電氣工程及其自動化畢業論文

時間：2024-06-16 19:29:30 學人智庫我要投稿

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電氣工程及其自動化畢業論文范文

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電氣工程及其自動化畢業論文范文

　　電子技術與單片機的發展應用

　　題目：電子技術與單片機的發展應用

　　系部：自動化與信息工程系

　　專業：

　　姓名：

　　班級：

　　學號：

　　指導教師：

　　教師單位：

　　題目類型：陳龍 08電氣3班 080402334 安徽電氣工程職業技術學院

　　實習報告

　　年月日

　　緒論4

　　一、數字電子技術5 1數字信號5 2數字電路5 數制與代碼5 邏輯代數的基本運算5 邏輯代數的基本定律6 3數字電路的特點、分類6 4數字電路的發展6

　　二、單片機技術6 1什么是單片機7 2單片機的基本結構及特性7

　　三、數字電子技術與單片機的結合應用實例———數字電子鐘7 1數字電子鐘的簡介7 背景8

　　意義8 應用8 2數字電子鐘的硬件組成8 LED顯示電路8 單片機的選擇8 3軟件設計

　　系統軟件設計流程圖9 4程序設計10

　　四、總結21

　　數字電子技術與單片機的發展應用

　　緒論

　　二十世紀四十年代，在先進武器的研制過程中，比如導彈的彈道軌跡計算需要進行大量高速，復雜，精確的計算，原有的計算工具已滿足不了要求;另一方面，當時的自動控制技術和電子器件等使新型計算工具的發明成為可能。一是需要而使可能，世界上地一臺電子計算機于1946年誕生于美國賓夕法尼亞，取名ENIAC，電子計算機的誕生與數字電子技術等技術的發展是離不開。而時至今日，數值電子技術也已經廣泛應用各個領域了，無論是現代高精尖電子設備，還是大家熟悉的計算機，手機，數字電視，數碼相機等現代電子裝置，其核心構成都是數字電子系統而數字電子系統的發展又促進了單片機技術的發展應用，所以數字電子技術是與單片機技術緊緊相連的，如圖所示是數字鐘電路，它就是運用數字電子技術與單片機技

　　術所制成的。

　　一·數字電子技術

　　1·數字信號

　　電子電路所處理的電信號可分為數字信號和模擬信號。數字信號是在時間和數值上都是離散的信號。計算機傳遞的信號往往就都是數字信號，而模擬信號是在時間和數值上都是連續變化的信號，如電流電壓等。

　　2·數字電路

　　數字電路是用于傳遞和處理數字信號的電子電路。它可以完成信號的產生，放大，整形，傳遞，控制，存儲計算等。數字電路分析及設計的基本工具是邏輯代數，組成數字電路的基本單元電路是邏輯門電路。

　　·數制與代碼

　　數字電路的基礎主要是研究輸出和輸入信號之間的對應邏輯關系其分析的主要工具是邏輯代數。

　　在現實生活中各種數字設備只能對二進制代碼進行運算和處理，人們熟悉的十進制數對機器來說實現起來很困難。所以對于電子技術來說二進制數十很重要的，而根據單片機的定義：單片機就是將計算機的基本部件集成到一塊芯片內的微型計算機。就像上面所說數字電子技術對于單片機的發展來說有很重要的意義，所以了解二進制數及其各進制數間的轉換也是很重要的

　　二進制數的基數是二，采用兩個數碼零和一，技術規律是“逢二進一”。二進制數的各位的位位權為20、21、22任何一個二進制數都可以表示成以其數2為底的冥的求和數。

　　在計算機系統中，除了二進制，還有八進制、十進制、十六進制。二進制主要用于機器內部數據處理。八進制和十六進制主要用于書寫程序，十進制主要用于運算結果的輸出。

　　·邏輯代數的基本運算

　　邏輯代數有三種基本運算：與運算，或運算和非運算

　　與運算的邏輯表達式為Y=A·B他的運算規律為輸入有0得0全1得1。

　　或運算的邏輯表達式為Y=A+B或邏輯得運算規律為有1得1，全0得0

　　非運算也稱反運算，其表達式為Y=A 非邏輯運算的規律為0變2，1變0，即始終相反。

　　·邏輯代數的基本定律

　　與普通代數一樣，邏輯代數也有相應的規律，其基本定律有0-1律、交換律、結合律、分配律、互補律、重疊律、還原律、反演律(摩根定律)、吸收率、隱含律。這些我們都記、應該要了解，在這里就不多說了。

　　1·數字電路的特點及分類

　　與模擬電路相比數字電路具有顯著地有點

　　·結構簡單，便于集成化系列化生產，成本低廉使用方便

　　·抗干擾性強，可靠性高，精確度高，穩定性好

　　·處理功能強，不僅能實現數值運算，還可以實現邏輯運算和判斷。

　　·可編程數字電路便于實現各種運算具有很大的靈活性。

　　·數字信號更易于存儲、加密、壓縮、傳輸

　　數字信號是不連續的，反映在電路上只有高電位和低電位兩種狀態，因此數字電路采用二進制數來傳輸和處理數字信號，在數字電路中，通常采用開關的接通與開斷來實現電路的高低電位兩種狀態，將高電位稱為高電平，用“1”表示，低電位稱為低電平，用“0”表示。

　　數字電路的開關狀態時二極管，三極管的導通和截止來實現的。

　　分類：數字集成電路按不同劃分方法有各種不同的類型它可按集成度分、按應用范圍分、按所用器件分、按邏輯功能分。

　　·數字電路的發展

　　目前數字集成帶你路正向著大規模，低功耗，高速度，可編程可測試和多值化方向發展。

　　二·單片機技術

　　1·什么是單片機

　　單片機就是將計算機的基本部件集成到一塊芯片內的微型計算機。由于單片機通常是為控制應用而設計制造的，現國際上逐漸統一稱為MCU(MICRO-CONTROLLER UNIT 微控制器)

　　2·單片機的基本結構及特點

　　單片機芯片內通常包括CPU、ROM、RAM并行I/O、串行I/O、定時器計數器、中斷控制系統時鐘、A/D(模數轉換器)和D/A(數模轉換器)、WDT(監視定時器)等。

　　與通常所說的微型計算機相比單片機具有以下顯著特點：1多功能。2多品種。3占用空間少。4系統所需外圍器件少。5低價格。6低電壓。7地功耗。8性價比高。高靈活性。10高可靠性

　　鑒于上述特點單片機在工業測量和控制家用電器，商業應用等領域都得到了廣泛的應用。可分為兩大分支：(1)通用計算機系統，如我們日常使用的PC機。(2)嵌入式計算機系統，可理解為嵌入到其他裝置中的計算機系統，大多數嵌入式計算機系統已單片機為核心。

　　單片機的應用大致可分為以下4大類

　　(1) 智能儀器儀表(2)工業測控(3)民用智能電子產品(4)計算機外設及通

　　信設備。

　　日常生活核工業系統中以及其他領域都離不開單片機，它在智能電子產品中起著核心作用，如信息家電，掌上電腦，可視電話在電力系統中也有廣泛的應用，

　　如遠程測控終端RTU，智能電表，智能抄表器，無功補償控制器都有廣泛的應用。

　　三·數字電子技術與單片機的結合應用實例————數字電子鐘

　　1·數字電子鐘的簡介

　　背景：20世紀末電子技術獲得了飛速的發展在其推動下現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力的推動了社會生產力的發展和社會信息化程度的提高，同時也使現代電子產品的性能進一步提高，產品跟新換代的節奏也越來越快，時間對人們來說總是那么的寶貴。目前單片機正朝著高性能和多品種方向發展，將進一步向CMOS化，低功率，小體積，大容量，高性能，低價格，和外圍電路內裝片等幾個方面發展。從前必須由模擬電路或數字電路實現的功能現在已能用單片機通過軟件方法來實現。這種技術可成為微控技術。單片機模塊中最常見的是數字鐘。數字鐘是一種用數字電子技術實現的分秒即使得裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性。且無機械裝置具有更長的使用使用壽命因此得到廣泛的使用。

　　意義：電子鐘是采用數字電路實現時分秒數字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，車站，碼頭等公共場所。成為人們日常生活中不可缺少的必須品。由于數字集成電路的發展和石英晶體振蕩器的廣泛應用使得數字鐘的精度遠遠的超過老式鐘表，鐘表的數字化給人們生產生產生活帶來了極大的方便，而且大大的擴發了鐘表的原來的報時功能，如定時自動報警，按時自動打鈴，時間程序自動控制所有這些都頂以鐘表數字化為基礎，因此研究數字鐘及其擴大應用有著非常現實的意義。

　　應用：數字鐘一成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于各個私人與公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來了極大的方便，由于數字集成電路技術的發展和采用了先進的石英技術，使數字鐘具有定時，準確，性能穩定，攜帶方便等優點，他還用于記時，自動報時及自動控制等各個領域。

　　數字電子鐘的硬件組成

　　 LED顯示電路

　　LED顯示電路采用動態顯示方式顯示，由74LS248 BCD譯碼芯片和74LS138譯碼器組成。采用74LS248的目的是為了節省I/O口資源，以便控制更多的外圍芯片。LED的段選數據由通過 74LS248譯碼過來的段選碼決定，位選數據由74LS138譯碼產生。工作的時候首先把按鍵的值轉換為BCD碼，再送入P0口的第4位，但是對P0口時整體復制會破壞位選口的數據。此時需進行P0口數據的修正，通過或邏輯運算把位選數據也送入P0口的第4位和第5位，再把修正好的數據送給P0口，此時既有段選數據又有位選數據。要使顯示的數據不閃，則需要利用人眼的視覺暫留性，將每個數據顯示之間的時間延時控制在10 ms以內，這樣顯示的數字才不閃。 ●單片機的選擇

　　對于在電子時鐘里單片機的選擇我選擇的是AT89c52作為電子時鐘的硬件核心。

　　因為AT89C52片內全部采用FLASH ROM 能以3V的超低壓工作。，其有8KB ROM的存儲空間，且具有在線編程可擦除技術，如果對電路進行調試時由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時不需要對芯片多次插拔，所以不會對芯片造成傷害。

　　而AT89C51作為硬件核心的話，其內部是4KB ROM的存儲空間錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時要多次插拔，所以會對芯片造成傷害。所以綜合以上幾點我選擇AT89c52作為電子時鐘的硬件核心，其雖也能工作在3V的超低壓狀態，但如果對電路進行調試時由于程序的。

　　3·軟件設計流程圖

　　4·程序設計 SEC EQU 32H ;秒即

　　時時間 \偽指令

　　MIN EQU 31H ;分

　　HOUR EQU 30H ;時

　　DAY EQU 35H ;日

　　MON EQU 34H ;月

　　YEAR EQU 33H ;年

　　MIN_1 EQU 41H ;分

　　定時器1 路、開存儲單元

　　HOUR_1 EQU 42H ;

　　時

　　DAY_1 EQU 43H ;

　　MON_1 EQU 44H ; YEAR_1 EQU 45H ; MIN_11 EQU 40H ;分 1 路、關存儲單元 HOUR_11 EQU 46H ;時 DAY_11 EQU 47H ;日 MON_11 EQU 48H ;月 YEAR_11 EQU 49H ;年 ;*********************** ORG 0000H ljmp MAIN ORG 0003H ;中斷轉換顯示年月日、INT0(SB4 鍵) LJMP SHOW ORG 000BH ;計數中斷 T0、方式1 LJMP TIME ORG 0013H 定時器

　　LJMP CHANGE; 調整時間、定時、INT1(SB0

　　鍵)

　　;------主程序 ORG 0030H MAIN: ;--------初始化賦值 MOV YEAR , #02 MOV MON , #05 MOV DAY , #01 MOV HOUR , #00 MOV MIN , #00

　　MOV SEC , #00

　　CLR 40H ;定時單元1

　　路清零

　　CLR 41H CLR 42H CLR 43H CLR 44H CLR 45H CLR 46H CLR 47H CLR 48H

　　CLR 49H ;-------開中斷 MOV TMOD , #01H ;

　　計數、模式1、T0

　　MOV TL0,

　　#0B0H ;100SM 計數定時

　　MOV TH0, #3CH ;