电子系统课程设计单片机

电子系统课程设计（选修1学分）理论6+课程设计24,任务：分组完成至少一个完整的系统设计设计作品检测，汇报交流。设计报告。,系统设计目前系统设计产品的特点1微处理器的运用极大地提高了产品的性能。测量精度,数据处理,自动调整和控制2具有较好的人机交互界面和对话能力3一般都有各类接口，可以方便地实行多机通信和组网，完成更复杂的任务,Cpu:mcu,mpu,pld,plc,dsp,emb,AB/CB/DBisa/eisa/std/pci通信总线,系统设计作品的典型结构,键盘/开关单个/矩阵/串行口,Led/lcd静态/动态/串行口/芯片,人机对话,数字量和模拟量输入/输出采样/保持,数字量/模拟量输入/输出,各类通信232,485,usb,1342,can,iic,spi,多机通信,按照电子信息的流向,电源类,信号源,信号采集,信号放大,测量,控制,无线电,数据处理,信号传输,电子系统设计分类,信号源,信号采集处理,放大器,电子设计竞赛题目要求电源类信号源数据采处放大器测量仪器控制无线电,一般指标外，步进，预置，显示，DC/DC，效率,步进，预置，低频用DDS，高频用PLL+VCO,放大，AD，传送存储，DA，滤波，移相，倍频分频，受控,测量放大，宽放，功放；AV步进，预置，高效，数字幅频均衡,电基本量(幅,频,相位),(波形,频谱),参数(R,L,C,OA,NET),脉搏,长度,闭环，控温，控车，控电机等,收音机，收发传送，传能，控制等,电子设计竞赛题目分类,初学者常见课题列表,基本设计研究1.十字路口交通灯时间顺序控制(6M晶振)：红灯25s,黄灯5s,绿灯15s(用延时子程序),基本设计研究1.十字路口交通灯时间顺序控制(6M晶振)：红灯25s,黄灯5s,绿灯15s(用延时子程序),例：设单片机晶振6MHZ，编写程序延时1s。;Delay:MOVR7,#0FAHLOOP:MOVR6,#0FAHLOOP1：NOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR6,LOOP1DJNZR7,LOOP实际执行时间为：(6+2)250+2+1250+1=500751个机器周期，需1.001502秒。,DL1S:MOVR7,#0FAHLOOP:MOVR6,#0FAHLOOP1：NOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR6,LOOP1DJNZR7,LOOP,DL5S:MOVR5,#5,DJNZR5,DL1SRET,DL5S:MOVR5,#5DL1S:MOVR7,#0FAHLOOP:MOVR6,#0FAHLOOP1：NOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR6,LOOP1DJNZR7,LOOPDJNZR5,DL1SRET,红灯25s,黄灯5s,绿灯15s(用延时子程序)ST:MOVP1,#3MOVR5,#25ACALLDL1SMOVP1,#0CHACALLDL5SMOVP1,#30HMOVR5,#15ACALLDL1SMOVP1,#0CHACALLDL5SSJMPST,1.十字路口交通灯时间顺序控制：红灯Xs,黄灯5s,绿灯Ys(用延时子程序)X=(P2.3P2.0)+1*4Y=(P2.7P2.4)+1*4,红灯Xs,黄灯5s,绿灯Ys(用延时子程序)ST:MOVP1,#3MOVR5,#25ACALLDELAYMOVP1,#0CHACALLDL5SMOVP1,#30HMOVR5,#15ACALLDELAYMOVP1,#0CHACALLDL5SSJMPST,MOVP2,#0FFHMOVA,P2ANLA,#0FHINCARLARLAMOVR5,AC,MOVA,P2SWAPAANLA,#0FHINCARLARLAMOVR5,AC,1红黄绿要根据实际情况闪烁。2红黄绿灯的实际驱动。3加入各路口检测信号？,(1)纵向(A向)与横向(B向)的交通灯定时60秒交换红绿灯一次。(2)灯光有三种颜色：红、黄、绿(图12.7中的R、O、G)，每次交换时要求在黄色灯亮时停留3秒钟。(3)一路在60秒内过车完后超过6秒无车继续过时，如另一路有车在等待，则自动提前交换灯色。交换过程也得先在黄灯处停留3秒。(4)在紧急车辆(如消防车、救护车等)通过时，四边街口均显红灯，以便只许紧急车辆通过，其他车辆暂停行驶。紧急车辆过后自动恢复原来的灯色标志。,交通灯控制,1、简单的时间控制及简单显示,数字定时器,简单单片机系统,2、时间控制及多功能显示,加时间控制和显示,3、2+车辆检测,单片机，PLC，工控机,4、3+区域联网,单片机，PLC，工控机+联网网络,初学者常见课题列表,SSI、MSI：(电子线路课程设计),分解：按照硬件功能分解联结：用数字脉冲连接各功能模块,数字钟的模块,EDA（FPGA/CPLD）的设计方法,分解：EDA芯片内部按照编程功能分解联结：内部用变量连接，外部用信号线连接,数字钟的模块,分解：按照接口功能分解：键盘软硬件，显示软硬件。用单片机等很容易对系统进行扩展,单片机,显示,按键开关,数字钟的模块,系统设计方法：(MCU、DSP、ARM),数字钟的模块,通信通道,人机对话通道,前向通道,后向通道,扩展定时控制、,时标信号接收,信号解调,单片机,电器电铃,隔离驱动,显示,按键开关,联网通信,自动校时、,时钟组网,系统设计一般按接口功能划分模块,初学者常见课题列表,2.输出方波,频率1000Hz(用中断)(12M晶振)ORG0LJMPSTORG0BHLJMPITT0ST:MOVTMOD,#01MOVIE,#82HSETBTR0SJMP$,;65536-1000=64536=fc18hITT0:MOVTL0,#18hMOVTH0,#0fchCPLP1.0RETI,简易电子琴：,2.输出方波,频率1000Hz(用中断)(12M晶振)ORG0LJMPSTORG0BHLJMPITT0ST:MOVTMOD,#01MOVIE,#82HSETBTR0SJMP$,;65536-1000=64536=fc18hITT0:MOVTL0,#18hMOVTH0,#0fchCPLP1.0RETI,30H31H,根据按键给30h,31h赋值，或者关中断,基本计算,根据按键给30h,31h赋值，或者关中断：LP：MOVP2,#0FFHMOVA,P2CJNEA,#0FFH,LP1MOVIE,#0；clrtr0SJMPLPLP1:MOVIE,#82H;setbtr0JBACC.0,LP2MOV31H,#252MOV30H,#24SJMPLPLP2:JBACC.1,LP3MOV31H,#252MOV30H,#134SJMPLP,.LP8:JBACC.7,LPMOV31H,#254MOV30H,#12SJMPLP,加入录音，存储，放音功能,1.加硬件键盘2.加存储器3.储存格式,加节拍器等力度检测,初学者常见课题列表,数字频率计一、功能十进制数字显示二、指标要求频率测量范围：1Hz100kHz被测信号：TTL电平的方波显示：十进制数字显示,刷新时间1s10s量化精度：小于1%三、指标发挥被测信号：幅值为0.5V5V的任意周期波形频率范围0.1Hz1MHz,量化精度：小于0.1%,频率计,方案分析1.谐振法2.直接频率比较法3.计数器方法,频率计,计数器方法,频率计,1、SSI芯片2、CPLDorFPGA芯片3、单片机等智能芯片,关键在于指标的分析,计数器方法的量化误差,计数器方法的误差量化误差,计数器计数：11个脉冲,计数器计数：10个脉冲,计数器量化误差：计数误差N/N,频率计,频率计测频率：fx=N/t计数器量化误差：计数误差N/N=1/(tfx):与被测频率与闸门时间成反比,t=10st=1st=0.1s,频率计,频率计测周期：fx=1/Tx，Tx=ts*10n计数器量化误差：计数误差N/N=ts/(10nTx):与时标成正比，与被测周期成反比,ts=1nsts=10nsts=0.1us,频率计,中界频率f=sqr(1/TxT),精度不等,频率计,等精度方案,量化精度f0/T,频率计,计数器方法,频率计,单片机+简单的数字芯片,关键在于指标的分析,等精度频率计,P1.1门控电路复位,P1.0预置闸门时间控制,P1.2查询闸门状态,计数器复位,4计数器电路,5时间频率测量仪器_5.3等精度电子计数器,输入通道,输入通道简化框图,输入通道,初学者常见课题列表,炉温控制系统,加温炉,加热元件,隔离驱动,定时器,位式控制,水开拔插头,传感器,比较器,比较电压,位式调节精度低，没考虑电炉的惯性,加热元件由模拟量或PWM控制,运算器,(火车开水锅炉),可用运放完成PID运算,通信通道,人机对话通道,前向通道,后向通道,炉温控制系统举例,加温炉,传感器,信号调理,模数转换,