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1、单片机原理与接口技术实践报告学 院：设计名称：专业班级：学生：学 号：指导教师：完成时间：2016年 7月 22日指导教师评语目录第1部分 实践目的与功能11.1 目的11.2 功能要求11.3 任务分工1第2部分 系统整体设计方案2整体设计方案框图如下：21、 通信模块：22、 测温模块：23、 光强模块：24、 AD转换模块：35、 实时时钟模块：36、 彩屏模块：37、 lcd1602模块：3第3部分系统硬件设计33.1 STC89C52单片机电路33.2 DS18b20温度传感器43.3 彩屏电路43.4 光强与AD转换电路53.5 实时时钟电路73.6 lcd1602电路73.7 R
2、S485电路84部分 系统软件设计94.1 STC89C51单片机A机模块设计94.2 STC89C51单片机B机模块设计10第5部分 系统调试115.1 LCD1602显示实时时钟图115.1 彩屏显示数据图115.3 RS485通信图155.4 A机图155.5 B机图165.6 总机图16第6部分 实践总结1713 / 16第1部分 实践目的与功能1.1 目的运用单片机多机通信原理，将两个单片机联系起来，分为A机和B机。A机实现测量温度，测量光强，以与AD转换，并将测量的数据通过RS485传送给B机；B机接收A机传送的数据，经过数据处理，在彩屏上显示测量的数据；1.2 功能要求1、 通过
3、DS18b20测温模块实现远程温度采集。2、 通过AD转换电路采集电压值。3、 通过光敏电阻转化电路采集光线强弱信号。4、 通过实时时钟来获取时间与日期变化。5、 Lcd1602显示实时时钟的时间与日期。6、 彩屏显示测得的AD,温度，光强。7、 RE485通信将A机测得的数据传给B机。1.3 任务分工成员任务分工完成情况王佃涛从机调试并通过盈主机调试并通过晓文 实时时钟，lcd1602显示调试并通过第2部分 系统整体设计方案整体设计方案框图如下：测温模块 89c51 B机 89c51 A机 彩 屏 显 示光强模块RS485通信AD模块实时时钟 LCD显示时钟图2.1 整体方案设计框图1、 通
4、信模块： 通过A机通过RS485半双工工作方式将在A机上测得的数据传送给B机，并且建立两个模块间的通信，成功配对。2、 测温模块： 温度传感器DS18b20把所测得的温度数据通过P3.7引脚发送到STC89C52单片机(A)上，经过该单片机部温度处理函数运算得出整型温度值，经过“stdio.h”头文件包含的“sprintf”函数，将该温度值转入数组储存，然后经过串口连接的将该温度值发送；通过STC89C52单片机(B)接收到数据，经过运算得到整型温度值。3、 光强模块： 通过单片机A机上自带的光敏电阻与测量模块，测得光强的数据，但是由于工程量比较大，所以没有查表设置，只是通过判断大小来设置，标
5、准是大于1000，显示High，小于500为Low，在5001000为Mid。4、 AD转换模块：通过单片机A机上自带的AD转换电路与测量模块，测得电压值，可以通过调节滑动变阻器来改变大小，然后按照进率来转换成05v的电压值。5、实时时钟模块：单片机A机自带的DS1302来测得时间与日期。6、 彩屏模块：单片机B机连接彩屏，将在A机传送过来的数据，显示在彩屏上。7、 lcd1602模块：将DS1302的测得的时间与日期显示到lcd1602上。第3部分系统硬件设计3.1 STC89C52单片机电路3.2 DS18b20温度传感器【原理说明】当DS18B20接收到转换命令后，开始启动转换。转换完成
6、后的温度值就以16位的带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM的第1、2字节中。信息通过单线接口送入DS18b20或从DS18b20送出，因此从中央处理器到DS18b20仅需连接一条线。度、写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。3.3 彩屏电路【原理说明】TFT（Thin Film Transistor薄膜晶体管）是有源矩阵类型液晶显示器（AM-LCD）中的一种， 由于TFT是主动式矩阵LCD可 让液晶的排列方式具有记忆性，不会在电流消失后马上恢复原状。TFT还改善了STN 会闪烁（水波纹） 模糊的现象，有效地提高了播放动态画面的能力。与STN相比TFT有出色
7、的色彩饱和度、还原能力和更 高的对比度，但是缺点就是比较耗电，而且成本也比较高。彩屏占用了几乎全部的I/O，置电路复杂，代码相对也比较复杂，而且其中的汉字图片都要用取模软件来获得。当单片机A机把数据传送给B机时，在单片机部电路构建下，彩屏上显示数据。3.4 光强与AD转换电路【原理说明】光强电路与AD转换电路其实是一样的，只不过通道选择不一样。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器与控制逻辑电路组成 电位器 通道地址001 光敏电阻 通道地址010 单片机自带电路，将滑动变阻器的变化或者是光线强弱的变化通过电路表现出来，然后通过运算，来表示光强的大小或者是AD转换
8、后的数值。3.5 实时时钟电路【原理说明】DS1302 是 一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.0V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。 单片机A机运用这个DS1302来获取时间与日期3.6 lcd1602电路【原理说明】 LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显
9、示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用. 单片机A机将在DS1302上获取的数据转化到LCD1602上，并在1602上显示出来。3.7 RS485电路【原理说明】RS485接口组成的半双工网络，一般是两线制（以前有四线制接法，只能实现点对点的通信方式，现很少采用），多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。4部分 系统软件设计4.1 STC89C51单片机A机模块设计开始初始化 测量模块光 强测 量A D转 换实 时时 钟温 度测 量
10、数据处理 数据处理 数据处理 数据处理 LCD1602 显示时间与日期 RS485通信算法设计见程序：SLAVE工程4.2 STC89C51单片机B机模块设计开始 初 始 化 A机测得的数据 接受模块 数据处理 彩屏显示结束算法设计见程序: HOST工程第5部分 系统调试5.1 LCD1602显示实时时钟图5.1 彩屏显示数据图 光强Low（500X）光强Mid（500X1000） 光强High（1000X） AD转换 05V 温度图（温度值不好改变）5.3 RS485通信图5.4 A机图5.5 B机图5.6 总机图第6部分 实践总结通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上
11、已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中 遇到问题是很正，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是 第一次做，难免会遇到各
12、种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会与时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名自动化专业的学生，单片机的课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。我认为这个收获应该说是相当大的。觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。小组人员的配合相处，以与自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。