【正文】 寶甫、孫晨等編著,單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例集,北京:北京航空航天大學(xué)出版 ,1998.附錄$NOMOD51 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)21$include () CLK EQU 。最后終于得出了實(shí)驗(yàn)程序和結(jié)果。致謝：通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，我深刻認(rèn)識(shí)到自己在理論與實(shí)際動(dòng)手方面結(jié)合的不足之處，對(duì)單片機(jī)了解和認(rèn)識(shí)的程度不高。這次課程設(shè)計(jì)讓我的實(shí)際動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉讓我解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到了大大的提高并對(duì)本專業(yè)的課程布滿了濃厚的興趣及對(duì)以后的學(xué)習(xí)充滿了信心；決定在以后的學(xué)習(xí)生活中加強(qiáng)練習(xí)端正心態(tài)迎接新的挑戰(zhàn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正弄明白，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。4 軟件電路設(shè)計(jì) 主程序流程圖設(shè)計(jì)山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)13單片機(jī)初始化讀取 E2PROM 24C16 存儲(chǔ)值利用定時(shí)器 T0 設(shè)置中斷讀取 P2 口狀態(tài)開(kāi)始調(diào)用顯示用戶及相應(yīng)電能子程序向 E2PROM 中寫(xiě)脈沖數(shù)循環(huán)結(jié)束圖 主程序流程圖設(shè)計(jì) 顯示用戶及相應(yīng)電能子程序框圖山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)14開(kāi)始結(jié)束調(diào)用查詢鍵盤(pán)程序處理脈沖數(shù)據(jù)調(diào)用顯示程序顯示，并延時(shí)一秒八戶是否顯示完否是圖 顯示用戶及相應(yīng)電能子程序框圖 讀 24C16 子程序框圖山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)15開(kāi)始發(fā)送起始地址送寫(xiě)控制字向 24C16 送入一個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)發(fā)送字節(jié)地址結(jié)束寫(xiě)失敗否是將字節(jié)地址送入 24C16重新發(fā)起始條件將 24C16 里的數(shù)據(jù)讀出發(fā)控制字應(yīng)答則傳送讀最后一個(gè)數(shù)據(jù)前發(fā)非應(yīng)答信號(hào)發(fā)終止條件圖 讀 24C16 子程序框圖山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)16 寫(xiě) 24C16 子程序流程圖開(kāi)始發(fā)送起始地址送寫(xiě)控制字向 24C16 送入一個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)發(fā)送字節(jié)地址結(jié)束寫(xiě)失敗否是將字節(jié)地址送到 24C16寫(xiě)數(shù)據(jù)到 24C16 并發(fā)應(yīng)答信號(hào)發(fā)數(shù)據(jù)否是8 個(gè)字節(jié)發(fā)送完否數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤 是 寫(xiě) 24C16 子程序流程圖 查詢鍵盤(pán)流程圖山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)17將鍵盤(pán)狀態(tài)存入 74HC165讀出一個(gè)鍵盤(pán)狀態(tài)鍵盤(pán)是否按下對(duì)相應(yīng)用戶進(jìn)行清零鍵盤(pán)狀態(tài)是否已全部移出結(jié)束是是否開(kāi)始圖 查詢鍵盤(pán)流程圖 中斷子程序流程圖山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)18開(kāi)始將新的脈沖狀態(tài)存入 20H 單元新舊脈沖狀態(tài)進(jìn)行比較是否有脈沖來(lái)相應(yīng)用戶的脈沖個(gè)數(shù)加一是否結(jié)束 中斷子程序流程圖5 結(jié)束語(yǔ)兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，從中我學(xué)到了很多東西且感悟良多體會(huì)到了山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)19課本聯(lián)系實(shí)際、設(shè)計(jì)思想、實(shí)際動(dòng)手能力都有所提高。設(shè)計(jì)參數(shù)如下基準(zhǔn)電壓： 220V177。比如,取允許的最大值的一半。表 　f14 等選擇表　　表 第 7 列是與兩個(gè)通道都輸入最大電壓所對(duì)應(yīng)的最高輸出頻率(Hz)。高通濾波器接入或斷開(kāi)造成的相移,由相位校正電路校正,使電壓通道和電流通道的相位匹配。邏輯高,HPF 使能。電流通道的 PGA 的增益受管腳GG0 控制。此信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾除其中的交流分量,提取出負(fù)載消耗的瞬時(shí)有功功率。乘法器的另一路輸入是由電壓通道 ADC 轉(zhuǎn)換而來(lái)的、與被測(cè)電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。被測(cè)電流經(jīng)可編程增益放大器(PGA)放大后接電流通道的 ADC,并由此 ADC 轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。AD7755 內(nèi)部的相位校正電路、高通濾波器、乘法器、低通濾波器、數(shù)字 頻率轉(zhuǎn)換器等都為數(shù)字電路。它由模擬電路(模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、基準(zhǔn)電路與電源電壓監(jiān)測(cè)電路)和數(shù)字信號(hào)處理電路兩部分組成。時(shí)變?yōu)檫壿嫺?。8%)V,可接外部基準(zhǔn)源；P11 AGND,模擬電路參考地。470mV；P7P8 V2NV2P,通道 2(電壓通道)模擬輸入,最大差動(dòng)輸入電壓為177。5%)V ；P2AC/DC, 高通濾波選擇腳,邏輯高,高通濾濾器使能；P3 AVDD,模擬電路電源,5(177。 AD7755 在電子電能表中的連接如圖 1 所示。它的技術(shù)指標(biāo)滿足 GB/T172151998 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)確度等要求。220V~5V 轉(zhuǎn)換電路中，相關(guān)參數(shù)如下：C1=330uf，為濾波電容；C2= ，用于抵消輸入線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)9以防止電路產(chǎn)生自激震蕩；C3=1uf，用于消除輸出電壓中的高頻噪聲。 電源參數(shù)220V~5V 的共兩套，一套給 AD7755，另一套給顯示模塊和 5V~ 電源。此外，C8051F360 功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其余端口與本設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)，故其分配情況不再詳述。 和 分配給 LED 顯示部分作為時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)輸入?？紤]抗電磁干擾,除原有的濾波電路外,原理圖電流輸入通道中增加了 ZZ4 鐵氧體,電源電路部分增加了由 Z1 鐵氧體、C16 電容和 MOV1 金屬氧化物壓敏電阻組成的濾波網(wǎng)絡(luò)等。VDD 再經(jīng) R22(10Ω)、C10(100nF)和 C11 (220μF) 濾波,接 AD7755 的模擬電路電源管腳 AVDD。AD7755 的供電電壓由電容分壓器分壓、二極管整流、RC 濾波和 7805 IC 穩(wěn)壓產(chǎn)生。考慮到分流器存在寄生電感,較大時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)镽15+R16=660kΩ,大于大于 R4(1kΩ),因此,即使 R5~R14 全部短接,這條支路的3dB 頻率仍由 R4 和 C4 的值決定?？紤]到選用的分流器和基準(zhǔn)源都存在允差,原理圖中設(shè)置了校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)短接或斷開(kāi) J1~J10,可在177。C1=C2=C3=C4=33nF。的外部相位誤差將產(chǎn)生 %的測(cè)量誤差。不過(guò),兩個(gè)通道之間的相位匹配非常重要。fF1=U1U2Gf14U2REF山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)8U1=5350=1750μV=并以最大電流產(chǎn)生的壓降和表 1,選擇 G=16U2=fF1U1Gf14=16=原理圖中 RC1,R2 、C2,RC3,R4∥(R5~R16)、 C4 為抗混疊濾波器。選擇 f14=,SCF=0,S1=0,=S0=1,此時(shí) CF 頻率為 f1 的 32 倍，所要求的頻率恰為 f1， f2 段的脈沖計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為 100imp/ 。線路電壓經(jīng)電壓分壓器分壓,也降到允許的最大電壓范圍之內(nèi),接 V2P 和 V2N。為滿足電流通道的動(dòng)態(tài)范圍且留有充分的余量,選用 350μΩ 的分流器。線路電壓 220V,基本電流 Ib 為 5A,動(dòng)態(tài)范圍 400(規(guī)定準(zhǔn)確度的電流范圍為2%Ib~Imax,即 100mA~40A)。 設(shè)計(jì)參數(shù)：基準(zhǔn)電壓： 220V177。4) 光電耦合器的傳輸特性具有非線性和隨溫度變化性。2) 信號(hào)傳輸是單方向的, 輸出端的噪聲不影響輸入端。圖 是一種典型反相應(yīng)用電路, 當(dāng)輸入端有電流流過(guò)時(shí), 發(fā)光二極管發(fā)光,使光電三極管導(dǎo)通, 其集電極就有電流 I C 流過(guò)。當(dāng)電信號(hào)送入光電耦合器的輸入端時(shí), 發(fā)光器件將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。應(yīng)用這個(gè)電路解決了彈載黑匣子的電壓采樣信號(hào)的光電隔離問(wèn)題。傳統(tǒng)的光耦隔離電路雖然也能實(shí)現(xiàn)很高的線性度, 不過(guò)這些電路需要的電源種類較多, 線路比較復(fù)雜, 設(shè)計(jì)成本比較高。電路隔離主要有：模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離、數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離。電路隔離的主要目的是通過(guò)隔離元件把干擾的路徑切斷，從而達(dá)到抑制干擾的目的，保護(hù)電子設(shè)備。220V~5V 轉(zhuǎn)換電路中，相關(guān)參數(shù)如下：C1=330uf，為濾波電容；C2= ，用于抵消輸入線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，以防山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)6止電路產(chǎn)生自激震蕩；C3=1uf，用于消除輸出電壓中的高頻噪聲。圖 穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)220V~5V 的共兩套，一套給 AD7755，另一套給顯示模塊和 5V~ 電源。山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)5 圖 C8051F360 電路圖 5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì)是整個(gè)電路設(shè)計(jì)中的重要部分，其性能的好壞對(duì)整個(gè)電路的影響極大，是整個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定工作的前提和關(guān)鍵，系統(tǒng)的各個(gè)單元電路都需要使用直流電源供電。用戶軟件對(duì)所有外設(shè)具有完全的控制，可以關(guān)斷任何一個(gè)或所有外設(shè)以節(jié)省功耗。 C8051F360 功能介紹C8051F360 單片機(jī)為主要部件，它具有片內(nèi)上電復(fù)位電路、VDD 監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器器件，是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)使用的共陽(yáng)極 LED數(shù)碼管的管腳設(shè)置圖如下：山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)4圖 LED 數(shù)碼管管腳設(shè)置圖其顯示原理為公共陽(yáng)極接高電平，管腳接電平，二極管導(dǎo)通，則相應(yīng)的筆畫(huà)段亮，由發(fā)亮的筆畫(huà)段組合得到各種顯示字符，上圖使用的數(shù)碼管陰極各段接 10001000 時(shí)，顯示器顯示“0”字符，即對(duì)于共陽(yáng)極 LED 顯示器， “0”字符的字形碼是 88H。如若想送一個(gè)數(shù)據(jù) 49H，需先把數(shù)據(jù)送給寄存器 A，將寄存器 A 中的數(shù)據(jù)帶進(jìn)位循環(huán)右移，此時(shí) C 中的數(shù)據(jù)為 1,先將時(shí)鐘輸入端 CLOCK 清零，再將時(shí)鐘輸入端 CLOCK 置一，讀入 C 中的數(shù)據(jù)送給 164的 Q0,再將寄存器 A 中的數(shù)據(jù)右移一位，此時(shí) C 中的數(shù)為 0，然后尋找時(shí)鐘輸入端的上升沿，將 0 寫(xiě)入，此時(shí) 164 的 Q0 管腳變?yōu)?0，Q1 管腳變?yōu)?1，照此規(guī)律依次將八位二進(jìn)制數(shù)存入 164 中，最后 Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7 中的數(shù)據(jù)分別為 01001001，即 49H。CAT24WC16 使用鐵電技術(shù)制造的 16K 位的非易失性的記憶體，并且可以快速讀寫(xiě)數(shù)據(jù)被可以長(zhǎng)時(shí)間掉電保存，并且其非易失性存儲(chǔ)器可靠性更高，系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，并且 24C16 可以承受超過(guò) 100 億次的速寫(xiě)或者是比 EPROM 高一萬(wàn)倍的寫(xiě)操作，當(dāng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的頻率要求比較高即速度要求快的時(shí)候 E2PROM 24C16 也可以可靠的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。其中I2C 總線協(xié)議規(guī)定，任何數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器，任何從總線接收數(shù)穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)3據(jù)的器件為接收器。 輸出的快速脈沖信號(hào)經(jīng)光電隔離送給單片機(jī)，我們采用 C8051F36x 單片機(jī)山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)2對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行采集和計(jì)數(shù)，P2 口（8 位）同時(shí)工作即可對(duì) 8 戶電能脈沖進(jìn)行采集與計(jì)數(shù)，我們將為每戶開(kāi)辟 2 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存計(jì)數(shù)。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求,以及原始資料的精度要求,電能轉(zhuǎn)化脈沖芯片有 AD7755可供選擇 ,因?yàn)樗且环N高準(zhǔn)確度電能測(cè)量集成電路，穩(wěn)定性強(qiáng)并且價(jià)格不貴；單片機(jī)芯片選擇 C8051F36x 器件，它具有片內(nèi)上電復(fù)位電路、 VDD 監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器，是真正獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)；數(shù)據(jù)保護(hù)電路芯片可選 FM24C16 ，用先進(jìn)的鐵電技術(shù)制造的 16K 位的非易失憶的記憶體；另外要求為 LED 顯示，使用 74LS164 串入并出 8 位移位記存器進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；因?yàn)楦餍酒杼峁┲绷麟娫?我們要進(jìn)行設(shè)計(jì)交直流變化和降壓電路，大體的設(shè)計(jì)選擇框架思路就是這些。 數(shù)據(jù)顯示：實(shí)現(xiàn)交流電表對(duì)單相交流電能的測(cè)量并顯示。 循環(huán)顯示：8 戶電能循環(huán)顯示，每隔 3S 顯示一戶。 精度：。同時(shí)，基于24C16 芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，基于 74HC165 芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的清零。完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)。 8 the user watthour meter。 74 HC165 keyboard control and application of pulse reset。 C8051F360 single chip microputer application program to plete pulse to read, counting, putation, storage, send display function?；?AD7755 芯片實(shí)現(xiàn)電能脈沖的發(fā)生；應(yīng)用單片機(jī) C8051F360 編制程序完成脈沖的讀取、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲(chǔ)、送顯示等功能；應(yīng)用 74HC164 及八段譯碼顯示器完成數(shù)據(jù)的顯示；應(yīng)用 74HC165 及鍵盤(pán)控制對(duì)脈沖清零；應(yīng)用E2PROM 24C16 完成數(shù)據(jù)的定時(shí)寫(xiě)入以防停電時(shí)數(shù)據(jù)丟失。本次設(shè)計(jì)用戶數(shù)為八戶，即實(shí)現(xiàn)八位用戶循環(huán)顯示電能量。山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)1多用戶電能表的應(yīng)用設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 山東科技大學(xué)課程