信、扩展I / O接口芯片 ⑥定时/计数器(16位、加1计数) 计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求,与CPU之间独立工作 ⑦时钟电路 内振、外振⑧中断系统 五源中断、2级优先结构特点: MCS-51系列单片机为哈佛结构(而非普林斯顿结构) 1)内ROM:4KB 2)内RAM:128B 3)外ROM:64KB 4)外RAM:64KB 5)I / O线: 32根(4埠,每埠8根) 6)定时/计数器:2个16位可编程定时/计数器 7)串行口:全双工,2 根 8)寄存器区:工作寄存器区、在内128B RAM中,分4个区,9)中断源:5源中断,2级优先 10)堆栈:最深128B 11)布尔处理机:位处理机,某位单独处理 12)指令系统:五大类,111条1.2.2、MCS-51 8031单片机外部引脚1)、主电源引脚 Vss 、 Vcc 2)、外接晶振引脚 XTAL1 、 XTAL2 3)、控制或复位引脚 RST / VPD 两个机器周期高电平,单片机复位。 P0 ~ P3 口:输出高电平 SP: 07H SFR、PC:清0 不影响内RAM状态,机器从0地址开始执行。 ALE / PROG:地址锁存控制端 提供1/6 fosc振荡频率,输入编程脉冲EPROM PSEN:外部程序内存的读选通信号端。 EA / VPP:EA = 1 ,访问内部程序内存 当PC值超过内ROM范围(0FFFH)时,自动转执行外部内存的程序 EA = 0 , 只访问外部程序内存。 对8751机,可施加21V编程电源(Vpp) 4)、输入/输出引脚 P0 ~ P3:四个I / O口,每口8线,共同32线。1.3 锁存器74LS373简介74ls373是常用的地址锁存器芯片,它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器,在单片机系统中为了扩展外部存储器,通常需要一块74ls373芯片.本文将介绍74ls373的工作原理,引脚图(管脚图),内结构图、主要参数及在单片机系统中的典型应用电路。 1.3.1 74LS373真值表由于8051单片机的P0口是分时复用的,因此在进行程序存储器扩展时,需要使用地址锁存器将地址信号从地址/数据总线中分离出来。单片机系统中常用的地址锁存器芯片74LS373以及coms的74hc373。是带三态缓冲输出的8D触发器。第2章 设计简介2.1 设计方案的选择 对于水位进行控制的设计方式有很多,而应用较多的主要有3种,三种方式的实现如下: 2.1.1 简单的机械式控制方式 其常用形式有浮标式、电极式等,这种控制形式的优点是结构简单,成本低廉。存在的问题是精度不高,不能进行数值显示,另外很容易引起误动作,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。 2.1.2 复杂控制器控制方式 这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器,把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号,经过前置放大、多路切换、A/D变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定参量的比较,进行PID运算,得出调节参量;经由D/A变换给调压/变频调速装置输入给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速,以达到控制水塔水位的目的。 2.1.3 通过水位变化上下限的控制方式 这种控制方式通过在水塔的不同高度固定的不动的3根金属棒ABC,以感知水位的变化情况。其中,A棒处于下限水位,C棒处于上限水位,B棒处于上、下限水位之间。A棒接+5v电源,B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。 针对上述3中控制方式,以及设计需达到的性能要求,这里选择第三种控制方式。最终形成的方案是,利用单片机为核心,设计一个对供水箱水位进行监控的系统。当水塔水位下降至下限水位时,启动水泵;水塔水位上升至上限水位时,关闭水泵;水塔水位在上、下限水位之间时,水泵保持原状态;供水系统出现故障时,自动报警;故障解除时,水泵恢复正常工作。2.2设计说明本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。在此水塔水位控制系统中,检测信号来自插入水中的3个金属棒,以感知水位变化情况。工作正常情况下,应保持水位在某一范围内,当水位变化发生故障的时候,及时关断电机电源,发出声、光报警信号。(1)完成单片机硬件的设计,包括:CPU、存储器(外扩ROM、RAM)、输入/输出接口(外扩并行I/O口)以及总线连接部分(附控制电路原理图)。(2)完成控制软件的设计(附控制软件清单)。2.3 系统硬件设计2.3.1水塔水位控制原理单片机水塔水位控制原理图1所示,图中的A、B表示允许水位变化的上、下限位置。由于题目中所要求的金属导体在长时间置于水和空气中会被氧化,因此导电性会下降,这样会影响系统的正常工作,所以本设计需要改动部分控制硬件,上部两个导体分别用浮子开关代替,第三个不需要置于水中,而将它直接接地然后串入电阻接入电路中。在正常情况下,水位应控制在上下限的范围之内。为此,在水塔内的不同高度处,安装固定不变的两个浮子开关A、B,利用杠杆原理, A浮子控制开关A,B浮子控制开关B,受到浮力时开关打开,A靠近水塔上部,B靠近水池底部,A、B之间足够距离,要保证有足够大的流水量。水塔由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动,随着供水,水位不断上升,当水位上升到上限水位时,由于水的浮力作用,使浮子开关A,B均断开。因此b、c两端的电压都为+5 V即为“1”状态.此时应停止电机和水泵工作,不再向水塔注水;当水位处于上、下限之间时,B开关断开和A开关闭合, b端为“1”状态,c端为“0”状态。此时电机保持原来的运行状态,使水位上升或下降,当水位处于下限位置以下时,A,B开关都断开,b、c均为“0”状态,此时应启动电机转动,带动水泵给水塔注水。当开关A断开B闭合(这种状态在正常情况下不会出现,因此必有一浮子出现故障)停止电机运转,报警器打开。图1所示水塔浮子的控制原理。图1 水塔水位浮子开关控制原理图2.3.2 硬件设计 (1)电路设计水塔水位控制系统主要由CPU(80C31)、水位检测接口电路、报警接口电路、存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成,图2为系统硬件电路。图2 系统硬件电路(2) 选用的设备列表如表1所示: 表1 元件列表单片机8031芯片 一片锁存器74LS373,27327406,74LS04各一件电动机 一台浮子开关 两件发光二极管,二极管1N914 各一个电容5p和20p,晶振电容 各一件直流电源 5V,电机电源电压电阻 三个导线 若干(3)水位检测接口电路为了便于实现水位检测功能,用一个两位的浮子开关A,B模拟P1.1和P1.0端的状态(0、1),浮子开关另一端接地,每个负电极分别通过4.7 k的电阻(R1,R2)接+5V电源。将单片机的P1.0端口接开关B,P1.1端口接开关A。假设被水淹没的负电极都为高电平,此时开关置1;露在水面的负电极都为低电平,开关此时置为0。单片机通过负电极重复采集检测水位,当缺水时(此时两个开关均置0),电机必须带动水泵抽水;若水位在正常范围内时,检测信号为高,低电平(此时开关B置1,开关A置0);当水位过高时,检测信号为高电平(此时开关A和B都置1),单片机检测到P1.0和P1.1为高电平后,立即停机。(4)报警接口电路 为了避免系统发生故障时,水位失去控制造成严重后果,在超出、低于警戒界水位时,报警信号直接从高、低警界水位电极获得。单片机P1.3端口为启动电机命令输出端口,P1.3=0为低电平,经过非门和驱动器7406后与电机的另一端接地导通,启动电机工作;P1.3=l为高电平,反之,电机停止工作。电机故障报警由单片机控制,电机故障报警信号由P1.3输人。当P1.3为高电平时蜂鸣器报警。水位超过高警戒水位,单片机控制系统使电机停止转动,向水塔内供水工作也停止。(5)存储器扩展接口电路 为了便于系统扩展,存放大容量应用程序,系统设计扩展一片程序存储器,用于存放源程序代码。74LS373用于锁存地址,单片机的P0.0~P0.7通过复用方式分别接锁存器74LS373的DO~D7和存储器2732的D0~D7端,地址锁存信号线ALE接锁存器的OE端,通过软件设置实现地址和数据信息的传输,锁存器的输出端Q0~Q7与存储器地址线A0~A7相连,剩余的3根地址线A8~A11接P2.0~P2.2.单片机选通引脚接存储器OE端,因只扩展一片存储器,片选端CE接地。(6) 各设备的地址分配各元件所接端口以及对应地址如表2 所示1 2 3 4P1口 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3元件 开关B 开关A 电动机 报警等地址 90H 91H 92H 93H表22.4 软件设计2.4.1设计思路描述当水塔水位处于上、下限之间时,P1.0=l,P1.1=0,此时无论电机是在带动水泵给水塔供水使水位不断上升还是电机没有工作使水位不断下降,都应继续维持原有工作状态;当水位低于下限时,P1.0=0,P1.1=0,此时启动电机转动,带动水泵给水塔供水。水位检测信号与输出控制操作关系如表3所示: 表3 水位检测信号与输出控制操作表 P1.1 (A) P1.0 (B) 运行状态 0 0 电机运转0 1 维持电机运行状态1 1 电机停转1 0 故障报警2.6 对四种不同状态的仿真如下(1) 当A,B两开关都闭合,即水位未到达开关B时,电机运转,如图4所示:图4(2)当A开关闭合,B开关断开,即水位适中,电机维持原状,如图5所示:图5(3)当两开关都断开即水位超过了上线时,电机停转。如图6所示:图6(4)当A断开B闭合即浮子开关出现故障,电机停转且系统报警。如图7所示:图7
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摘要本设计的温度测量计加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件,外加温度采集电路、键盘显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DSI8B20,及行列式键盘和动态显示的方式,以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制,以使达到用户需要的温度,并使其恒定再这一温度。人性化的行列式键盘设计使设置温度简单快速,两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在模糊控制理论控制上的控制算法,是控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硬件设计的合理规划,发挥单片机自身集成众多系统及功能单元的优势,再不减少功能的前提下有效的降低了硬件的成本,系统操控更简便。实验证明该温控系统能达到0.2℃的静态误差,0.45℃的控制精度,以及只有0.83%的超调量,因本设计具有很高的可靠性和稳定性。关键词:单片机 恒温控制 模糊控制引言温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。 采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。MSP430系列单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点,应用在温度测量与控制方面,控制简单方便,测量范围广,精度较高。温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后,将电压信号放大到单片机可以处理的范围内,经过低通滤波,滤掉干扰信号送入单片机。在单片机中对信号进行采样,为进一步提高测量精度,采样后对信号再进行数字滤波。单片机将检测到的温度信息与设定值进行比较,如果不相符,数字调节程序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制量,触发程序根据控制量控制执行单元。如果检测值高于设定值,则启动制冷系统,降低环境温度;如果检测值低于设定值,则启动加热系统,提高环境温度,达到控制温度的目的。图形点阵式液晶可显示用户自定义的任意符号和图形,并可卷动显示,它作为便携式单片机系统人机交互界面的重要组成部分被广泛应用于实时检测和显示的仪器仪表中。支持汉字显示的图形点阵液晶在现代单片机应用系统中是一种十分常用的显示设备,汉字BP机、手机上的显示屏就是图形点阵液晶。它与行列式小键盘组成了现代单片机应用系统中最常用的人机交互界面。本文设计了一种基于MSP430单片机的温度测量和控制装置,能对环境温度进行测量,并能根据温度给定值给出调节量,控制执行机构,实现调节环境温度的目的。━、硬件设计1:MSP430系列单片机简介及选型单片机即微控制器,自其开发以来,取得了飞速的发展。单片机控制系统在工业、交通、医疗等领域的应用越来越广泛,在单片机未开发之前,电子产品只能由复杂的模拟电路来实现,不仅体积大,成本高,长期使用后元件老化,控制精度大大降低,单片机开发以后,控制系统变为智能化了,只需要在单片机外围接一点简单的接口电路,核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品体积变小了,成本也降低了,长期使用也不会担心精度达不到了。特别是嵌入式技术的发展,必将为单片机的发展提供更广阔的发展空间,近年来,由于超低功耗技术的开发,又出现了低功耗单片机,如MSP430系列、ZK系列等,其中的MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)的一种16位超低功耗单片机,该单片机
热电致冷器件特别适合于小热量和受空间限制的温控领域。改变加在器件上的直流电的极性即可变致冷为加热,而吸热或放热率则正比于所加直流电流的大小。Pe1tier 温控器的设定温度可以在一个较宽的范围内任意选择,可选择低于或高于环境温度。在本系统中我们选用了天津蓝天高科电源有限公司生产的半导体致冷器件 TES1-12739,其最大温差电压 14.7V,最大温差电流3.9A最大致冷功率33.7W。1.5 其它部分系统采用Samsung(三星)公司生产的真空荧光数码显示屏 VFD用来实时显示当前温度,以观察控制效果。键盘和串行通信接口用来设定控制温度和调整PID参数。系统电路原理图如图3所示。2 系统软件设计系统开始工作时,首先由单片机控制软件发出温度读取指令,通过数字温度传感器 DS18B20 采样被控对象的当前温度值T1并送显示屏实时显示。然后,将该温度测量值与设定值T比较,其差值送 PID控制器。PID 控制器处理后输出一定数值的控制量,经DA 转换为模拟电压量,该电压信号再经大电流驱动电路,提高电流驱动能力后加载到半导体致冷器件上,对温控对象进行加热或制冷。加热或制冷取决于致冷器上所加电压的正负,若温控对象当前温度测量值与设定值差值为正,则输出负电压信号,致冷器上加载负电压温控对象温度降低;反之,致冷器上加载正向电压,温控对象温度升高。上述过程:温度采样-计算温差-PID调节-信号放大输出周而复始,最后将温控对象的温度控制在设定值附近上下波动,随着循环次数的增加,波动幅度会逐渐减小到某一很小的量,直至达到控制要求。为了加快控制,在进入PID控制前加入了一段温差判断程序。当温度差值大于设定阈值Δt时,系统进行全功率加热或制冷,直到温差小于Δt才进入PID控制环节。图4为系统工作主程序的软件流程图.3 结论本文设计的基于单片机数字PID控制的精密温度控制系统,在实际应用中取得了良好的控制效果,温度控制精度达到±0.1℃。经48小时连续运行考验,系统工作稳定,有效地降低了辐亮度标准探测器的温度系数,使辐亮度标准探测器在温度变化较大的环境中也能保持其高精度,为实现基于探测器的高精度辐射定标的广泛应用奠定了基础。本文作者创新点:在原来基于PC的PID温控系统的基础上,设计了由单片机、数字式温传感器DS18B20和半导体致冷器组成的精密温度控制系统。该温控系统的应用为高精度光辐射测量仪器-辐亮度标准探测器的小型化、智能化提供了有利条件。
用DS18B20做的电子温度计,非常简单。#include