电子系统设计与实践实验——多点温度测量
《电子系统设计与实践》
课程设计报告
课程设计题目：多点温度测量系统设计专业班级：2012级电子信息科学与技术
学生姓名：罗滨志（120802010051）
张倩（120802010020）
冯礼哲（120802010001）
吴道林（120802010006）
朱栖安（120802010039）指导老师：刘万松老师
成绩：
2015 年6 月27日
目录
摘要 (4)
1 总体设计 (4)
1.1 功能要求 (5)
1.2 总体方案及工作原理 (5)
2 系统硬件设计 (6)
2．1 器件选择 (6)
2.1.1主要器件的型号 (6)
2.1.2 AT89C51 (6)
2.1.3智能温度传感器DS18B20 (8)
2.1.4晶振电路方案 (9)
2.1.5 LED液晶显示器 (9)
2.1.6复位电路方案 (10)
2.2 硬件原理图 (10)
3 系统软件设计 (10)
3.1基本原理 (11)
3.1.1主程序 (11)
3.1.2读ROM地址程序 (11)
3.1.3显示ROM地址程序 (12)
3.1.4读选中DS18B20温度的程序 (12)
3.1.5显示温度程序 (13)
3.2软件清单 (14)
4实验步骤 (22)
4.1实验程序调试 (22)
4.2实验仿真 (23)
5设计总结 (24)
6参考文献： (25)
摘要
温度是我们生活中非常重要的物理量。随着科学技术的不断进步与发展，温
度测量在工业控制、电子测温计、医疗仪器，家用电器等各种控制系统中广泛应用。温度测量通常可以使用两种方式来实现：一种是用热敏电阻之类的器件，由于感温效应，热敏电阻的阻值能够随温度发生变化，当热敏电阻接入电路时，则流过它的电流或其两端的电压就会随温度发生相应的变化，再将随温度变化的电压或者电流采集过来，进行A/D转换后，发送到单片机进行数据处理，通过显示电路，就可以将被测温度显示出来。这种设计需要用到A/D转换电路，其测温电路比较麻烦。第二种方法是用温度传感器芯片，温度传感器芯片能把温度信号转换成数字信号，直接发送给单片机，转换后通过显示电路显示即可。这种方法电路比较简单，设计方便，现在使用非常广泛。
关键词：多点温度测量单片机温度传感器
1 总体设计
多路温度测量系统的总体结构如图1所示，根据要求，整个系统包含以下几个部分：51单片机、时钟电路、复位电路组成的51单片机小系统；多块测温模块；显示温度值的显示模块和按键模块。测温模块由温度传感器组成，温度传感器采用美国Dallas半导体公司推出的智能温度传感器DS18B20，温度测量范围为-55 -- +125，可编程为9到12位的A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625C，完全能够满足系统要求。DS18B20采用单总线结构，只需要一根数据线DQ即可与单片机通信，多个DS18B20可同时连接在一根数据线上与单片机通信。显示器可采用LCD液晶显示器，显示信息量大、效果好、使用方便。
图1 多路温度测量系统的总体结构
系统处理时，由51单片机控制从各个测温模块测量出温度数字量，存入缓冲区；然后通过按键控制，从缓冲区取出，根据数字量和温度的关系计算出温度
值，依次送LCD显示器显示。
1.1 功能要求
多点温度测量系统的功能要求如下：
（1）能够测量多点温度；
（2）精度0.1C；
（3）能够通过显示器显示测量点编号和温度值；
（4）可轮流显示各测量点或指定显示某个测量点。
1.2 总体方案及工作原理
单片机系统由AT89C51单片机，复位电路和时钟电路组成，时钟采用12MHZ 的晶振，温度模块由4块温度传感器DS18B20组成，单总线结构，所有的DS18B20的DQ连接在一起与单片机的P3.0相连，通过上拉电阻连接电源，每一个DS18B20都有一个唯一的64位ROM地址，只要发送相应的ROM地址，就能够访问该器件，要访问某个DS18B20，就必须知道它的64位ROM地址，可以通过程序读出它的ROM地址，由于读ROM地址时，一次只能接入一个DS18B20，因此，4个DS18B20的数据线DQ通过开关连接到AT89C51的P3.0.
另外，所有DS18B20的VDD引脚接+5V电源，GND接地；显示器采用LCD1602（LM016L），其数据线与AT89C51的P2口相连，RS与P1.7相连，R/W与P1,6相连，E端与P1.5相连。
设定了两个按键，K0为功能键，与AT89C51的P1.0相连，当K0输入低电平时，读入DS18B20的ROM地址，当K0键输入高电平时，显示选中DS18B20的温度值；K1为测量点选中键，与AT89C51的P1.1相连，用于测量点选择，每按一次，测量点号加1，读入下一个DS18B20的ROM地址或显示下一个DS18B20的相应温度值。
2 系统硬件设计
2．1 器件选择
2.1.1主要器件的型号
2.1.2 AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-FALSH PROGRAMMABLE AND ERASABLE READ ONLY MEORY）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机，单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，
AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。其基本结构如图2
图 2 AT89C51单片机的基本结构
AT89C51 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8kB 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256B 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 指令系统及8052 产品引脚兼容，片内置有通用8 位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元。
图3 AT89C51单片机的引脚
VCC/GND：供电电源。
P0口：可以被定义为数据/地址的低八位，能够用于外部程序/数据存储器。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：标准输入输出I/O口，P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：既可用于标准输入输出I/O，也可用于外部程序存储器或数据存储器访问时的高八位地址。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：既可以作标准输入输出I/O，也可作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2.1.3智能温度传感器DS18B20电路
四个DS18B20分别接一个按钮开关，便于分别控制温度，DS18B20的VCC接口接入同一总线且与显示器VDD接口相连，DQ接口与AT89C51的P3.0接口相连，GND接地，如图4；
图4 智能温度传感器原理图
2.1.4晶振电路方案
晶振电路的功能在于给单片机提供振荡时钟信号，使单片机正常工作。本设计中采用了常用的晶振电路组成方案，具体如图5所示。
图5 晶振电路
2.1.5 LED液晶显示器
图6 液晶显示器
2.1.6复位电路方案
复位电路的功能在于对单片机进行复位从而达到对整个电路复位的功能。要达到目的则要求在复位按键按下后在RST引脚上要出现一个维持2个机器周期高电平[4]。考虑到可以利用电容的电压不能突变（需要一定的充放电时间），于是采用如下复位电路。
图7 复位电路
2.2 硬件原理图
图8 硬件原理图
3 系统软件设计
3.1基本原理
多路温度测量系统的软件程序主要由主程序、读DS18B20模块ROM地址程序、显示DS18B20模块ROM地址、读DS18B20模块温度值程序、显示DS18B20模块温度值程序和LCD、DS18B20模块驱动程序等组成。
3.1.1主程序
主程序的流程图如图9所示。
图9 主程序流程图
在主程序中，首先对LCD初始化，其次通过检测按键，判断是读DS18B20
模块的ROM地址还是读DS18B20模块的温度值，如果是读ROM地址，则依次调用读ROM程序和显示ROM程序；如果是读温度，则调用测量温度程序和显示温度程序，注意测量某个DS18B20模块之前，一定要读出该模块的ROM并保存到相应的存储单元。
3.1.2读ROM地址程序
读ROM地址程序的流程如图10所示。读ROM地址时，一次只能把一片DS18B20模块连接到单总线上，读ROM程序实现把当前连接到总线上的DS18B20的ROM
地址读出。读ROM地址程序处理过程如下，先计算存放当前DS18B20模块ROM
地址的存储单元的偏移地址，然后依次是DS18B20初始化、发读ROM命令和读ROM地址到存储单元。
如图10 读ROM地址程序的流程
3.1.3显示ROM地址程序
显示ROM地址程序实现依次从当前存放ROM地址的缓冲区中取出地址显示，显示ROM地址程序的流程图如图11所示。
如图11 显示ROM地址程序的流程图
3.1.4读选中DS18B20温度的程序
读选中DS18B20温度的程序的流程图如图12所示。读选中DS18B20模块温度值的处理过程分3个步骤，第一是向总线放启动温度转换命令，启动连接总线上的DS18B20模块温度转换，由于12位DS18B20温度转换时间比较长，所以启动转换后一定要调用延时程序等待转换完成后才能去读温度值；第二根据当前器
件号取当前DS18B20器件的64位ROM地址，发送到总线匹配对应的DS18B20模块；第三向总线发读暂存器命令读匹配的DS18B20模块转换的温度值。
如图12读选中DS18B20温度的程序的流程图
3.1.5显示温度程序
显示温度程序的流程如图13所示。
显示温度程序显示读出的温度值及相应的提示信息。DS18B20的温度值是2位，存放在两个字节中，其中高字节的高5位为符号位，如果温度值是正数，则符号位为0，如果温度值是负数，则符号位为1。显示温度处理程序时，先根据高字节的高5位判断是正数还是负数，如果是正数，则提取其中的百位、十位、个位及小数位，转换成字符编码放入相应的显示缓冲区；如果是负数，则提取其中的负号、十位、个位及小数位，转换成字符编码，放入相应的显示缓冲区；最后把显示缓冲区的内容显示到LCD显示器。
如图13 显示温度程序的流程
3.2软件清单
汇编语言程序如下：
;系统时钟频率12MHZ
;第一片18B20的ROM地址放在20H-27H
;第二片18B20的ROM地址放在30H-37H
;第三片18B20的ROM地址放在40H-47H
;第二片18B20的ROM地址放在50H-57H
DQ BIT P3.0 ；定义单总线端口
E BIT P1.5 ；定义LCD端口
RW BIT P1.6
RS BIT P1.7
K0 BIT P1.0 ；定义功能开关，K0断开，显示温度；K0接通，读ROM K1 BIT P1.1 ；定义通道选择键
NUM1 EQU 3EH ；定义存放读ROM的编号
NUM2 EQU 3FH ；定义存放显示通道的编号
LCD_3 EQU 3DH ；存放通道温度的百、十、个、小数位
LCD_2 EQU 3CH
LCD_1 EQU 3BH
LCD_0 EQU 3AH
TEMP_DATA_L EQU 4EH ；存放读出的18B20的12为编码
TEMP_DATA_H EQU 4FH
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: MOV SP, #60H
MOV NUM1, #0 ；编号初始化为0
MOV NUM2, #0
CALL LCD_INIT ；LCD初始化
AGAIN: JB K0, DISPTEMP ；判读ROM，还是显示温度
READ: JB K1, NEXT1 ；读ROM，默认读0号，按一次K1编号加1 JNB K1, $
INC NUM1
MOV A, NUM1
CJNE A, #4, NEXT1 ；如果加到4，则回到0
MOV NUM1, #0
NEXT1: LCALL READ_ROM ；读当前ROM保存
LCALL DISP_ROM ；显示当前ROM
SJMP AGAIN
DISPTEMP: JB K1, NEXT2 ；显示温度，默认显示0号，按一次K1编号加1 JNB K1, $
INC NUM2
MOV A, NUM2
CJNE A, #4, NEXT2 ；如果加到4，则回到0
MOV NUM2, #0
NEXT2: LCALL READ_TEMP ；读当前匹配18B20的温度，保存
LCALL DISP_TEMP ；显示当前匹配18B20的温度
SJMP AGAIN
;**************************************
;匹配ds18b20,读模块温度值到缓冲区
;**************************************
READ_TEMP: MOV R0, #20H
MOV A, NUM2
MOV B, #10H ；由编号取得缓冲区地址
MUL AB
ADD A, R0
MOV R0, A
LCALL DS18B20_INIT ；18B20初始化
MOV A, #0CCH ；跳过ROM命令
LCALL WRITE_BYTE
MOV A, #44H ；启动温度转换
LCALL WRITE_BYTE
LCALL DELAY
LCALL DELAY
LCALL DS18B20_INIT ；18B20初始化
MOV A,# 55H
LCALL WRITE_BYTE ；发匹配命令
MOV R5, #08H
LOOPREAD: MOV A, @R0 ；送入匹配的64位ROM地址
LCALL WRITE_BYTE
INC R0
DJNZ R5, LOOPREAD
MOV A, #0BEH
LCALL WRITE_BYTE ；发读暂存器
LCALL READ_BYTE ；读出温度低字节
MOV TEMP_DA TA_L, A
LCALL READ_BYTE ；读出温度高字节
MOV TEMP_DA TA_H, A
RET
;****************************************
;显示匹配模块温度程序
;****************************************
DISP_TEMP: MOV A, #80H ；写入显示缓冲区起始地址为第1行第1列ACALL WC51R
MOV A, #'A' ；第1行第1列显示字母A
ACALL WC51DDR
MOV A, #'D' ；第1行第2列显示字母D
ACALL WC51DDR
MOV A, #'D' ；第1行第3列显示字母D
ACALL WC51DDR
MOV A, #'R' ；第1行第4列显示字母R
ACALL WC51DDR
MOV A, #':' ；第1行第5列显示字母：
ACALL WC51DDR
MOV A, #' ' ；第1行第6列显示空格
ACALL WC51DDR
MOV A, NUM2 ；第1行第7列显示编号
ADD A, #30H
ACALL WC51DDR
MOV A, #0C0H ；写入显示缓冲区起始地址为第2行第1列
ACALL WC51R
MOV A, #'T' ；第2行第1列显示字母T
ACALL WC51DDR
MOV A, #'E' ；第2行第2列显示字母E
ACALL WC51DDR
MOV A, #'M' ；第2行第3列显示字母M
ACALL WC51DDR
MOV A, #'P' ；第2行第4列显示字母P
ACALL WC51DDR
MOV A, #':' ；第2行第5列显示字母：
ACALL WC51DDR
CONVERT_T: MOV A, TEMP_DA TA_H
ANL A, #80H
JZ TEMPC1 ；如果温度寄存器里的高位为1，则温度为负
CLR C
MOV A, TEMP_DATA_L
CPL A ；负温度将补码转成二进制，取反再加1
ADD A, #01H
MOV TEMP_DA TA_L,A
MOV A, TEMP_DATA_H
CPL A
ADDC A, #00H
MOV TEMP_DA TA_H,A
MOV A, TEMP_DATA_L
ANL A, #0FH
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A, @A+DPTR ；查表得小数位的值
MOV LCD_0, A
MOV A, TEMP_DATA_L
ANL A, #0F0H
SWAP A
MOV TEMP_DA TA_L,A
MOV A, TEMP_DATA_H
ANL A, #0FH
SWAP A
ORL A, TEMP_DATA_L
MOV B, #100
DIV AB
MOV LCD_3, #'-' ；负温度最高位显示“-”号
SJMP TEMPC2
TEMPC1: MOV A, TEMP_DA TA_L
ANL A, #0FH
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A, @A+DPTR
MOV LCD_0, A ；查表得小数位的值
MOV A, TEMP_DATA_L
ANL A, #0F0H
SWAP A
MOV TEMP_DA TA_L, A
MOV A, TEMP_DATA_H
ANL A, #0FH
SWAP A
ORL A, TEMP_DATA_L
MOV B, #100
DIV AB
MOV DPTR, #TABLE1
MOVC A, @A+DPTR
MOV LCD_3, A ；正温度的百位
TEMPC2: MOV A, #10
XCH A, B
DIV AB
MOV DPTR, #TABLE1
MOVC A, @A+DPTR
MOV LCD_2, A ；温度值的十位
MOV A, B
MOV DPTR, #TABLE1
MOVC A, @A+DPTR
MOV LCD_1, A ；温度值的个位
MOV A, LCD_3
ACALL WC51DDR ；第2行第6列显示温度的百位或“-”
MOV A, LCD_2
ACALL WC51DDR ；第2行第7列显示温度的十位
MOV A, LCD_1
ACALL WC51DDR ；第2行第8列显示温度的个位
MOV A, #'.'
ACALL WC51DDR ；第2行第9列显示小数点‘.‘
MOV A, LCD_0
ACALL WC51DDR ；第2行第10列显示温度的小数位
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR ；第2行后面的显示空格
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR
MOV A, #' '
ACALL WC51DDR
RET
;**************************************
;从ds18b20中读出64位序列号
;**************************************
READ_ROM: MOV R5, #8
MOV A, NUM1 ；由编号取得缓冲区地址
MOV B, #10H
MUL AB
MOV R1, #20H
ADD A, R1
LCALL DS18B20_INIT ；18B20初始化
MOV A, #33H
LCALL WRITE_BYTE ；发读ROM命令
D1: LCALL READ_BYTE ；读64位ROM，存入缓冲区
MOV @R1,A
INC R1
DJNZ R5, D1
RET
;*************************************
;将读出的64位序列号显示在LCD上
;*************************************
DISP_ROM: MOV A, #80H ；写入显示缓冲区起始地址为第1行第1列ACALL WC51R
MOV A, #'A' ；第1行第2列显示字母A
ACALL WC51DDR
MOV A, #'D' ；第1行第3列显示字母D
ACALL WC51DDR
MOV A, #'D' ；第1行第4列显示字母D
ACALL WC51DDR
MOV A, #'R' ；第1行第5列显示字母R
ACALL WC51DDR
MOV A, #':' ；第2行第6列显示:
ACALL WC51DDR
MOV A, #' ' ；第2行第7列显示空格
ACALL WC51DDR
MOV A, NUM1
ADD A, #30H ；第2行第8列显示编号
ACALL WC51DDR
MOV A, #0C0H ；写入显示缓冲区起始地址为第2行第1列
ACALL WC51R
MOV A, NUM1 ；由编号取得缓冲区地址
MOV B, #10H
MUL AB
MOV R1, #20H
ADD A, R1
MOV R1, A
MOV R5, #8
D2: MOV A, @R1 ；64位ROM地址转换成16位十六进制数显示MOV B, #16
DIV AB
MOV R3, A
CLR C
SUBB A, #10
JC D3
ADD A, #07H
D3: ADD A, #30H
ACALL WC51DDR
MOV A, B
SUBB A, #10H
MOV A, B
JC D4
ADD A, #07H
D4: ADD A, #30H
ACALL WC51DDR
INC R1
DJNZ R5, D2
RET
;****************************************** ;初始化DS18B20
;****************************************** DS18B20_INIT:
SETB DQ
NOP
NOP
CLR DQ
MOV R6, #0A0H
DJNZ R6, $
MOV R6, #0A0H
DJNZ R6, $
SETB DQ
MOV R6, #32H
DJNZ R6, $
MOV C,DQ
JC ERROR
MOV R6,#064H
DJNZ R6,$
RET
ERROR: CLR DQ
SJMP DS18B20_INIT
RET
;**************************************** ;读DS18B20一个字节程序
;**************************************** READ_BYTE: MOV R7,#08H
SETB DQ
NOP
电子系统设计 实验报告
本科生实验报告 实验课程电子系统设计 学院名称 专业名称测控技术与仪器 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇年月——二〇年月
实验一、运放应用电路设计 一、实验目的 （1）了解并运用NE555定时器或者其他电路，学会脉冲发生器的设计，认识了解各元器件的作用和用法。 （2）掌握运算放大器基本应用电路设计 二、实验要求 （1）使用555或其他电路设计一个脉冲发生器，并能满足以下要求：产生三角波V2，其峰峰值为4V，周期为0.5ms，允许T有±5%的误差。 V2/V +2 图1-1 三角波脉冲信号 （2）使用一片四运放芯片LM324设计所示电路，实现如下功能：设计加法器电路，实现V3=10V1+V2,V1是正弦波信号，峰峰值0.01v，频率10kHz。 V3 图1-2 加法电路原理
三、实验内容 1、555定时器的说明： NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉波讯号。 a. NE555的特点有： 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 b. NE555引脚位配置说明下： NE555接脚图： 图1-3 555定时器引脚图 Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
电子系统综合设计与训练
电子系统综合设计与训练 指导书 编者：陈巍曾宪阳陆欣云 南京工程学院 工程基础实验与训练中心 前言：本课程是南京工程学院工程基础实验与训练中心系统集成专业、自动化学院相关专业课程体系与内容的教学改革的产物，是组成南京工程学院电工电子类专业技术基础课平台课程的课程之一，也是最重要的的一门实践性课程。其目的是通过以工程实践或社会生活为背景的综合电子系统的研究、设计与实现，使学生能将已学过的模拟电路、数字电路与EDA技术、微机原理、单片机、嵌入式系统等多门课程知识综合运用于电子系统的设计中，从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力，这是在所有实践性课程中最具活力，最能培养学生的自主学习与实践能力、培养学生创新思维的课程之一。在教学中可以根据学生兴趣爱好及所在的各学科专业的实际要求，选择不同的实践课题。 授课方式：本课程是研讨型实践课程，采用教师授课、自主学习与研究、演讲与讨论、设计与实践、答辩与验收等多种教学方式。 课程学时：课内总学时120学时，其中：授课10学时，专题讲座10课时，讨论40课时，实践60学时（实践2课时作1学时）；课内外学时比例：1:1 适合范围：电类专业本科生 先修课程：大学物理（含半导体器件物理）、电路分析基础、电子技术基础（模拟、数字）、单片机技术或嵌入式系统。 第一部分：模拟电子技术、数字电子技术混合设计项目项目一、正弦信号产生、转换计数显示电路的设计 【项目内容】 设计一个数模混合系统，包括信号的产生、转换、脉冲计数、译码、显示等。电路应实现的具体功能与技术指标如下： 1.基本要求 (1)设计一个正弦信号产生电路，要求输出信号频率可调。频率范围为500～1000Hz。
温度测量实验报告
温度测量实验报告 上海交通大学材料科学与工程学院 实验目的 1.掌握炉温实时控制系统结构图及其电压控制原理； 2.通过数据采集板卡，对温度信号（输入为电压模拟量）采集和滤波； 3.通过数据采集板卡，输出模拟电压量到调节器； 4.通过观测温度曲线，实施手动调节输出电压，使得温度曲线与理想波形尽量接近； 5.用增量式PID控制算法控制炉温曲线。 实验原理 (一)炉温实时控制系统结构图 (二)输出控制电压与工作电压的关系 加热炉加热电压=板卡输出控制电压×220 10 (三)电压控制原理 (四)温度与电压的关系
温度=电压× 700℃ (五)PID控制算法公式 ?u k= Ae k? Be k ? 1+ Ce(k ? 2) 其中：A=K P(1+ T T I + T D T )；B=K P(1+2T D T )；C=K P T D T 。 u k=u k ? 1+ ?u(k) 手动控制炉温参数选择及理由 加热电压：4V 理由：本套实验装置加热速度很快，若加热电压过高（高于5V）则会导致升温过快从而有可能损坏实验装置，而若加热电压过低则会导致升温过慢，浪费时间。综合实际情况以及上述分析，本组成员决定将加热电压设置为4V。 PID炉温控制参数选择及理由 表1 PID炉温控制参数 选取理由 周期：由于温度滞后性较大，因此周期应当大一些。此处本组采用了推荐值0.2s。 K P:由实际经验可知，K P的最佳范围在0.5-1.5之间。此处本组取了中间值1。 T I：实际操作过程中，本组同学发现若T I较小，超调量就会很大。所以这里将T I取得大一些，设置为20s。T D：小组成员发现炉温滞后现象非常严重，因此T D不得不调大一些，取成0.9s。
单片机电子时钟课程设计实验报告
单片机电子时钟课程设 计实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
《单片机原理与应用》课程设计 总结报告 题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计 设计人员：张保江江润洲 学号： 班级：自动化1211 指导老师：阮海容 目录 1.题目与主要功能要求 (2) 2.整体设计框图及整机概述 (3) 3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3) 4.软件流程图和流程说明 (4) 5.总结设计及调试的体会 (10) 附录 1.图一：系统电路原理图 (11) 2.图二：系统电路 PCB (12) 3.表一：元器件清单 (13) 4.时钟程序源码 (14)
题目：单片机电子时钟的设计与实现 课程设计的目的和意义 课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。 课程设计的基本任务 利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。 主要功能要求 最基本要求 1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。要求具有6位LED显示、3个按键输入。 2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。 3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。开始计时时为000000，到235959后又变成000000。 4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。每按一次键，对应的显示值便加1。分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。 5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。 6）设计八段数码管显示电路并编写驱动程序，输入并调试拆字程序和数码显示程序。7）掌握硬件和软件联合调试的方法。 8）完成系统硬件电路的设计和制作。 9）完成系统程序的设计。 10）完成整个系统的设计、调试和制作。
电子系统设计报告
课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式，要求学生综合利用所学的有关知识，在教师的指导下，分析和熟悉已给题目，然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程，并做出课程设计报告。因此，在设计中，要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程，逐步掌握系统开发的以下相关技术： (1)熟悉系统设计概念； (2)利用所学数电、模拟电路知识，设计电路图； (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB； (4)熟悉系统项目设计报告填写知识； （5）培养团队合作意识。 通过本课程设计，有助于学生更好地了解整个课程的知识体系，锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力，使其理论与实践相结合，从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力，全面运用课程所学知识，发挥自己的创造性，全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力，从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1．系统方案认识 根据所设定的题目，能够给出系统设计方案与思路
题目：信号发生器产生电路，请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路，并制作原理图，然后阐述其原理。 基本原理： 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波，并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍（如图5所示） 图5 DAC0832管脚图 1) DI7～DI0：8位的数据输入端，DI7为最高位。
电子系统设计专题实验
电子系统设计专题实验报告 ——AVR 单片机基础实验 学 院： 电信学院 班 级： 计算机14 学 号： 2110505092 姓 名： 刘鑫
一、实验目的和要求 本实验课程的主要目的是通过一个新型嵌入式单片机为核心的应用系统设计，掌握微型计算机硬件系统结构基本原理，软件开发编程方法，外围接口电路的组成和应用编程技术，以及电子系统设计的相关技术。通过课程实践训练，能够独立实现一个完整的计算机应用系统设计。 要求基本实验部分学习单片机系统的基本硬件组成原理和软件程序设计方法；综合设计实验要求根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。 二、实验设备及开发环境 以AVR ATmega128单片机为核心的实验开发系统。实验开发板采用技术性能优良的AVR ATmega128单片机作为核心器件，还特别设计了USB接口模块、Ethernet网络接口模块，还有MCU对外扩插槽，可为电路扩展模块提供必要的准备。 AVR单片机实验开发系统实验测试环境： 1.软件开发平台： PC机WindowsXP操作系统； AVR Studio 4.16 集成开发软件； WinAVR 20080610 C语言编译器； 2.下载编程工具： JTAG ICE mkII在线仿真器； 3.测试目标板： ATmega128实验开发板； 4.测试程序：用C语言编写电路功能测试程序，在WinAVR(GCC)+ AVR Studio编译下通过。 三、实验设计题目及实现的功能 实验一：单片机实验系统开发环境学习 1. 熟悉实验电路的结构原理、元器件名称、作用及相应的接口连接； 2. 学会使用C编译器编辑、编译、调试简单C源程序； 3. 学会使用AVR Studio集成开发软件下载调试并得到正确结果； 4. 熟悉蜂鸣器电路的编程原理 实验程序源代码: #include
现代电子实验报告 电子科技大学
基于FPGA的现代电子实验设计报告 ——数字式秒表设计（VHDL）学院：物理电子学院 专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：刘曦 实验地点：科研楼303 实验时间：
摘要： 通过使用VHDL语言开发FPGA的一般流程，重点介绍了秒表的基本原理和相应的设计方案，最终采用了一种基于FPGA 的数字频率的实现方法。该设计采用硬件描述语言VHDL，在软件开发平台ISE上完成。该设计的秒表能准确地完成启动,停止,分段,复位功能。使用ModelSim 仿真软件对VHDL 程序做了仿真，并完成了综合布局布线，最终下载到EEC-FPGA实验板上取得良好测试效果。 关键词：FPGA，VHDL，ISE，ModelSim
目录 绪论 (4) 第一章实验任务 (5) 第二章系统需求和解决方案计划 (5) 第三章设计思路 (6) 第四章系统组成和解决方案 (6) 第五章各分模块原理 (8) 第六章仿真结果与分析 (11) 第七章分配引脚和下载实现 (13) 第八章实验结论 (14)
绪论： 1.1课程介绍： 《现代电子技术综合实验》课程通过引入模拟电子技术和数字逻辑设计的综合应用、基于MCU/FPGA/EDA技术的系统设计等综合型设计型实验，对学生进行电子系统综合设计与实践能力的训练与培养。 通过《现代电子技术综合实验》课程的学习，使学生对系统设计原理、主要性能参数的选择原则、单元电路和系统电路设计方法及仿真技术、测试方案拟定及调测技术有所了解；使学生初步掌握电子技术中应用开发的一般流程，初步建立起有关系统设计的基本概念，掌握其基本设计方法，为将来从事电子技术应用和研究工作打下基础。 本文介绍了基于FPGA的数字式秒表的设计方法，设计采用硬件描述语言VHDL ，在软件开发平台ISE上完成，可以在较高速时钟频率（48MHz）下正常工作。该数字频率计采用测频的方法，能准确的测量频率在10Hz到100MHz之间的信号。使用ModelSim仿真软件对VHDL程序做了仿真，并完成了综合布局布线，最终下载到芯片Spartan3A上取得良好测试效果。 1.2VHDL语言简介:
电子系统综合设计实验报告
电子系统综合设计实验报告 所选课题:±15V直流双路可调电源 学院:信息科学与工程学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2016年06月
摘要本次设计本来是要做±15V直流双路可调电源的，但由于买不到规格为±18V的变压器，只有±15V大小的变压器，所以最后输出结果会较原本预期要小。本设计主要采用三端稳压电路设计直流稳压电源来达到双路可调的要求。最后实物模型的输出电压在±13左右波动。 1、任务需求 ⑴有+15V和-15V两路输出，误差不超过上下1.5V。（但在本次设计中，没有所需变压器，所以只能到±12.5V） ⑵在保证正常稳压的前提下，尽量减小功效。 ⑶做出实物并且可调满足需求 2、提出方案 直流可变稳压电源一般由整流变压器，整流电路，滤波器和稳压环节组成如下图a所示。 ⑴单相桥式整流 作用之后的输出波形图如下：
⑵电容滤波 作用之后的输出波形图如下： ⑶可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的LM317三端稳压器；有输出负电压的LM337三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。 LM317的引脚图如下图所示：（LM337的2和3引脚作用与317相反）
3、详细电路图： 因为大容量电解电容C1,C2有一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容C5,C6,C7,C8用来抵消电感效应，抑制高频干扰。 参数计算： 滤波电容计算： 变压器的次级线圈电压为15V ，当输出电流为0.5A 时，我们可以求得电路的负载为I =U /R=34Ω时，我们可以根据滤波电容的计算公式: C=т/R,来求滤波电容的取值范围，其中在电路频率为50HZ 的情况下，T 为20ms 则电容的取值范围大于600uF ，保险起见我们可以取标准值为2200uF 额定电压为50V 的点解电容。另外，由于实际电阻或电路
居里温度的测定_实验报告
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定 物理学院 111120160 徐聪 摘要：本文阐述了居里温度的物理意义及测量方法，测定了钙钛矿锰氧化物样品 在不同实验条件下的居里温度，最后对本实验进行了讨论。 关键词：居里温度，钙钛矿锰氧化物，磁化强度，交换作用 1. 引言 磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。 不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 2.居里温度的测量方法 测量材料的居里温度可以采用许多方法。常用的测量方法有： （1）通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到曲线，从而得到降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及等。 （2）通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。 （3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 （4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 3. 钙钛矿锰氧化物 钙钛矿锰氧化物指的是成分为(R是二价稀土金属离子，为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的型(为稀土或碱土金属离子，为离子)钙钛矿具有空间群为的立方结构，如以稀土离子作为立方晶格的顶点，则离子和离子分别处在体心和面心的位置，同时，离子又位于六个氧离子组成的八面体的重心，如图1(a)所示。图1(b)则是以离子为立
030741001《电子系统设计》课程教学大纲2010计划
《电子系统设计》课程教学大纲 课程代码：030741001 课程英文名称：Electronic system design 课程总学时：48 讲课：32 实验：16 上机：0 适用专业：电子信息科学与技术专业 大纲编写（修订）时间：2011.5 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 电子系统设计是电子信息科学与技术专业本科生的必修专业课之一，通过课程了解并掌握电子系统的基本构成、电子设计单元电路，特别是掌握基于单片机、CPLD、FPGA的设计方法，提高学生的综合素质，培养创新精神。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握电子系统方案设计的基本原理和方法，应用方案比较，方案论证，工作原理考核，测试方案论证，测试仪器选择，数据分析，系统总结等方法进行系统整体方案设计； 2．具有设计单元电路的能力； 3. 具有运用相关电子设计工具软件的应用能力，能使用相应软件进行实例设计； 4．具有基于硬件平台进行电子系统综合调试的能力，能够实现某些基本功能； 5．了解电子系统的最新技术和发展方向。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握电子系统设计的基本思想、原理、方法。 2.基本理论和方法：掌握包括电源设计、键盘输入、显示输出等基本电路，掌握应用单片机、CPLD、FPGA进行系统设计的基本原理和方法。 3.基本技能: 能够应用单片机、CPLD、FPGA为核心芯片进行简单系统的设计。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力，重点应放在提高工程应用的训练上。 2．教学手段：本课程属于应用技术类的专业课，教学内容中设计大量的电路设计和程序设计。在教学中应结合实际，如真实的电子器件、开发板等实物进行讲解以增加学生的感性认识，对程序设计调试等内容采用多媒体教学，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有模拟电子技术A、数字电子技术A、单片机、数字系统与VHDL。本课程将为毕业设计的学习打下良好基础。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节应安课堂演示，结合开发板等进行现场调试等，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容以查资料、进行实际电路设计为主，并针对学生的典型设计进行课堂讲解和讨论，分析不同设计的差别和优缺点，对设计方法要鼓励多样化。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
温度测量控制系统的设计与制作实验报告(汇编)
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
电子科技大学 实验设计方法 实验报告
电子科技大学 实 验 报 告 学生姓名：黎超群 学号： 20 指导教师：王守绪、何为 日期： 2014年5月13日
一、实验室名称： 211大楼 二、实验项目名称： 统计分析应用软件在优化试验设计中的应用 三、实验原理： 统计分析应用软件可以应用在优化试验设计中以简化运算，提高工作效率 四、实验目的： 1. 掌握“正交助手”应用软件在正交试验统计分析法中的应用 2. 熟悉Minitab、DPS统计分析应用软件在多元回归分析中的应用 3. 熟悉“均匀设计”应用软件在均匀试验设计以及分析方法中的应用 4. 加深对理论教学知识的理解 5. 更深刻理解试验设计方法在实际工作中的应用 五、实验内容： 1、用“正交设计助手”进行正交实验的极差分析和方差分析 2、用“正交设计助手”处理带交互作用的正交试验问题 3、minitab进行正交实验的方差分析 4、minitab处理多元回归分析问题 5、“均匀设计”软件解决均匀设计问题的一般流程 6、用DPS数据处理系统处理正交实验及回归分析 六、实验器材（设备、元器件）： 计算机、正交设计助手软件、Minitab软件、均匀设计软件、DPS数据处理系统
七、实验步骤： Ⅰ. 用“正交设计助手”进行正交实验的极差分析和方差分析 1.点击文件→新建工程→右击未命名工程→修改工程→键入用户名→点击实验 34）→再点→新建实验→填写实验名称和描述→点击旁边选项卡选择正交表（L 9 击“因素与水平”选项卡填写实验因素和水平（图1）→软件自动完成实验安排（图2）→填写实验结果（图3）→点击分析→“直观分析”得到极差分析结果（图4）→点击“因素指标”得到各因素二元图（图5）→点击“方差分析”→选择误差列为空白列得到方差分析结果（图6）→实验Ⅰ结束 图1 图2 图3 图4 图5 图6Ⅱ. 用“正交设计助手”处理带交互作用的正交试验问题 27）→填写因素、交互作点击新建实验→填写实验名称和描述→选择正交表（L 8 用和水平（图1）→软件自动安排实验（图2）→输入实验结果（图3）→点击“直观分析”得到极差分析结果（图4）→点击“交互作用”→选择发生交互作用的A、B得到交互作用表（图5）→点击“方差分析”得到方差分析结果（图6）
温度检测与控制实验报告
实验三十二温度传感器温度控制实验 一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用 二、实验说明 这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度范围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接 着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验 码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的
电子电路综合设计实验报告
电子电路综合设计实验报告 实验5自动增益控制电路的设计与实现 学号: 班序号:
一. 实验名称： 自动增益控制电路的设计与实现 二.实验摘要： 在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况; 另外，在其他应用中，也经常有多个信号频谱结构和动态围大体相似，而最大波幅却相差甚多的现象。很多时候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此时，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。 自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。 关键词：自动增益控制，直流耦合互补级，可变衰减，反馈电路。 三.设计任务要求 1. 基本要求： 1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为： 输入信号0.5?50mVrm§ 输出信号：0.5?1.5Vrms; 信号带宽：100?5KHz； 2）设计该电路的电源电路（不要际搭建）,用PROTE软件绘制完整的电路原理图（SCH及印制电路板图（PCB 2. 提高要求： 1）设计一种采用其他方式的AGC电路； 2）采用麦克风作为输入，8 Q喇叭作为输出的完整音频系统。 3. 探究要求： 1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路； 2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD及如何有效的降低THD 四.设计思路和总体结构框图 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA以及检波整流控制组成（如图1），该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。如图2,可变分压器由一个固定电阻R和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源V REG和大阻值电阻F2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防止Rb影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于R1。
电子商务系统分析与设计课程设计实验报告
江苏科技大学电子商务系统分析与设计课程设计网上书城系统的开发 学生姓名张颖 学号0840412117 班级08404121 指导老师 成绩 经济管理学院信息管理系 2012年1月8日
目录 一．系统规划 (2) 1.1明确用户需求 (3) 1.2初步调查 (3) 1.3确定电子商务模式和模型 (4) 1.4可行性分析和可行性分析报告 (4) 二．系统分析 (5) 2.1系统调查 (5) 2.2需求规格说明书 (5) 2.2.1 引言 (5) 2.2.2项目概述 (6) 2.2.3需求规定 (6) 2.2.4环境要求 (10) 2.3组织结构分析 (10) 2.4业务流程分析 (11) 2.5数据流程分析 (13) 三．系统设计 (14) 3.1系统总体结构 (14) 3.2网络基本结构 (15) 3.3系统平台选择 (16) 3.4应用系统方案 (16) 3.4.1各功能模块简要描述 (16) 3.4.4数据库设计 (18) 3.4.5用户界面设计 (23) 3.5实施方案 (24) 3.5.1客户端要求 (24) 3.5.2服务器端要求 (24) 3.5.3系统测试 (24) 四．支付系统设计 (28) 4.1支付协议选择 (28) 4.2支付系统数据流程分析 (29) 4.3支付系统安全需求分析 (29) 4.4支付系统总体设计 (30) 4.5支付系统功能 (32) 4.6交易流程设计 (33) 4.7支付系统安全设计 (34) 五．心得体会 (34) 一．系统规划
1.1明确用户需求 随着当今社会新系统大度的提高，网络的高速发展，计算机已被广泛应用于各个领域，因而网络成为人们生活中不可或缺的一部分。互联网用户应经接受了电子商务，网购成为一种时尚潮流。 书籍交易网站就是Internet和电子商务发展的产物，近几年在我国发展迅猛，如同一些书店纷纷在各地开设分店以拉近书店与顾客间距离一样。随着科学技术得分速发展，Internet这个昔日只被少数科学家接触和使用的科研工具已经成了普通百姓都可以触及的大众型媒体传播手段。随着现金全民素质和科学技术水平的不断提高，知识更新的越来越快。人们随时都会有被淘汰的危机，为了不让社会淘汰，做到与时俱进就必须多读书不断的学习，21世纪是网络的时代、信息的时代，时间是非常宝贵的，人们由于种种原因没有时间到书店去，也不知道哪家书店有自己需要的书籍，同时那些传统书店的经营者又没什么好的方法让人们知道我这就有顾客需要的书籍，这种买卖双方之间信息交流上的阻碍成为“网上书城”网站发展的原动力。 网上书城网站的建立可以跟好的解决这方面的问题，向广大用户推出的是一种全新的网上信息服务，旨在书店与消费者之间架起了一座高速、便捷的网上信息桥梁。 1.2初步调查 截止至2010年6月底，中国网民的数量达到4.21亿人，互联网电子商务化的程度也越来越高，网络购物、网上支付和网上银行的使用率分别达到33.8%、30.5%和29.1%。而在众多的电子商务行为中，因网上购书具有较高的可信性和打折优惠，网上购书的比例逐年提高。当当网、卓越亚马逊两间网上书城更是在同类B2C网站中占据头两位。很多人看到了书这种网上销售的诸多好处：方便购买、金额小、风险小、用户容易决定；信息的完整性以及很少出现质量问题和退货现象等，无论是当当、卓越还是99读书人，网上书店的强大搜索功能帮助顾客查找图书和选择图书，与传统书店中令人无所适从的货架分类不同，网上书店通过强大的搜索引擎为用户挑书提供了最大的便利。早在2005年底，著名调查公司AC尼尔森的
电子系统综合设计
数据采集系统的设计 中文摘要：数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。 关键词：数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信 一、设计目的 1、综合运用所学相关课程的基础理论和基本知识，完成数据采集系统的设计。 2、学会PROTEUS电子设计软件使用。 3、掌握电子电路的测试方法，熟练应用电子工程领域相关仪器、仪表和设备对电路的技术指标进行测试。 二、设计内容 1、在PROTEUS电子设计平台，综合应用模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术，完成数据采集系统电路设计与仿真。 2、在电子综合实训平台，选择电路模块，实现硬件验证。 3、在电子测试平台上，对主要技术参数进行测试。 三、主要仪器设备 1、电子综合实训系统。 2、PROTEUS电子设计软件。 3、万用表。 四、数据采集系统设计 1、数据采集系统方案 图 1 硬件设计总体框图
方案说明：数据采集系统即通过改变输入模拟信号来改变A\D转换后的值，进而改变现实模块的显示值。 2、电路设计 在PROTUES中选用的就要元件有AT89C51、ADC0809、7SEG-MPX4-CC-BLUE、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL、POT-HG、RES、RESPACK-8。 图2 数据采集系统设计原理图 电位信号是模拟信号通过模数转换器ADC089转换成数字信号，输送到AT89C51单片机 中，通过单片机的分析处理后经过数码显示出来，我们可以得到确切的信号数据。 五、程序设计 流程图如下： 图3 数据采集系统设计流程图
电子系统设计论文
《电子系统设计》论文 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 前言
本次电子系统设计实验是利用模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、可编程逻辑器件技术等完成一个或多个小型电子系统的设计和调试任务。主要是对单片机进行编程操作，编程的主要目的是使集成电路上集成的数码管显示对应的数字以及对按键的识别操作，最终通过编程的方式通过按键的选择控制数码管上显示数字的变化。小板编程可以熟悉并且进一步掌握汇编语言的编程过程及流程图的设计。 本实验的主控芯片的选择是8279和12887芯片。由于需要编程者可以对该芯片进行即时编程，实际实验的时候用到的是单片机仿真器，该仿真器内部存在有单片机及其最小系统电路，因此该仿真器可以完全替代单片机并接入集成电路板中，通过仿真器可以实现电脑与集成电路板的连接，以便于编程者随时修改程序并且可以随时观察到实现的实验现象。 一、通用键盘与显示器接口芯片8279 1、8279芯片的特点 8279芯片是一种通用可编程键盘/显示器接口电路芯片，它能完成监视键盘输入和显示控制两种功能。8279对键盘部分提供一种扫描工作方式，能对64个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同时按下进行处理。 显示部分为LED或其他显示器提供了按扫描方式工作的显示接口，可显示多达16位的字符或数字。另外，8279还具有以下功能及其特点： (1)、进行键盘扫描及文字显示； (2)、键盘扫描模式(Scanned Keyboard Mode)； (3)、传感器扫描模式(Scanned Sensor Mode)； (4)、激发输入模式(Strobe Input Entry Mode)； (5)、8乘8键盘FIFO(先进先出)； (6)、具有接点消除抖动，2键锁定及N键依此读出模式； (7)、双排8位数或双排16位数的显示器； (8)、右边进入或左边进入。16位显示示波器。 2、实验设计： (1)、设计程序使8279的数码管显示数字“”： 8279的数据口地址为7000H，将寄存器R0先存入数01H，讲R0的数据送入7000H，然后显示，并用时延保持，再使R0加1，再送入7000H，然后时延，同样方法重复8次即可存入8个数并显示在数码管上。 (2)、8279的16位按键显示： 使8279的一个数码管显示，按一次8279上的按键，比如“1”键，则在数码管上显示数字“1”，对应按键显示对应的数字或字母。过程为初始化以后，要读键盘，如果有按键，判断按的是哪个键，然后对应显示按键内容。按键要注意消抖。 显示器键码：0—22H 1—0AFH 2—31H 3—25H 4—0ACH 5—64H 6—60H 7—2FH 8—20H 9—2CH A—28H B—0E0H C—72H D—81H E—30H F—0E8H
电子系统设计-温度控制系统实验报告
电子系统设计实验报告温度控制系统的设计 姓名：杨婷 班级：信息21 学校：西安交通大学
一、问题重述 本次试验采用电桥电路、仪表放大器、AD转化器、单片机、控制通断继电器和烧水杯，实现了温度控制系统的控制，达到的设计要求。 设计制作要求如下： 1、要求能够测量的温度范围是环境温度到100o C。 2、以数字温度表为准，要求测量的温度偏差最大为±1o C。 3、能够对水杯中水温进行控制，控制的温度偏差最大为±2o C，即温度波动不得超过2o C，测量的精度要高于控制的精度。 4、控制对象为400W的电热杯。 5、执行器件为继电器，通过继电器的通断来进行温度的控制。 6、测温元件为铂热电阻Pt100传感器。 7、设计电路以及使用单片机学习板编程实现这些要求，并能通过键盘置入预期温度，通过LCD显示出当前温度。 二、方案论证 1、关于R/V转化的方案选择 方案一是采用单恒流源或镜像恒流源方式，但是由于恒流源的电路较复杂，且受电路电阻影响较大，使输出电压不稳定。 方案二是采用电桥方式，由电阻变化引起电桥电压差的变化，电路结构简单，且易实现。 2、关于放大器的方案选择 方案一是采用减法器电路，但是会导致放大器的输入电阻对电桥有影响，不利于电路的调节。
方案二是采用仪表放大器电路，由于仪表放大器内部的对称，使电路影响较小，调整放大倍数使温度从0到100度，对应的电压为0-5V。 三、电路的设计 1、电桥电路 通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零，然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。 通过调节电位器R3使其放大器输出端在0度的时候输出为0实现调零，然后合理选择R1、R2的阻值配合后面放大器的放大倍数实现热电阻阻值向电压值的转化。本次实验中：R1=R2=10KΩ，R3为500Ω的变阻器。 2、仪表放大器
《电力电子系统设计与实验》总结报告要点
《电力电子系统设计与实验》实践报告 专业：电力电子与电力传动 学号：S10080804029 报告人：龚钢 小组成员：龚钢杨夏祎 日期：2011年7月12日
目录 1、产品设计目标： (1) 1.1 产品性能指标汇总 (1) 1.2 产品设计依据 (1) 2、产品主电路工作原理概述 (2) 2.1 开关电源主电路 (2) 2.2 前级PFC工作原理 (2) 2.3 PFC控制芯片L6561介绍 (4) 2.4 后级反激电路工作原理 (5) 2.5 Flyback控制芯片LTA705S介绍 (5) 3、电路参数设计 (6) 3.1 前级PFC电路参数设计 (6) 3.1.1 Boost变换器工作原理及电感电容的计算 (6) 3.1.2 Boost电感设计 (8) 3.2 后级Flyback电路的设计 (9) 4、仿真及实验结果分析 (11) 5、问题或现象分析 (13) 6、心得体会 (14) 附录 (16)
1、产品设计目标： 1.1 产品性能指标汇总 产品参数设计指标： 输入电压：90~264V AC、3.15A、47~63Hz； 输出电压：19.2V DC、4.2A； 输出功率：70W~90W； 功率因数：0.95以上； 1.2 产品设计依据 从产品参数设计指标分析，其输入为交流电，输出为直流电，故首先需要设计整流电路，本产品设计的是二极管不控整流。整流输出为脉动较大的直流电（即交流电的半个周期）。此外本产品对电能利用率有要求，功率因数要求高于0.95，因此需要加入功率因数校正（PFC）环节。从所学知识了解到，Boost变换器可用作功率因数校正（PFC）。这也是一种常用的PFC拓扑电路。Boost变换器有三种工作模式，分别为电感电流连续模式、电感电流临界连续模式和电感电流断续工作模式。其中，电感电流临界连续模式下，可以通过有效控制，使输入交流电流和交流电压同相位从而有效提高功率因数。综合各种因素考虑本产品设计选择Boost工作在电感电流临界连续模式。 264。为满足这一宽范围本产品设计要求输入电压范围较宽。最大输入电压峰值2 输入要求，同时考虑经济合理性，本产品设计Boost电路工作正常的输出电压为400V 直流电。为了对Boost电路有效控制，实现PFC，本产品设计选用性价比较高的芯片L6561。 通过Boost电路实现功率因数校正后，输出电压较高。而产品要求输出电压为19.2V。为此，电路还需要一个DC/DC降压拓扑电路。可以实现降压的拓扑电路有很多。非隔离式变换电路：Buck变换器、Buck-Boost变换器、Cuck变换器；隔离式变换器：单端正激式隔离变换器，单端反激式隔离变换器。由于反激变换器能实现输入输出电气隔离，电压升降范围宽，运行可靠性能高等优点，因此本产品选择反激变换器实现DC/DC降压。 常用的高集成反激控制芯片有SG6742、FAN6754、LTA705S 等。结合实验实际条件，本产品设计选用LTA705S芯片作为反激电路开关管的驱动芯片。 综上所述，产品设计总体电路拓扑结构确定为：二极管整流电路，Boost变换器实现PFC电路、单端反激式隔离变换器实现DC/DC降压变换电路。
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