多台设备自动循环控制系统设计.doc

目 录 1.课题目的和意义 1 2.方案的论证 2 2.1设计任务 2 2.2设计要求 2 2.3创新部分 2 2.4各部分元器件选用方案论证 2 2.4.1单片机的选用 2 2.4.2显示元器件的选用 2 2.4.3限流电阻的选用 3 2.4.4电源模块的选用 3 2.4.5其他元器件的选用 3 3.系统硬件设计 3 3.1总体设计 3 3.2单片机最小系统 4 3.3中断控制模块 5 3.4设备模块 5 3.5显示模块 6 3.6整体电路 6 4.系统软件设计 7 4.1主程序流程图及程序 7 4.2中断子程序流程图及程序 9 5.软硬件联调 10 5.1软硬件调试中出现的问题及解决措施 10 5.2实物图 11 5.3运行结果 11 结束语 12 参考文献 13 附录 13 附录一：多台设备自动循环控制系统设计电路原理图（图 附录-1） 13 附录二：多台设备自动循环控制系统设计PCB图（图 附录-2、附录-3） 14 附录三：Proteus仿真效果图（图 附录-4） 14 附录四：多台设备自动循环控制系统设计C语言程序清单 14 附录五：多台设备自动循环控制系统设计元器件目录表 17 1.课题目的和意义 本课题为“多台设备自动循环控制”，旨在用发光二极管模拟工业现场多台设备，通过编程控制8052系列单片机，从而使这些设备按照要求循环运行。 从方案的提出到方案的论证到软件仿真、制作实物进行软硬件联调，再到制作印制电路板实现批量生产，通过为期2周的实训，电气专业08级大学生以小组讨论形式进行相关课题的研究、拓展，从而培养了团队意识、创新意识，增强动手能力和工程实践能力。每一位成员均在实训中加强了对单片机的理解和掌握，使所学知识更加牢固，并形成体系。 2.方案的论证 2.1设计任务 用单片机控制多台设备，使设备自动循环运行。 2.2设计要求 ◎以8只发光二极管代替8台设备，接在P1口上。 ◎P3.0和P3.2为控制口，其外部分别与一只按钮连接，通过对按钮的控制从而控制8只发光二极管的亮灭情况。 ◎没有按钮按下时，8台设备全部运行，P3.0按钮按下时8只发光二极管以0、1、2、3、4、5、6、7、5、3、1、7、5、3、1、7为一个过程开始循环运行，当P3.2按钮按下时8只发光二极管全部点亮。 2.3创新部分 用一只8段LED数码管同步显示正在运行的设备的编号，便于工作人员进行过程记录。 2.4各部分元器件选用方案论证 2.4.1单片机的选用 本课题由于要求使用8052系列单片机，故在该系列中选择。 市场上现使用较多的52系列单片机有Atmel公司生产的AT89C52、AT89S52，以及STC公司生产的STC89C52、STC89S52，对比两家公司的产品可知，STC公司的产品可多次擦写，一个机械周期只要6个时钟周期，且支持USB在线读写，处理速度优于Atmel公司生产的产品。所以对比后选择使用STC89C52单片机芯片。 2.4.2显示元器件的选用 通过学习和调研市场行情，我们可以发现，能够用来做显示器使用的有8段数码管、液晶显示屏以及点阵模块等。这其中第一种成本低廉、使用方便、显示明亮，适合显示位数少、线路不复杂的电路；第二种价格较高，引线较多，不但可以显示数字还能显示文字，可显示范围广，一般多用于需要显示文字或字母的电路；第三种不适合做静态显示。 由于本课题只需要控制8台设备，位数少且用数码管显示方便，故我们的显示元器件选用8段LED数码管。 2.4.3限流电阻的选用 由于本课题要求在P1口控制8只LED发光二极管，故需要选用限流电阻来限制流过发光二极管的电流，若选用电阻过小，则二极管容易因过流而烧掉，若选用电阻过大，则二极管容易因电流过小而发光暗淡，所以选用电阻不能太大或太小。查阅发光二极管各项参数后发现，发光二极管正常发光时电流约为10mA，发光二极管导通电阻很小可忽略不计，则根据公式R=(E-U)/I-R0可算出，限流电阻阻值在500Ω左右。 故选用阻值为500Ω的电阻。 2.4.4电源模块的选用 要想使单片机正常运行，可靠、稳定的电源必不可少，在以往的电子设计中，我们一般制作5V电源，这样做的目的是通过变压器变压，将民用220V电直接转为5V电供单片机使用，在没有电脑USB时可以直接找一个插座接上便可使用。但缺点是制作成本较高，且体积较大，烧录程序时还需要另配烧录器。 由于我们在课程设计过程中时刻都要使用笔记本电脑，且程序需要在线烧写，故我们购买了USB烧录器，既可以在线烧写程序也可以当作电源使用，方便快捷。 2.4.5其他元器件的选用 在确定了单片机芯片、8段LED数码管、限流电阻、电源模块后，我们还确定选用8只直径5mm的LED发光二极管、3只按钮、排针、排阻、导线若干以及用于单片机最小系统的电