基于单片机的三路表决器毕业设计论文

毕业设计课题基于单片机的三路表决器学生姓名学号专业机电一体化班级院（系）机械与电子信息工程分院指导教师职称二14年12月12日湖南电子科技职业学院2015届毕业生毕业设计任务书毕业设计课题基于单片机的三路表决器设计学生姓名彭凯指导教师陈慧一、选题意义及背景本课题利用单片机C51软件进行三路表决器设计。其目的是培养学生利用单片机C51软件来编写简单的程序，对提高学生的编程能力和设计能力动手能力有较重要的意义。学生应具备单片机的相关知识，熟悉单片机C51软件程序设计规范，能用C语言程序编写、输入、修改及调试等。二、毕业设计主要内容本课题要求单片机来设计三路表决器。3、计划进度第1周第2周接受任务、准备资料、拟定方案第3周第5周根据题目要求对三路表决器进行设计第6周根据题目要求，编写相应程序，上机调试、修改、完善，脱机运行第7周设计资料的准备、修改、完善第8周毕业设计答辩。四、毕业设计应提交的材料毕业设计开题报告及文献综述，不少于5000字的毕业设计论文，并应严格按照规范要求打印、装订。设计论文应包括1）内容摘要所做的设计如有特别之处，一定要挑明；做出来的计算器截图；完整的程序资料，应包括所使用的C语言程序及注解模拟调试的结果是否能满足要求。2）要求要求独立用单片机完成三路表决器设计。指导教师（签名）教研室主任（签名）年月日年月日基于单片机的三路表决器摘要本次设计的三路表决器，是投票系统中的客户端，是一种代表投票或举手表决的表决装置。表决时，与会有关人员只要按动各自表决器“赞成”“反对”“弃权”的某一按钮，荧光屏上即显示出表决结果。在三人表决器中三人分别用手指拨动开关A1、A2、A3来表示自己的意愿，如果对某决议同意，各人就把自己的指拨开关拨到高电屏（上方），不同意就把自己的指拨开关拨到低电平（下方）。表决结果用LED（高电平亮）显示，如果决议通过那么实验板上L2亮；如果不通过那么实验板上L1亮；如果对某个决议有任意二到三人同意，那么此决议通过，L2亮；如果对某个决议一个人或没人同意，那么此决议不通过，L1亮。关键词投票系统系统，表决结果,决议通过ABSTRACTTHREEWAYVOTETHISTIMEDESIGN,ISAVOTINGSYSTEMINTHECLIENT,ISAVOTINGDEVICETOVOTEONBEHALFOFORASHOWOFHANDSTHETIMEOFTHEVOTE,THERELEVANTPERSONNELASLONGASTHERESPECTIVEVOTINGDEVICE“INFAVOROF“AGAINST“WAIVER“ONEBUTTON,ONTHESCREENTHATSHOWTHERESULTSOFTHEVOTEINTHREEPEOPLEVOTEINTHREEWEREFINGERSTOGGLESWITCHA1,A2,A3TOEXPRESSTHEIRWILL,IFAGREEDONARESOLUTION,EVERYONEWILLPUTTHEDIPSWITCHTHEIRSHIFTINGTOHIGHELECTRICSCREENABOVE,DONOTAGREETOTHEDIPSWITCHTHEIRSHIFTINGTOALOWLEVELBELOWTHERESULTSOFTHEVOTEBYLEDHIGHLIGHTSHOWTHATIFTHEADOPTIONOFTHERESOLUTIONSOEXPERIMENTALBOARDL2BRIGHTIFNOTBYTHETHENEXPERIMENTALBOARDL1BRIGHTIFTHEREISANYTWOTOTHREEPEOPLETOAGREEONARESOLUTION,THERESOLUTIONPASSED,L2BRIGHTIFTOARESOLUTIONOFAPERSONORNOONEAGREEDWITHTHISRESOLUTION,THENNOTTHROUGH,L1LIGHTKEYWORDSVOTINGSYSTEM,VOTINGRESULTS,THEADOPTIONOFTHERESOLUTION目录第一章三路表决器的概述511三路表决器的功能描述512三人表决器的逻辑功能5第二章设计方案与论证621触发方案的选择622表决方案的选择623显示方案的选择7第三章设计原理及功能说明731三路表决器的原理框图732程序设计833三路表决器基本原理图10第四章单元电路的设计1141触发电路设计1142表决电路设计1243计数部分电路设计13第五章硬件的制作与调试1351硬件的制作1352硬件的调试14总结15参考文献16致谢17附录1总体电路原理图18附录2元器件清单19第一章三路表决器的概述11三路表决器的功能描述三个人分别用手指拨动开关SW1、SW2、SW3来表示自己的意愿，如果对某决议同意，各人就把自己的指拨开关拨到高电平（上方），不同意就把自己的指拨开关拨到低电平（下方）。表决结果用LED（高电平亮）显示，如果决议通过那么实验板上L2亮；如果不通过那么实验板上L1亮；如果对某个决议有任意二到三人同意，那么此决议通过，L2亮；如果对某个决议只有一个人或没人同意，那么此决议不通过，L1亮12三人表决器的逻辑功能表决结果与多数人意见相同。设A0,A1,A2为三个人（输入逻辑变量），赞成为1，不赞成为0；X0为表决结果（输出逻辑变量），多数赞成X0为1，否则，X0为0其真值表如表1所示。表1“三人表决器”真值表输入逻辑变量输出逻辑变量A0A1A2A300000010010001111000101111011111其中A0,A1,A2为输入表决信号即为SW1,SW2,SW3指示灯，X0为输出结果即LED灯由真值表写出逻辑表达式并化简得X0A0A1A0A2A1A2第二章设计方案与论证21触发方案的选择触发方案的论证与选择方案一采用单片机作为触发器，经济实惠，性能稳定，电路简单，其中STC15F104W八引脚就足以满足整个方案的设计要求。方案二采用“D触发器”，连接电路较为复杂，当不级联第二级时输出状态较为稳定，当输出有负载时输出信号不稳定，必须加合适的上拉或者下拉电阻，才能稳定输出。综合考虑，若选择单片机，程序设计对于没有学习过单片机的我们，无疑是一个难题，而且不满足数电课程设计的要求。因而选择方案二，芯片选择较为经济的74LS74。22表决方案的选择表决方案的论证与选择方案一选用三个与非门及一个三输入与非门。方案二选用三个与门及一个三输入或门。两种方案的的复杂程度差不多，连接电路的设计也差不多，然而考虑到作品的性价比，第二种方案较为经济，综合考虑选择方案二。23显示方案的选择显示方案的论证与选择方案一采用液晶显示，如较为经济的LCD1602。方案二选择计数器加译码器，再用数码管显示。方案一较为美观，显示效果好，不过不易操控，而且不如方案二直观更增加了设计成本，综合考虑选择方案二。第三章设计原理及功能说明31三路表决器的原理框图原理框图如图31所示表决通过显示触发计数译码显示图31原理方框图32程序设计LIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYBJQ3ISPORTA,B,CINSTD_LOGICYOUTSTD_LOGICENDARCHITECTUREONEOFBJQ3ISBEGINYYY1ENDCASEENDPROCESSENDLIBRARYIEEEUSEIEEESTD_LOGIC_1164ALLUSEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALLENTITYBJQ3ISPORTMINSTD_LOGIC_VECTOR2DOWNTO0YOUTSTD_LOGICENDARCHITECTUREONEOFBJQ3ISBEGINPROCESSMBEGINIFM“000“THENY0ELSIFM“001“THENY0ELSIFM“010“THENY0ELSIFM“011“THENY1ELSIFM“100“THENY0ELSIFM“101“THENY1ELSIFM“110“THENY1ELSIFM“111“THENY1ENDIFENDPROCESSEND33三路表决器基本原理图三路就表决器的电路原理图如图32所示D2Q5CLK3Q6S4R1U1A74LS74D12Q9CLK1Q8S10R13U1B74LS74D2Q5CLK3Q6S4R1U2A74LS74123U3A74LS08456U3B74LS089108U3C74LS08D1LEDYELOWD03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1L1U574LS37D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1L1U674LS37D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1L1U774LS37D03Q01414113D25Q2123631RCO15ENP7T10CLK2LOAD9MR1U874ALS16R11KA7QA13B1B12C2QC1D6D10BI/RBO4QE9I5F15LT3QG14U974LS247R230R30R430R530R630R730R830R19128U4A74HC4075图32电路原理图第四章单元电路的设计41触发电路设计触发电路采用双D触发器的“74系列芯片”74LS74，触发电路如图41所示D2Q5CLK3Q6S4R1U2A7474R1100输出图41触发电路原理图42表决电路设计采用双输入4与门芯片74LS08及三输入三或门芯片74HC4075来实现表决功能，并用绿色LED的亮灭来表示表决是否通过。该部分电路原理图如图42所示D1LEDYELOW123U1A74LS08456U1B74LS089108U1C74LS08R13019128U3A74HC4075输入输入输入图42表决部分电路原理图43计数部分电路设计计数部分是记录“通过”的人数，采用锁存器74LS373发送触发脉冲，用74LS161计数器记录脉冲数，再用74LS247进行译码，用数码管显示。计数部分原理图如图43所示D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1LE1U574LS373D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1LE1U674LS373D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1LE1U774LS373D03Q01414113D25Q2123631RCO15ENP7ET10CLK2LOAD9MR1U874ALS161R11KA7QA13B1B12C2QC1D6D10BI/RBO4QE9RBI5F15LT3QG14U974LS247R230RR30RR430RR530RR630RR730RR830R按键脉冲输入按键脉冲输入按键脉冲输入计数器清零图43表决部分电路原理图第五章硬件的制作与调试51硬件的制作锡。我们分别根据各芯片的原理及应用，认真地校对和确认。确认无误后，再用万用表测定了各个电阻的电阻值，确保了每一个电子元件无损坏。然后根据设计原理图进行电路布局和布线。我们考虑到电阻和电容的体积小，耐高温，所以我们将电阻和点动开关等小体积元件先焊在电路板上，这样避免了出现焊接小体积元件时操作不方便或者因温度过高损坏元件的问题。焊接过程中，将电路板夹在两本课本之间，固定住了电路板，避免焊接时电路板移动对焊接质量造成影响。为了避免电烙铁长时间通电导致温度持续较高，缩短了电烙铁的寿命，因此，电烙铁每通电半小时便断开一小段时间。为了节省焊锡，不造成资源浪费，在焊接过程中，在保证能够固定元件并且不出现虚焊的情况下，尽量少用了焊52硬件的调试首先，给电路通电，点击按键，观察输出结果是否正常，多测试几测看结果是否一致，且正常。如果不正常，用示波器及万用表一级级检查输出是否正常，查找原因。总结在这次毕业设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次毕业设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次毕业设计，本人在多方面都有所提高，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次数电课程三路表决器设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了数电中的逻辑电路在现实的运用，掌握了数电课程设计的方法和操作步骤，了解了逻辑电路的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己在数电课程设计中的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。参考文献1、江晓安，董秀峰数字电子技术第三版西安电子科技大学出版社，20082、陈梓实用电子电路设计与调试，北京中国电力出版社，20063、张旭东数字电路和数字系统实验与课程设计实训教程，人民邮电出版社出版，20094、贾更新电子技术实验与课程设计，西安工业大学出版社，20105、李维数字电路课程设计及实验，大连理工大学出版社，20086、谈世哲PROTELDXP2004电路设计基础与典型范例北京电子工业出版社，20077、童诗白、华成英，模拟电子基础（第四版）高等教育出版社，20068、李伟鹏，电工与电子技术实验教程北京科学出版社，20029、张鑫，单片机原理及应用北京电子工业出版，200510、胡健，单片机原理及接口技术，机械工程出版社，2005致谢在此感谢我的指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这次设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。不仅授我以文，而且教我做人，我对老师的感激之情是无法用言语表达的。她不仅学识渊博，对专业孜孜以求，精益求精；而且在百忙之余仍然读书不辍，不断探求；为人师表，率先垂范；传道授业，呕心沥血。如果说我从指导老师那里学会了怎样做好学问，那么首先应该说我从导师那里领略了真正