【正文】 /25VGNDVin1OUT2GND3FB4ON/OFF5U1L1100uHC6470uF/25VD21N5822D11N4007C510uFIN3OUT21GNDU2GNDR420kLED1GND+ +12P1DC24V+24VC410448231U7ALF353R5933kR552kR5415kGNDVin0C2810p+12VR56330R5210KR5110KVin0GND+++SCLSDAVin0Vin1 Vin2Vin3/refGNDVDDU8AD7991u11 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20P2Header 10X2GND GNDVin1GND2Vout3GNDU3uA7812C822uf+12VRW110KR44100R49100GND12345678J1MPXV7200DP+++++++++GNDGNDGNDGNDGND+GND++5VGND+12VR29 10KR32 10KR35 10KR38 10K+R30510R31510R33510R34510R36510R37510R39510R40510VT1 VT2 VT3+5VR41510R42510R43510JE1JE3JE2JD4JD10JD3JD9JD2JD8JD1JD7ghefcdabDIR1A02A13A24A35A46A57A68A79GND10B711B612B513B414B315B216B117B018G19VCC20IC374HC245DIR1A02A13A24A35A46A57A68A79GND10B711B612B513B414B315B216B117B018G19VCC20IC474HC245+5V+5VC12104+5VC27104+5Vbt1 bt2 bt3bt1bt2bt3JE8JE9JE7JE4b1 b2 b3GND GND 圖 22 原理圖 7 1 21 2121 212121 2121 21212121 21 21234876521212 11 2121212121 21 21 212121212121212212 12 12 19 10 11 12 13 14 15 168 7 6 5 4 3 2 13211234 658710912111413212 12 11212123456789101112131415161718192021212121212 12121212121212121212 12 12 1212 12121212 12121212 12121212121212121212121212 1 2 1 2 1212121212 12 12 121212 1212 12 12 1212 121212112123 2 1321345 12043212 3122 3121 2 3 456781 2 3 4 5 6 7891011121314156784321 2 3 456782 132 132 1312 3421 圖 23 核心板 圖 24 顯示部分 圖 21 由以上系統(tǒng)基本原理框架圖可以看出，本系統(tǒng)的外圍電路相對(duì)比較復(fù)雜 ，功能的實(shí)現(xiàn)主要是從外部獲取控制信號(hào)之后在 FPGA 中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理完畢之后 FPGA便將控制信號(hào)輸出到報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，將顯示數(shù)據(jù)輸出到顯示電路進(jìn)行顯示。 8 三 、 系統(tǒng)電路模塊 FPGA 核心板 型號(hào)： DCP100LX9 名稱： FPGA 核心板 說明：此模塊的 FPGA 芯片采用 XILINX 公司的 XC6SLX9，配置方式 JTAG 全部引出，芯片 時(shí)鐘為 100MHz。線路板上以扁平帶方式引出 72 路 IO 口分 9 組，分別為 JAJG ,方便與外圍電路數(shù)據(jù)地址線連接 ，如圖 圖 31所示 。處理電路采用由運(yùn)放構(gòu)成的兩級(jí)放大電路實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的放大、調(diào)理。 圖示 圖 32 所示 ： 圖 32 CGQ002A 壓力檢測電路 數(shù)碼管顯示的工理 八段 LED 顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極 LED 顯示器；另一種是 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極 LED顯示器。而選用共陽極的 LED 時(shí)，要使某一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)亮，則需加上低電平，反之則暗。為了要顯示某個(gè)字型，則應(yīng)使此字形段的相應(yīng)點(diǎn)二極管點(diǎn)亮，也即送一個(gè)不同的電平組合代表數(shù)據(jù)來控制 LED顯示的字型，此數(shù)據(jù)稱為字符的段碼。十六進(jìn)制數(shù)字型代碼表如表 所示 : 單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 顯 示有很多方法 ,按顯示方式可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。只要當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)沒有變化，就無須理睬數(shù)碼顯示管。靜態(tài)顯示中，每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)具有 鎖 存功能的 型代碼。 當(dāng)需要 要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)再發(fā)送新的字型碼。動(dòng)態(tài)掃描方法是用其接口電路把所有顯示器的 8個(gè)筆畫字段 (a~g 和 dp)同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極 COM 各自獨(dú)立接受I/O 線控制。動(dòng)態(tài)掃描用分時(shí)的方法輪流控制每個(gè)顯示器的 COM端，使每個(gè)顯示器輪流電亮。 DCP102A 數(shù)碼管顯示和鍵盤電路 型號(hào)： DCP102A 名稱：數(shù)碼管顯示和鍵盤電路 說明：該模塊包括八位數(shù)碼管顯示單元、查詢式鍵盤、矩陣式鍵盤所組成。 圖 34 數(shù)碼管顯示和鍵盤電路 12 本設(shè)計(jì)中使用動(dòng)態(tài)掃描的方式對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行控制掃描，其電路圖如圖 所示，圖中 SRD2 為上拉電阻排，電阻值為 10K，驅(qū)動(dòng)芯片用 74HC573 作為驅(qū)動(dòng)使用， U2 為位選驅(qū)動(dòng)， U3 為段碼驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)的 P0 口接 LED 的段碼驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)的 P2 口接 LED的位選碼驅(qū)動(dòng)，該器件驅(qū)動(dòng)電 流可以達(dá)到 100mA，而 LED 數(shù)碼管全亮?xí)r，最大電流可以達(dá)到 32mA，如果全部驅(qū)動(dòng)輸出會(huì)將數(shù)碼管燒壞，所以在程序中使用 PWM 輸出的控制，在消隱時(shí)，也就是禁止數(shù)碼管的輸出，之后加上一段時(shí)間的延時(shí)，要確保加入的時(shí)間與顯示時(shí)間和不能超過 20ms，同時(shí) 74HC573 具有鎖存功能，在本設(shè)計(jì)中沒有使用該功能。 圖 主程序流程圖 14 五 、結(jié) 論 我們在設(shè)計(jì)調(diào)試過程中也遇到了一些問題，但 我們牢記指導(dǎo)老師在平時(shí)訓(xùn)練中教給我們的“定位準(zhǔn)確、機(jī)理清楚、故障復(fù)現(xiàn)、措施有效、舉一反三”的技術(shù)歸零方針，并嚴(yán)格按照技術(shù)歸零方針來查找和解決問題。 在這次畢設(shè)中，我們不但將學(xué)校所學(xué)的《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《電子產(chǎn)品組裝工藝》、《 PCB 設(shè)計(jì)》等專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到比賽中，實(shí)現(xiàn)了學(xué)以致用，而且專業(yè)知識(shí)和技能得到了大幅度的提升，同時(shí)鍛煉和提高了獨(dú)立 分析問題、解決問題的能 力、 溝通能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作 能力。 其次：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 各種功能 ，可以說是對(duì)軟件工程中的軟件開發(fā)方法一次又一次的實(shí)踐。 再次：調(diào)試的時(shí)候，充分體驗(yàn)了一次工程現(xiàn)場調(diào)試的氛圍，與各位實(shí)驗(yàn)室同學(xué)一起的場景至今仍然歷歷在目。 畢業(yè)論文從 十 月份開始入手，到現(xiàn)在已經(jīng)三個(gè)月了。雖然在旁人看來這工作 可能微不足道，但我卻從中學(xué)到了不少東西；體會(huì)到了工作中的酸甜苦辣，也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處。遺憾的是，限于時(shí)間和能力，沒能將工作做得更好。 15 六 、致 謝 首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師， 張智彬 和 徐書雨 兩位 老師。在論文提綱制定時(shí)，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的幫忙，讓我具體寫作時(shí)思路頓時(shí)清晰。在此十分感謝 張 老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成 畢業(yè) 論文。 16 七 、參考文獻(xiàn) [1] 華兵 .MCS51 單片機(jī)原理應(yīng)用 .武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社， 2022 .5 [2] 李華 .MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1993. 6 [3] 陳光東 .單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) (第二版 ).武漢：華中理工大學(xué)出版社， [4] 徐 淑華，程退安，姚萬生 .單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用 .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1999. 6. [5] 九州 .放大電路實(shí)用設(shè)計(jì)手冊 .沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， [6] 樊昌元，丁義元 . 高精度雷達(dá)研究 .電子測量與儀器學(xué)報(bào)， [7] 蘇偉，鞏壁建 .誤差分析 .傳感器技術(shù)， 2022. [8] 永學(xué)等 .1Wire 總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及應(yīng)用 .電子產(chǎn)品世界， 17 附錄 1. VHDL 程序源碼： 注：每部分函數(shù)應(yīng)單獨(dú)建立文件 ，有頂層 文件電泳子函數(shù) 頂層函數(shù) library IEEE。 USE 。 entity wendu is port( CLK : in std_logic。 ren : in std_logic。 電機(jī)控制信號(hào) SDA : inout std_logic。 串行總線時(shí)鐘 switch : out std_logic。 data_in_ce : in std_logic_vector(11 downto 0)。 小數(shù)點(diǎn)控制 LED7 : out std_logic_vector(6 downto 0)。 end wendu。 RESET : in std_logic。 串行總線雙向數(shù)據(jù) SCL : out std_logic。 18 end ponent。 100MHZ, 系統(tǒng)時(shí)鐘 RESET : in std_logic。 pwm_out:out std_logic。 小數(shù)點(diǎn)控制 keyin : in std_logic_vector(3 downto 0 )。 mode : in std_logic。 小數(shù)點(diǎn)控制 LED7 : out std_logic_vector(6 downto 0)。 end ponent。 signal fu_hao:std_logic。 u2:display port map( clk=clk, reset=reset, ren=ren,人體紅外控制 pwm_out=pwm_out,電機(jī)控制信號(hào) switch=switch, keyin=keyin, data_in_ce=data_r,AD 采集后的氣壓值