基于51单片机的病房呼叫系统的设计

基于51单片机的病房呼叫系统的设计

摘要

为使医疗人员实现更好、更便捷和病人之间的沟通，提升了医院服务水平和质量，本文主要以AT89S51为核心的病房呼叫系统，该系统主要由蜂鸣器，数码管，指示灯，按键及单片机组成。当病房的病人需要帮助时，可以按下呼叫的按钮，值班室的值班人员可在显示器上看到相对应的房号和床号，然后再安排并落实病人的需求。如果有多人同时的按下按钮的时候，可以按照实际的情况来安排，尽量先解决重病房的病人需求。另外该系统采用的是有线的，优点是安全可靠，不干扰其它医疗电子设备的正常运行，缺点是安装的时候繁琐，设备的维护不方便，时效性也比较低。

关键词：病房呼叫;单片机; 串口显示

Abstract

To realize better and more convenient medical staff and patients to communicate between, improve the level and quality of service in hospital, thisarticle who nasty ward calling system with AT89S51 as the core, the system is mainly composed of a buzzer, digital tube, lights, buttons and single chip microcomputer. When ward patients need help, you can press the call button, the duty room attendants can be seen on the display number corresponding to the room and bed, and then arrange and implement the patient's needs. If there are many people at the same time, press the button, can according to the actual situation to arrange, as far as possible to solve the heavy ward patients needs. Inaddition, the system USES a cable, the advantage is safe and reliable, does notinterfere with the normal operation of other medical electronic equipment, thedisadvantage is that when installing trival, equipment maintenance is not convenient, timeliness is also low.

Keywords: ward call;Single chip microcomputer; serial port display

1 绪论 (1)

2 系统硬件设计 (1)

2.1 单片机介绍 (1)

2.2 系统原理 (2)

2.3 主要元器件介绍 (2)

2.4 各模块设计 (4)

2.4.1 LED显示模块设计 (4)

2.4.2 键盘模块设计 (4)

2.4.3 声音模块设计 (4)

2.4.4 接口电路设计 (4)

2.5 单片机控制电路 (5)

3 系统软件设计 (5)

3.1 系统总流程图 (5)

3.2 各模块功能设计 (6)

3.3 系统平台 (9)

3.3.1 汇编语言 (9)

3.3.2 伟福软件 (10)

3.4 计数器延时设定 (11)

3.4.1 计数器硬件延时 (11)

3.4.2 软件延时 (12)

4 系统测试 (12)

4.1 系统硬件调试 (12)

4.2 系统软件调试 (13)

5 结论 (13)

参考文献 (14)

附录 (15)

致谢 (22)

随着社会的不断发展,科学技术的不断进步，越来越多的人对医疗服务行业更加的注重，想要扎根立足这个行业，首先要提高医院病人和医务人员的沟通，使之更加的及时，简单，可靠。高效便捷的呼叫系统，不仅能够提高改善医院的服务质量，增加医院的效益，而且提高了医院社会影响力，同时也为创建和谐医院打下良好的基础，有利于构建社会主义和谐社会。医院病房呼叫系统顾名思义就是为医院病人和医护人员搭建一个信息交流的平台。一个医院病人很多，若是每个病房都安排一个医护人员，显然是不现实的，该课题就是解决此问题的。例如，有的病人在打完点滴之后，医护人员若不能及时的赶到，严重时可能给病人二次伤害。现在各大医院都非常的重视病人术后的护理情况，高效便捷的数字信息化的病房呼叫系统，不仅提高了医护人员护理效率，而且也使得病人在最需要的时候及时的赶到。病房呼叫系统分为两类，有线和无线。该课题设计的为有线呼叫系统，该系统稳定性比较好，成本相对较低，但是由于布线复杂，故适合中小型的医院。而无线呼叫系统，方便快捷，时效性高，但是在传输信号的时候，会干扰其他医疗设备，电子器件的正常运行，而且成本相对较高，故适合大型的医院[1]。随着科学技术的发展，病房呼叫系统，会更加的完善和快捷，逐步的向智能化发展，语音功能，视频功能都会逐步的完善。这使得病人在病房可以直接的和医护人员进行语音沟通，而且医护人员也能够及时的了解病人病情及其周边的环境。

2 系统硬件设计

2.1 单片机介绍

单片机全称单片微型控制器，又称微控器，或者嵌入式微控器。单片机一词最初源于“Single Chip Microcomputer”，简称SCM。单片机是一个完整的计算机系统，它是集中在一个芯片上。虽然体积小，但是它具有一个完整的计算机的绝大部分的器件：CPU，内存，内部总线系统，外部总线系统，定时器，实时时钟等外部的器件设备。单片机的发展分为四个阶段：第一阶段初步得探索阶段，这一阶段科研人员主要是想如何把计算机的主要的部件镶嵌在芯片上。第二个阶段初步的完善阶段。Inter公司在MCS-48单片机的基础上进一步的完善并发展了MCS-51单片机，他在很多方面都为以后的发展做了基奠。第三个阶段是微控阶段。这一阶段主要是满足测试系统的要求的各种接口电路和外围电路，凸显其智能化的的控制能力。第四个阶段是全面的发展阶段。由于单片机在很多领域有着很好的发展有势，特别是工业领域和商业领域，好多厂家和公司，都愿意

花费时间和资金来参与单片机的研发和生产，这个阶段是单片机的黄金发展阶段，根据需求的不同，单片机的功能大小各异。由最早之前的8位，发展到现在的16位，32位等。根据实际的需求，选择合适的单片机，一方面，使得功能最优化，合理分配资源另一方面，节约成本，效益最大化[2]。

2.2 系统原理

系统原理框图如图2.1所示：

图2.1 系统原理框图

2.3 主要元器件介绍

本课题主要用到了：AT89S51单片机和74HC164芯片。

（1）主要功能特性：

兼容MCS-51指令系统

4k可反复擦写(>1000次)ISP Flash ROM

32个双向I/O口

4.5-

5.5V工作电压

2个16位可编程定时/计数器

时钟频率0-33MHz

全双工UART串行中断口线

128x8bit内部RAM

2个外部中断源

低功耗空闲和省电模式

中断唤醒省电模式

3级加密位

看门狗（WDT）电路

软件设置空闲和省电功能

灵活的ISP字节和分页编程

双数据寄存器指针

（3）AT89S51各引脚功能介绍：

以下是各引脚的说明。

VCC：AT89S51电源正端输入，接+5V。

VSS：电源地端。

XTAL1：单芯片系统时钟反相放大器输入端口。

XTAL2：单芯片系统时钟的反向放大器输出端口，一般情况下在设计的时候只要在XTAL1 和XTAL2 上连接上一个石英振荡晶体系统就能达到预期的效果了，当然了你可以在两个引脚和地之间加入一个20PF 的小型电容，这样可以强化系统的稳定性，避免噪声干扰而死机。

RESET：AT89S51的重置引脚，高电平动作，如果要对晶片进行重置时，只需要对此引脚电平提升至高电平然后保持两个机器周期以上的时间，这个时候AT89S51就能完成系统重置的各项功能，并且使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，最后可以使的地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。

EA/Vpp："EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当引脚为低电平后，系统会调用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。

其引脚分配如下：

P3.0：RXD，串行通信输入。

P3.1：TXD，串行通信输出。

P3.2：INT0，外部中断0输入。

P3.3：INT1，外部中断1输入。

P3.4：T0，计时计数器0输入。

P3.5：T1，计时计数器1输入。

P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。

P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。

MCS-51单片机串行口方式0为移位寄存器方式，外接6片74HS164作为6位LED显示器的静态显示接口，把8031的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。74HS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中A、B（第1、2脚）为串行数据输入端，2个引脚按逻辑与运算规律输入信号，共一个输入信号时可并接。T（第8脚）为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到T端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74LS164 中。R（第9脚）为复位端，当R=0时，移位寄存器各位复0，只有当R=1时，时钟脉冲才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13引脚）并行输出端分别接LED显示器的hg…a各段对应的引脚上[3]。

2.4 各模块设计

该系统主要包括显示模块，键盘模块，声音模块，接口电路四部分组成。

2.4.1 LED显示模块设计

LED显示模块是由74HC164和数码管组成的，通过串口输入和串口输出把相对应的号

码显示到数码管上。通过74HC164来实现，在程序中主要是通过循环去实现给一个时钟信号，输入一个数据，当有病房的病人有按键按下时，数码管就会显示与此相对应的床号，

并且一直在显示，直到有护士发现。

2.4.2 键盘模块设计

键盘模块有四个按键，占用了其中的四个I/O口，依次接在AT89S51单片机最小系统P1

口的P1.4-P1.5引脚上。通过不间断的扫描I/O口是高电平还是低电平然后来判断是否有病

人需要帮助，这是是通过循环实现的。与此同时还需要考虑到其它的一些问题，比如，当

有两个或者两个以上的病人同时呼叫时，能确保它们互不干扰。

2.4.3 声音模块设计

声音模块的设计是通过蜂鸣器来实现的，蜂鸣器报警装置占用了四个I/O口，依次接

在P2口的P2.4-P2.7引脚上.蜂鸣器如图所示：

图2.2 蜂鸣器

2.4.4 接口电路设计

假设病房有4张病床(要占用8个I/O口)，就需要4个数码电子显示管，4个74HC164 8位移位寄存器，然后利用S51单片机的串行端口，再结合74HC164为驱动的数码管串口显示。主要实现顺序的移动，有串行输入口跟串行输出口，依次接在AT89S51芯片的P1.0，P2.0 P1.1，P2.1 P1.2，P2.2 P1.3，P2.3)，4个按钮(要占用4个I/O口P1.4-P1.7)，4个指示灯(要占用4个I/O口P3.4-P3.7)，4个蜂鸣器报警(P2.4-2.7) [4]。

2.5 单片机控制电路

图2.3 系统控制线路图

3 系统软件设计

3.1 系统总流程图

图3.1 系统流程图

通过不断地循环扫描按键，检查是否有病人呼叫。

3.2 各模块功能设计

1.显示模块功能设计

当病房病人按键按下时，就可以调用显示子程序，在电路图中使用得是：串行连接的方式，假设现在是2号床位上的病人呼叫，则在数码管上应显示“2”，串行连接的方式中，数码管上显示的数字是先变成二进制数，再逐次地输进去的，最后才显示数字。这里是在模拟串口，因为该单片机中只有一个串口，而这里要用多个串口。当这段程序执行完以后，再进入循环。十进制数与相应二进制数的转换表如表3.1所示。

表3.1 转换表

显示子程序如下所示:

START: CLR C;病床数码管显示MOV DPTR,#TAB

MOV A,R0

MOVC A,@A+DPTR

MOV R1,#9

S1: CJNE R0,#1,S2

SJMP SS1

S2: CJNE R0,#2,S3

SJMP SS2

S3: CJNE R0,#3,S4

SJMP SS3

S4: CJNE R0,#4,S1

LJMP SS4

FH1: LJMP BEGIN

SS1: LCALL YS10MS

JB P1.4,FH1

SSS1: CLR TXD3

RRC A

SETB TXD3

MOV RXD3,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,SSS1

CLR P2.4

CLR P3.4

WS1: MOV A,R7

ADD A,#200

MOV 31H,A

SETB BC1

SETB FLAG1

LJMP TT2

FH2: LJMP BEGIN

SS2: LCALL YS10MS JB P1.5,FH2

SSS2: CLR TXD4

RRC A

SETB TXD4

MOV RXD4,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,SSS2

CLR P2.5

CLR P3.5

WS2: MOV A,R7

ADD A,#200

MOV 32H,A

SETB BC2

SETB FLAG2

LJMP TT3

FH3: LJMP BEGIN

SS3: LCALL YS10MS JB P1.6,FH3

SSS3: CLR TXD1

RRC A

SETB TXD1

MOV RXD1,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,SSS3

CLR P2.6

CLR P3.6

WS3: MOV A,R7

ADD A,#200

MOV 33H,A

SETB BC3

SETB FLAG3

LJMP TT4

FH4: LJMP BEGIN

SS4: LCALL YS10MS

JB P1.7,FH4

SSS4: CLR TXD2

RRC A

SETB TXD2

MOV RXD2,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,SSS4

CLR P2.7

CLR P3.7

WS4: MOV A,R7

ADD A,#200

MOV 34H,A

SETB BC4

SETB FLAG4

LJMP TT1

TTI1: LJMP TTT1

2.声音模块功能设计

当有病人需要帮助的时候，就会按下按键，那么与此相对应的蜂鸣器所对应得端口就会变成高电平，这个时候，蜂鸣器就会发出报警的声音，与此相对应床号的指示灯也会亮。在程序中只用一条语句即可实现：CLR P2.4，因为在本电路设计时，每个引脚都是低电平有效的，所以在清零时蜂鸣器才能发出声音。

3.键盘模块功能设计

通过不断的扫描按键所接的I/O口是高电平还是低电平来判断是否有病人呼叫，是通过循环实现的。与此同时，有的时候，还需要考虑其它的一些问题，当有两个或者两个以上的病人同时需要帮助的时候，怎样去控制信号，使它们互不干扰，这时候，就需要通过一个标志位来控制[5]。

3.3 系统平台

3.3.1 汇编语言

每一种计算机都规定了自己的基本字符，词汇，语句，及语法规则。而汇编语言是计算机提供给用户的一种高效快捷，充分利用计算机硬件特征并能直接控制硬件的唯一语言。程序设计语言可以分为：符号语言，机器语言，汇编语言，高级语言。符号语言己经具有很多优点，但符号语言中的每一个符号(这里称作助记符)可以是用户根据辨认或者记忆的需要自己来决定的。这样，通用性不是很强。汇编语言克服了上述的缺点，它是在符号语言的基础上发展起来的，相对于机器语言而言，更加的容易理解和掌握，更加的便于调试和维护。这就有了极大的灵活性，当然不同类型的计算机的汇编语言也不同。它们都必须由生产厂家提供的汇编语言来编写。另外．汇编语言还增加了宏指令的功能。

让我们比较一下汇编语言和高级语言的特点。

汇编语言从本质上来讲还是机器语言，语言较为复杂，不易理解。高级语言简单，容易上手。与高级语言相比，汇编语言有以下特点：

首先，汇编语言与处理器关系密切。每种处理器都有自己的指令系统，相应的汇编语言也各自不同。因而汇编语言程序的通用性、可移植性较差。与此相对应的高级语言通用性和移植性都比较好，它可以在不同的计算机上同时编译执行。

其次，用汇编语言编写的程序，它的时效性非常好。用汇编语言编译的程序目的性强，目标效率高。高效率主要放映在两个方面，一方面是空间，目标程序短，另一方面时间，运行速度快。采用一样的算法，其他的任何语言程序，在空间和时间的效率都不如汇编语言程序。

最后，汇编语言的编写要比高级语言程序复杂，繁琐。汇编语言是面向机器的语言，而高级语言是面向过程，对象，目标的语言。程序设计师在用汇编语言设计程序的时候，务必要考虑系统电路的程序段和硬件设施规格，例如，寄存器，寻址方式，存储单元等。如果使用高级语言则不需要考虑这么多细节。

总的来说，汇编语言可以使得计算机的硬件设施得以最直接的控制，可以使得编写的程序在空间和时间上最优化。这些优点使得汇编语言在程序设计中占有重要的地位。是不可取代的;另一方面汇编语言的不足在于与机器的契合度要求相当高，程序设计师在用汇编语言的时候，要考虑系统电路的硬件设施，这使得程序的编写更加的繁琐和困难，在后期的维护，修改，交流，和移植的过程中，变得更加的困难。因此，程序设计师在编译程序的时候，有时候会把高级语言和汇编语言结合起来，优势互补，使得实际问题得到最优化的处理。

汇编语言生要应用场合有以下几种：

l.程序要具有较短的运行时问，或者只能占用较小的存储客量。操作中的系统核心程序段，实时里面的控制系统软件等。

2.程序与计算机硬件密切相关，程序要直接控制硬件。例如to接口电路的初始化程序段，外部设备的底层驱动程序等。

3.大型的软件需要提升其性能、优化处理得部分。例如计算机系统频繁调用的子程序、动态链接库等。

4.没有适合的高级语言的时候，例如开发最新的处理器程序时。

3.3.2 伟福软件

伟福系列仿真器品种多、功能强，特点如下：

1.主机+POD的组合，通过改变POD，可以对不同的CPU进行仿真测试。

由于应用场合的不同，客户在选择CPU时，是很有针对性的。这个时候就会需要更改仿真器，而伟福仿真软件WINDOW版本就支持多种CPU的仿真。

2.双平台。

DOS版本，WINDOWS版本。其中WINDOWS版本功能强大。

3.双工作模式。

4.双CPU结构，100% 不占用户资源。

5.双集成环境。

6.强大的逻辑分析仪综合调试功能。

7.强大的追踪器功能。

3.4 计数器延时设定

3.4.1 计数器硬件延时

定时器在运行的时候务必要给计数器传送初始值，这个值是传达到TH和TL中。它是按照加法记数的，并且能够从全0到全1时自动的溢出中断产生的请求。因此，我们可以做一设定:记数初始值用TC来表示，计数器记满为0所需要的计数器设定为C，这样就能得到如下通用的计算公式：

(3.1)

式中，M为计数器模值，该值和计数器工作方式有关。在该系统中，选用的是方式1，计数器的初值为：15536，溢出是为：65536，而晶振为：12Hz，根据公式计算，计算公式

(3.2)

或(3.3)

T计数是单片机时钟周期ＴＣＬＫ的12倍，ＴＣ为定时初值，

12MHz，可得定时时间为：50ms [7]。

单片机的主脉冲频率为Ｔ

ＣＬＫ

相应的程序代码为：

（1）BEGIN：MOV TMOD，#10H；定时器/计数器方式控制

MOV TH1，#3CH

MOV TL1,#0B0H

SETB ET1；将所指位置1

SETB TR1；ET1：定时器1（T1）的溢出中断允许位；

TR1：T1的运行控制位，置1表示启动

（2）中断服务程序：

DSD: MOV TH1, #3CH

MOV TL1, #0B0H

INC R7 ；R7的值给了A,也是为了保证报警时间的准确性

CLR TF0 ；定时器0的溢出中断标志位

RETI

3.4.2 软件延时

MCS-51单片机工作的频率为2-12MHz，而我们选用的8031单片机的工作频率也为12MHz。机器的周期与主频成正比，主频是机器周期的1/12，所以一个机器周期的时间为12*（1/12M）=1us。通过计算我们就能了解具体的每条指令的周期数，这个时候我们就能知道1秒的时间可以通过几条指令了。

具体的延时程序分析：

（1）YANSHI:MOV R5,#210；延时420 us子程序

DJNZ R5, $

RET

（2）YS10MS:MOV R3,#20；延时10毫秒子程序

SGL:MOV R4, #250

DJNZ R4, $

DJNZ R3, SGL

RET

每条指令的执行时间为:2us。YANSHI子程序中，210*2=420，所以延时为420 us。

在YS10MS子程序中，是双重循环的程序，循环次数约为：20*250=5000，所以延时时间为：5000*2=10000us，约是：10Ms。

由于单片机的运行速度很快其他的指令执行时间可以忽略不计。

4 系统测试

单片机应用系统的调试包括硬件调试和软件调试，下面分两部分进行讨论。

4.1 系统硬件调试

单片机的硬件调试主要有一下几方面：首先检查系统的线路连接是否正确，其次检查系统设计所用的元器件型号规格是否符合要求，然后再检查电源的极性是否接反，最后就是检查一下元器件的连接是否存在逻辑性的错误。

在本系统的硬件调试过程中，出现了电压不稳定而导致程序无法写入的情况，使电压稳定的方法是改用新的电池，或者是再次设计电源方案，在这里是用电源接通教学实验板，然后再把教学实验板与本系统相连接，这样，就可以得到稳定的电压了。

4.2 系统软件调试

单片机应用系统的软件调试也没有规律可循，调试时更多的是凭经验。软件调试的主要任务是排查错误。

通过在Wave E2000编译器下调试程序，有两类错误，一类是功能性错误，是指在没有语法错误的基础上，由于设计算法或思想的问题导致不能实现软件功能的一种错误；另一类是逻辑性错误，也就是通常所说的语法错误，是很容易被发现的。通过这两方面的错误，不断地调试，以及对各模块的调试，最后组成一个完整的程序[9]。

5 结论

主要工作：熟悉AT89S51单片机功能及工作特性，对矩阵键盘的硬件以及软件编程有了更加升入的了解。掌握了采用地址锁存器以及38译码器来实现两位一体，以及四位一体共阴共阳数码管的外部接线图，及其单片机驱动程序，学会了采用三极管驱动蜂鸣器，以及对单片机的最小系统硬件结构有了更加深入的了解，同时通过长时间的实物焊接练习，使自己的焊接技术有了很大的提高。

存在的问题：对硬件电路中某些芯片以及某些内部结构不够深入的了解，导致有些问题解释不了，如单片机的P0口不能作为普通I/0口，必须接5-10k的上拉电阻的原理。又如在软件编程过程中发现在循环显示病人床号时，当在响应某一个按键时，如何截获另一个按键啊键值的软件编程还存在着很大的可改善之处，没有扩展更多的外部电路，如时钟电路等[11]。

以上是这次的毕业设计的成果,在这儿做一总结和概括，另外随着科技的进步和发展，将来的病房呼叫系统会向着更加数字化，智能化的方向发展。通过对模拟病房呼叫系统的课题研究，总结并概括该课题主要有两方面的难点：一方面实现信息的优先级的处理，当有两个或者两个以上的信号同时的传输的时候，怎么去处理最先需要帮助的病人发出的信号，目前现在我所研究的课题还不能够实现该功能，希望在以后的课题中，有人能够实现并完成。另一方面，就是在实施软件的编程使得病房的床号的动态显示，这就要求我们需要对编程语言有着高超的驾驭能力，这一方面改课题已经做到位了。

参考文献

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[11] 徐阳，徐爱钧.虚拟仿真在单片机课程教学中的应用[J]长江大学学报2012.30（5）：

36-42.

附录RXD1 BIT P1.0

TXD1 BIT P2.0

RXD2 BIT P1.1

TXD2 BIT P2.1

RXD3 BIT P1.2

TXD3 BIT P2.2

RXD4 BIT P1.3

TXD4 BIT P2.3

BC1 BIT 31H

BC2 BIT 32H

BC3 BIT 33H

BC4 BIT 34H

FLAG1 BIT 00H

FLAG2 BIT 01H

FLAG3 BIT 02H

FLAG4 BIT 03H

ORG 0000H

LJMP BEGIN

ORG 001BH

LJMP DSD

ORG 0030H

BEGIN: MOV TMOD,#10H

MOV TH1,#3CH

MOV TL1,#0B0H

SETB ET1

SETB TR1

CLR BC1

CLR BC2

CLR BC3

CLR BC4

CLR FLAG1

CLR FLAG2

CLR FLAG3

CLR FLAG4

MOV DPTR,#TAB

MOV A,#0FCH

MOV R1,#9

A1: CLR TXD3

RRC A

SETB TXD3

MOV RXD3,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,A1

MOV A,#0FCH

MOV R1,#9

A2: CLR TXD4

RRC A

SETB TXD4

MOV RXD4,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,A2

MOV A,#0FCH

MOV R1,#9

A3: CLR TXD1

RRC A

SETB TXD1

MOV RXD1,C

LCALL YANSHI;833US

DJNZ R1,A3

MOV A,#0FCH

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。

基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本

《单片机技术》 课程设计报告 题目：基于MCU-51单片机的秒表设计班级： 学号： 姓名： 同组人员： 指导教师：王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)

基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计容以硬件电路设计，软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师：

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育，更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前，市场上的电子琴可谓琳琅满目，功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心，设计并制作的电子琴系统运行稳定，其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等，具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一台电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能：音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

基于51单片机最小系统设计

基础强化训练任务书 学生姓名：董勇涛专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院 题目：基于51单片机最小系统设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个基于51单片机最小系统电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、20011年7 月 11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011年7 月 12日，电路设计与分析。 3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。

51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能：

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目：温度监控系统设计 学院：能源与动力工程学院 专业：测控技术与仪器专业 班级： 2班 成员：魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

基于stc89c51单片机温控系统设计与制作学位论文

commonly used circuit, makes the whole design is more complete, more flexible. Keywords: DS18B20; STC89C51; MCU; control; simulation

1.绪论 1.1 温度控制系统设计的背景及意义 随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。 1.2 饮水机温度控制系统的目的 饮水机的温度控制系统，能有效的利用水资源和电源。过低的温度或者过高的温度都会使水资源造成浪费，在全球水资源缺乏的今日，我们更应该掌握好水温的控制。本设计为一个单片机的饮水机的温度控制系统，此系统可以实时检测饮水的水温，并且可以通过液晶管显示饮水机的温度，可以通过键盘对饮水机的水进行加热，当低于设定的温度下限时进行加热，本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的系统主要实现了以下功能： 1.在液晶显示当前温度的大小，精度为四分之一度，并显示温度控制的上限值和下限值。 2.单位转换，把显示温度的单位从摄氏温标与华氏温标进行互换。 3.温度控制，当温度超出上限值就关闭继电器，当温度低于下限值就启动继电器。 4.温度控制的上限和下限的设置，通过矩阵键盘的输入修改上限值和下限值。 5.蜂鸣器报警，当温度超出上限值蜂鸣器进行报警。 1.3 系统总体设计思想 方案一：使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电

51单片机课程设计

课程设计说明书
课程设计名称
专
业
班
级
学
号
学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日

课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排： 设计任务：分两部分： （一）、设计实现类：进行软、硬件设计，并上机编程、联线、调试、 实现； 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声（自己选曲） 7.键盘液晶显示系统 （二）、应用系统设计类：不须上机，查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明：第 1--7 题任选其二即可。（二）里题目自拟。 日程安排： 本次设计共二周时间，日程安排如下： 第 1 天：查阅资料，确定题目。 第 2--4 天：进实验室做实验，连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天：编写程序，并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天：整理资料，撰写课程设计报告，准备答辩。 第 10 天：上交课程设计报告，答辩。 设计报告要求：
1. 设计报告里有两个内容，自选题目内容+附录（实验内容），每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现，要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括： 1） 设计题目、任务与要求 2）硬件框图与电路图 3） 软件及流程图 （a）主要模块流程图 （b）源程序清单与注释 4） 总结 5） 参考资料 6）附录 实验上机调试内容
注：此任务书由指导教师在课程设计前填写，发给学生做为本门课程设计 的依据。

基于51单片机的交通控制系统模拟设计

基于51单片机的交通控制系统模拟设计 学院：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：

目录 1. 设计思路 (2) 2.2显示界面方案 (2) 2.3输入方案： (2) 3 单片机交通控制系统总体设计 (2) 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 (2) 3.2单片机交通控制系统的功能要求 (3) 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 (3) 4智能交通灯控制系统的硬件设计 (4) 4.1系统硬件总电路构成及原理 (4) 4.2系统硬件电路构成 (4) 4.3系统工作原理 (4) 5 系统软件程序的设计 (6) 5.1程序主体设计流程 (6) 参考文献 (17) 设计心得体会 (18) 附录 (19) 基于单片机的交通控制系统模拟设计

1. 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 2.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 2.1 电源提供方案 采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要， 节约成本；缺点是输出功率不高。 2.2 显示界面方案 采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 2.3 输入方案： 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 3 单片机交通控制系统总体设计 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下所示。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： ◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 ◆南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

51单片机课程设计 AD转换

课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.

AD转换 要求： A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换，并显示（保留4位数字）设计框图：

方案设计： AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多，可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器，通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。 下面说明各引脚功能： ?IN0～IN7：8路模拟量输入端。 ?2-1～2-8：8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。 ?START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 ?EOC： A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 ?OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 ?CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。

?REF（+）、REF（-）：基准电压。 ?Vcc：电源，单一+5V。 ?GND：地 工作原理： 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC 变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。

毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计

摘要 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1

引言 引言 当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块 系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息 根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路 为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。 点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2

(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计

基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理： 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num; //定义中断变量，num计满20表示1秒时间到uchar num1; //十秒倒计时显示初始值 uchar flag1,flag2; //清零键及开始键按下标志位 uchar flag3,flag4=0; //定义键盘按下标志位 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f}; //数码管编码

基于51单片机的多机通信系统设计

单片机多机通信系统 一、引言 随着单片机技术的不断发展，单片机的应用已经从单机向多机互联化方向发展。单片机在实时数据采集和数据处理方面，有着成本低、能满足一般要求、开发周期短等优点，其在智能家居、计算机的网络通信与数据传输、工业控制自动化等方面有着广泛的应用。 本系统是面向智能家居应用而设计的。在初期，采用红外无线通信方式，其传输距离短，适于一般家庭应用，且成本相对较低；待方案成熟、成本允许，可以改用GSM无线通信方式。 二、系统原理及方案设计 1 、系统框架介绍 本系统为基于51单片机的多机红外无线通信系统，由三个51单片机模块组成。其中一个作为主机（即上位机），负责接收来自从机1（即下位机）采集的数据信息，以及向从机2（即下位机）发送控制信息。从机1是数据采集模块，采集温度、光强等室内数据，并将其发送给主机。主机经分析处理，作出相应判断，并给从机2发送控制信息，使由从机2控制的电机作出相应反应，调节室内环境状况。 系统总体框图如下图1所示，图2为红外收发模块简图：

图1 系统总体框图 图2 红外收发模块简图 2 、多机通信原理介绍 在多机通信系统中，要保证主机与从机间可靠的通信，必须要让通信接口具有识别功能，51单片机串行口控制寄存器SCON中的控制位SM2正是为了满足这一要求而设置的。当串行口以方式2或方式3工作时，发送或接收的每一帧信息都是11位的，其中除了包含SBUF 寄存器传送的8位数据之外，还包含一个可编程的第9位数据TB8或RB8。主机可以通过对TB8赋予1或0，来区别发送的是数据帧还是地址帧。 根据串行口接收有效条件可知，若从机的SCON控制位SM2为1，