第一讲：单片机系统设计--单片机电压采集装置(概述)

单片机系统设计中国矿业大学信电学院宗伟林2009年5月E-mail：[e-mail]一、课程的性质、目的和任务《单片机系统设计》是在学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节。课程的任务是通过学生独立进行选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养学生工程实践能力、创新能力，培养学生严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，使学生得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。二、先修课程本课程的先修课是《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及其应用》、《单片机接口技术》、《检测技术》等，它们着重解决基本理论和基本分析与设计方法，本课程侧重从系统的方案选择、工程设计和安装调试实践等方面进行学习和训练。三、课程基本要求1、通过对所选方案分析比较、设计计算、元器件选取、硬件制作、编制程序、系统调试等环节，初步掌握简单智能电子系统的设计方法；2、能正确绘制电路图、按工艺要求进行电路搭接和电路调试。3、初步掌握C51编程语言，能编写基本功能程序。4、掌握常用开发系统的正确使用方法，达到熟练调试程序和系统的能力。5、撰写能正确反映设计和实验成果的设计报告。6、自觉遵守实验室各项规章制度，服从实验室工作人员的安排。四、课程的教学内容课程教学分设计、制作和调试三个部分。设计选题以单片机为核心，基本内容应包括单片机最小系统、键盘和LED显示电路，以及设计系统涉及的其他电路。系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统、6个LED数码管电路和键盘电路，这部分电路已制成电路板，可根据设计需要进行配置选用。自制电路需自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。系统软件根据设计任务要求自行独立编制并进行调试。五、课时安排阶段课程内容课时安排1概论课程介绍、布置任务22电源焊接、调试33编程技术C51介绍124单片机电压采集装置查资料、理论设计画电路图电路焊接程序设计及调试643205总结撰写设计报告考核评价64注：共计60学时，30次课。教师讲课、辅导共15次。六、设计报告每人必须写出一份4000字以上的课程设计总结报告，提交正式打印稿及Word文件。⑴封面⑵任务书⑶中文摘要、关键词⑷目录⑸正文⑹参考文献⑺附录设计报告组成：七、参考书目1、胡汉才，《单片机原理及其接口技术》（2版），清华大学出版社2、张迎新，《单片机中级教程》，北京航空航天大学出版社3、丁元杰，《单片机原理与应用》，机械工业出版社4、孙育才，《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》，东南大学出版社5、曹巧媛，《单片机原理及应用——教学、实践、设计指导》，电子工业出版社6、谢自美，《电子线路设计·实验·测试》（2版），华中科技大学出版社7、单片机实验指导书八、考核、评价方式1、实物测评50％（电源10％，电压采集40％）2、设计报告20％3、回答问题20％4、纪律考勤10％考核成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级。一、制作直流稳压电源二、制作单片机电压采集装置一、制作直流稳压电源要求：1、掌握直流稳压电源的工作原理2、焊接制作具有＋5V和±12V的直流稳压电源二、制作单片机电压采集装置1、电压采集功能。在ADC0809的0通道输入0～5V电压，实时显示被测电压值（显示精度0.001V，即显示1位整数，3位小数）。2、保持功能。当按一次“保持”键时，锁定当前的显示值，即显示不随输入而变化；再次按下“保持”键，释放锁定，使显示随输入而变。基本要求二、制作单片机电压采集装置1、可切换并显示输入电压通道（0～7）。由按键选择输入通道号。2、由按键控制循环显示各输入通道的电压值（默认停留时间2秒），或者锁定显示某一通道的输入电压值。3、可随意设置上、下限报警值（步长0.1V，默认下限为0V，上限为5V）。设置时，当下限≥上限（或上限≤下限）时予以提示，并拒绝接受数据。当Vi超出报警值时，以2Hz速度闪烁显示，并显示提示符以区别上限或下限报警。扩展要求1、电源电路板2、单片机电路板电源电路板1、原理图2、电源PCB板单片机电路板89S52CPU原理图复位电路输入按键1、8位拨码开关。－－闭合：输入高电平－－断开：输入低电平2、4位脉冲按键，共用端口。－－按下：输入高电平3、可选择P1口或P3口输入。LED显示1、提供8位LED显示。2、可显示P1（P3）口状态。3、也可显示输入按键状态。数码管显示6位LED，共阴数码管动态扫描显示－－显示译码11、由P0口或P2口输出显示、控制信号2、信号包含：－－4位BCD码（DCBA）－－1位小数点控制信号（DOT）－－3位位选控制信号（SEL0、SEL1、SEL2）－－显示译码2a~g七段译码输出1~6位选输出显示译码器输入：BCD输出：七段码3/8译码器输入：0~7输出：低电平01011001：在第5位显示9，小数点不亮。如：10010110：在第1位显示6，小数点点亮。123450数码管编号DOCSEL2SEL1SEL0DCBAPCB电路板－－输出信号接口－－显示输出和控制选择用短路片进行选择－－按键及LED显示的控制硬件框图单片机A/D08096位数码管键盘复位电源VCCGND输入信号调理1、元器件检测：电阻、电容、排阻，二极管等元件的检测2、电阻焊接：阻值不能弄错。3、排阻焊接：公共端位置要正确。4、二极管：正负极位置要正确。5、数码管：方向要正确，小数点放在右下角。6、集成电路：先焊IC座，方向要正确；电源和地线别遗漏。7、导线：焊接前线头要上锡，不同功能用不同颜色的线连接。8、焊接顺序：先低后高。9、焊后检查：确保不发生短路、断路、虚焊的现象。1、建立工程：Project－－选ATMEL的AT89S522、仿真器选择：TKS－HOOKS3、输出文件设置：在Project---optionforTarger-----output中，-----选中CreatHEXFile注：实验箱单片机为：philips—8xC52