小區(qū)自動(dòng)售水機(jī)設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)報(bào)告(已修改)
2025-01-30 21:40 本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 小區(qū)自動(dòng)售水機(jī)設(shè)計(jì) 課 程 名 稱(chēng) 單片機(jī)原理及應(yīng)用 院 部 名 稱(chēng) 智能科學(xué)與控制工程 專(zhuān) 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 12自動(dòng)化一 學(xué) 生 姓 名 劉登 吳寶山 學(xué) 號(hào) 1204105053,55 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) C105 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) 1周 指 導(dǎo) 教 師 趙國(guó)樹(shù) 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制目錄1 設(shè)計(jì)目的與要求 設(shè)計(jì)的目的 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求2 總體設(shè)計(jì)方案3 硬件電路設(shè)計(jì)及原理分析 系統(tǒng)整體電路圖 單片機(jī)的工作原理 數(shù)碼管的工作原理 AD轉(zhuǎn)換器的工作原理 按鍵的工作原理4 軟件部分設(shè)計(jì) 數(shù)碼管程序 AD轉(zhuǎn)換的程序 子程序5 設(shè)計(jì)結(jié)果與心得6參考資料7附件(原理圖紙及圖片)1 設(shè)計(jì)目的與要求1. 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，主要達(dá)到以下目的：（1）使學(xué)生增進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解；（2）使學(xué)生掌握單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口、A/D、D/A、串行口通訊等；（3） 使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程、方法及實(shí)現(xiàn)，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。 題目：小區(qū)自動(dòng)售水機(jī)設(shè)計(jì) 要求：設(shè)定按鍵S7為出水控制按鍵，當(dāng)S7按下后，售水機(jī)持續(xù)出水（繼電器接通，指示燈L10點(diǎn)亮）。設(shè)定按鍵S6為停水控制按鍵，當(dāng)S6按下后，停止出水（繼電器斷開(kāi)，指示燈L10熄滅）。通過(guò)4位數(shù)碼管DS1顯示費(fèi)率，單位為元/升，保留2位有效數(shù)字；通過(guò)4位數(shù)碼管DS2顯示當(dāng)前出水量（出水時(shí)，單位為升）和總價(jià)（停止時(shí)，單位為元）：按下出水鍵S7后，清除數(shù)碼管DS2顯示數(shù)據(jù)，數(shù)碼管DS2實(shí)時(shí)顯示出水量，保留2位有效數(shù)字），在出水狀態(tài)下，再次按下S7，不會(huì)影響出水狀態(tài)，直到按下停止鍵S6為止；按下停止出水鍵S6后，數(shù)碼管DS2顯示總價(jià)（保留2位有效數(shù)字）。例：當(dāng)S7按下后，數(shù)碼管示意圖如圖2所示：當(dāng)S6按下后，數(shù)碼管示意圖如圖3所示：通過(guò)光敏電阻RD1和AD轉(zhuǎn)換芯片PCF8591組成的亮度檢測(cè)電路（亮度值轉(zhuǎn)換為PCF8591通道1的電壓）檢測(cè)環(huán)境亮度；，L1燈點(diǎn)亮。2 總體設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)CT107D基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)定按鍵S7為出水控制按鍵，當(dāng)S7按下后，售水機(jī)持續(xù)出水（繼電器接通，指示燈L10點(diǎn)亮）。設(shè)定按鍵S6為停水控制按鍵，當(dāng)S6按下后，停止出水（繼電器斷開(kāi)，指示燈L10熄滅）。通過(guò)4位數(shù)碼管DS1顯示費(fèi)率，單位為元/升，保留2位有效數(shù)字；通過(guò)4位數(shù)碼管DS2顯示當(dāng)前出水量（出水時(shí)，單位為升）和總價(jià)（停止時(shí)，單位為元）：按下出水鍵S7后，清除數(shù)碼管DS2顯示數(shù)據(jù)，數(shù)碼管DS2實(shí)時(shí)顯示出水量，保留2位有效數(shù)字），在出水狀態(tài)下，再次按下S7，不會(huì)影響出水狀態(tài)，直到按下停止鍵S6為止；按下停止出水鍵S6后，數(shù)碼管DS2顯示總價(jià)（保留2位有效數(shù)字）。通過(guò)光敏電阻RD1和AD轉(zhuǎn)換芯片PCF8591組成的亮度檢測(cè)電路（亮度值轉(zhuǎn)換為PCF8591通道1的電壓）檢測(cè)環(huán)境亮度；，L1燈點(diǎn)亮。系統(tǒng)整體框圖如下：圖4 系統(tǒng)總體框圖3 硬件電路設(shè)計(jì)及原理分析 系統(tǒng)整體電路圖圖5 整體電路圖該系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊組成。因P0口所連接的設(shè)備較多（數(shù)碼管，LED，繼電器，蜂鳴器等），采用38譯碼器和鎖存器進(jìn)行對(duì)P0端口進(jìn)行了擴(kuò)展，單片機(jī)選取12M晶振。 單片機(jī)的工作原理STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。該單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。其引腳圖如下：圖6 單片機(jī)引腳圖引腳說(shuō)明：VCC（40 引腳）：電源電壓 VS S（20 引腳）：接地 P0 端口（～ ，39～32 引腳） ：P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫(xiě)入 每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 寫(xiě)入“1”時(shí)，可 以作為高阻抗輸入。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) 在訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn) 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)。此時(shí)，P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在 Flash ROM 編 在 程時(shí)，P0 端口接收指令字節(jié) 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié) 則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 端口（～，1～8 引腳） ：P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端 口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電 流（ ） 。 此外， 和 還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（） 和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（） ，在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1 接收低 8 位地址。 P2 端口（～，21～28 引腳） ：P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙 向 I/O 端口。P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。 對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì) 輸出一個(gè)電流I 。 在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 送出高 8 位地址。在訪(fǎng)問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專(zhuān)用寄存器（SFR）區(qū) 中的 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 端口（～，10～17 引腳） ：P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電
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