测控2002级《微控制器应用系统综合设计》

课程设计任务书

一．设计任务：

运用所学微控制器技术、微机原理等方面的知识，设计出一台以80C32MCU为核心的单片机数据采集或测控系统，完成信息的采集、处理、输出及人机接口电路等部分的软、硬件设计。

1．分组完成下列设计任务中的一项：

1)．温度测控系统的设计

设计相应的A/D、D/A、键盘、显示接口和热电偶测温及冷端补偿电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警，其中控制输出采用二位式控制，输出部分采用模拟量或开关量进行控制。

①．ADC0809采样，LCD 4位显示，喇叭报警，开关量输出

          ②．5G14433采样，LED 4位显示，灯光报警，D/A0832模拟量输出

          ③．ADC0809采样，点阵3位显示，喇叭报警，D/A0832模拟量输出

      2）液位测控系统的设计

设计相应的A/D、D/A、键盘、显示接口电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警，输出部分采用模拟量或开关量进行控制。

①．ADC0809采样，LCD 4位显示，喇叭报警，开关量输出

          ②．ADC0809采样，LED 4位显示，灯光报警，D/A0832模拟量输出

③．5G14433采样，点阵3位显示，喇叭报警，开关量输出

3)．单路或多路压力数据采集与报警系统的设计

      设计相应的A/D、键盘和压力检测、处理与显示电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示和报警。

①．5G14433采样，LCD 4位显示，喇叭报警。

②．多路ADC0809采样，LED 4位显示，喇叭报警或灯光报警。

③．多路ADC0809采样，点阵4位显示，喇叭报警。

 4） 空气湿度测量与报警系统的设计

          设计相应的A/D、键盘和空气湿度检测、处理与显示电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示和报警。

①．多路ADC0809采样，LCD 3位显示，喇叭报警或灯光报警。

②．5G14433采样，LED 3位显示，灯光报警。

③．多路ADC0809采样，点阵3位显示，喇叭报警。

5)．单片机数据采集与双机通信系统的设计

          设计相应的A/D、显示、串行通信接口的电路，利用单片机的串行口与扩展的A/D接口，进行数据采集与通信，实现2台8031单片机之间的双机数据通信与显示。

 ①．多路ADC0809采样，数据发送，2位LED显示。

②．多路ADC0809采样，数据接收，2位LED显示。

③．5G14433采样，数据发送，4位LED显示。

④．5G14433采样，数据接收，4位LED显示。

6)．CSY传感器数据采集系统的设计（8031单片机与PC机通信系统）

     设计相应的A/D、串行通信接口的电路， 利用单片机串行口，实现8031单片机与上位PC机之间的通信（通信协议设定请参考传感器实验指导书附录）。

①．ADC0809采样，利用串行通信接口接收命令或数据发送，2位LED显示。

7)．电子计价秤

     设计单片机重量检测、处理与显示电路，对5种以上不同单价的商品进行键盘参数设置、称量、计价和显示。

①．ADC0809采样，LCD显示，3位参数给定与显示，灯光报警。

            ②．5G14433采样，LED 显示，4位参数给定与显示，喇叭报警。

③．5G14433采样，点阵显示，3位参数给定与显示，灯光报警。

      8)．智能流量监测仪

              设计相应的A/D、键盘和流量检测、处理与显示电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示流量的瞬时值和累计值。

①．ADC0809采样，LCD显示，4位参数给定与显示，灯光报警。

            ②．5G14433采样，LED 显示，4位参数给定与显示，喇叭报警。

③．ADC0809采样，点阵显示，4位参数给定与显示，灯光报警。

9)．智能型数字PID调节器  

           设计模拟信号采集、处理、输出及人机接口电路，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警等, 主要实现数字PID控制 。

①．ADC0809采样，LCD 4位输入、输出显示，D/A0832模拟量输出，喇叭报警。

                ②．ADC0809采样，LED 3位输入、输出显示，D/A0832模拟量输出，灯光报警。

③．5G14433采样，点阵3位输入、输出显示，D/A0832模拟量输出，喇叭报警。

     10）．温度测量与报警系统的设计

          设计相应的A/D和温度检测、处理与显示电路，定时检测、显示与报警。

①．    5G14433采样，LED 3位显示，灯光报警

2．应用微机和单片机实验开发装置完成规定的实验任务；

3．系统硬件部分包括传感器、前置信号处理单元（放大器，滤波器等）、 A/D转换、微处理器（MCU）、键盘、显示、报警、多路转换开关、程控增益放大电路、通信接口电路等；

4．系统软件部分包括键盘扫描、A/D转换、数字滤波、标度变换、显示、报警、通信、控制输出、非线性校正、冷端温度补偿等；

5．画出系统的硬件电路结构图和软件程序框图；

6．编写设计说明书一份，阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法。报告重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。

二．设计要求：

1．传感器的选择和前置信号处理单元设计（参考传感器课程设计报告）；

2．A/D器件选择（5G14433或ADC0809）及其与微控制器接口电路设计；

3．参数给定电路的软、硬件设计：通过按键及接口电路实现；

4．显示电路的软、硬件设计：通过LED、LCD或点阵式显示器及接口电路实现；

5．报警电路的软、硬件设计：通过喇叭或发光二极管实现；

6．通信接口电路的软、硬件设计：通过单片机通信接口电路实现；

7．控制输出电路的设计：选择DAC0832模拟量或开关量信号输出电路。

三．实验任务：

1．显示部分：包括LED显示、LCD显示和点阵式显示；

2．键盘扫描部分：自定义按键功能，编写并调试键盘扫描程序；

3．A/D转换部分：利用双积分式A/D转换器5G14433或逐次逼近式A/D转换器ADC0809进行A/D转换；

4．D/A转换部分：利用DAC0832进行D/A转换；

5．故障报警部分：针对不同故障进行喇叭报警或灯光报警；

6．通信部分：利用两台单片机的串行接口电路实现数据的发送、接受和显示，完成单片机与单片机或单片机与上位机通信的软件调试；

四．分组安排与具体任务：

每个班分为10个大组，分别完成不同参数的测量与处理任务。每组分1~4个题目（自主选题，每题限选1人）。

五．实验要求：

1．自觉遵守实验室各项规章制度；

2．严格按操作步骤进行，严禁带电操作（拔芯片、插座等元器件）；

2．实验前应预习（编好程序），否则不许进机房；

3．设计完成后，由老师验收并评分。

六．成绩评定：

1．设计成绩：    占总成绩的40%

2．课程设计报告：占总成绩的40%

3．考    勤：    占总成绩的20%

七．参考资料：

1．李广弟等．《单片机基础》修订本．北京航空航天大学出版社，2001

2．李朝青编．《单片机原理及接口技术》(简明修订版)．北京航空航天大学出版社，1998

3．公茂法等．《单片机人机接口实例》．北京航空航天大学出版社，1998

4．冯克．《MCS-51单片机实用子程序及其应用实例》．黑龙江科学技术出版社，1990

5．王福瑞等．《单片微机测控系统设计大全》．北京航空航天大学出版社，1999

6．徐仁贵等．《单片微型计算机应用技术》．机械工业出版社，2001

7．杨恢先等．《单片机原理及应用》国防科技大学出版社，2003

8．李鸿等．《单片机原理及应用》．湖南大学出版社，2002

9．徐惠民等．《单片微型计算机原理、接口与应用》．北京邮电大学出版社，2001

10．杨欣荣等．《智能仪器原理、设计与发展》．中南大学出版社，2003

11．孙传友等．《感测技术基础》． 电子工业出版社，2001

    12．科技期刊：《单片机与嵌入式系统应用》、《实用测试技术》、《自动化仪表》、《传感器世界》、《测控技术》、《电子技术应用》等2001年以后各期。

八．时间安排

1．上课时间及地点：5月24日 3 -42节，（13周 星期二）

2．选题时间及地点：6月01日 1 - 2节   测控011班选题，民主楼116

6月01日 3 - 4节  测控012班选题，民主楼116

3．实验地点：民主楼116

4．实验室上机设计安排：见下表（其它时间查资料、设计程序和写报告）

5．课程设计报告上交时间及地点：第17周  星期五，民主楼116