電氣工程及其自動化畢業(yè)論文

時間：2024-06-16 19:29:30 學(xué)人智庫

電氣工程及其自動化畢業(yè)論文范文

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電氣工程及其自動化畢業(yè)論文范文

　　電子技術(shù)與單片機的發(fā)展應(yīng)用

　　題目：電子技術(shù)與單片機的發(fā)展應(yīng)用

　　系部：自動化與信息工程系

　　專業(yè)：

　　姓名：

　　班級：

　　學(xué) 號：

　　指導(dǎo)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(yè)技術(shù)學(xué)院

　　實習(xí)報告

　　年月日

　　緒論4

　　一、數(shù)字電子技術(shù)5 1數(shù)字信號5 2數(shù)字電路5 數(shù)制與代碼5 邏輯代數(shù)的基本運算5 邏輯代數(shù)的基本定律6 3數(shù)字電路的特點、分類6 4數(shù)字電路的發(fā)展6

　　二、單片機技術(shù)6 1什么是單片機7 2單片機的基本結(jié)構(gòu)及特性7

　　三、數(shù)字電子技術(shù)與單片機的結(jié)合應(yīng)用實例———數(shù)字電子鐘7 1數(shù)字電子鐘的簡介7 背景8

　　意義8 應(yīng)用8 2數(shù)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(shè)計

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖9 4程序設(shè)計10

　　四、總結(jié)21

　　數(shù)字電子技術(shù)與單片機的發(fā)展應(yīng)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(dǎo)彈的彈道軌跡計算需要進行大量高速，復(fù)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(dāng)時的自動控制技術(shù)和電子器件等使新型計算工具的發(fā)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(shù)字電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展是離不開。而時至今日，數(shù)值電子技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用各個領(lǐng)域了，無論是現(xiàn)代高精尖電子設(shè)備，還是大家熟悉的計算機，手機，數(shù)字電視，數(shù)碼相機等現(xiàn)代電子裝置，其核心構(gòu)成都是數(shù)字電子系統(tǒng)而數(shù)字電子系統(tǒng)的發(fā)展又促進了單片機技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，所以數(shù)字電子技術(shù)是與單片機技術(shù)緊緊相連的，如圖所示是數(shù)字鐘電路，它就是運用數(shù)字電子技術(shù)與單片機技

　　術(shù)所制成的。

　　一·數(shù)字電子技術(shù)

　　1·數(shù)字信號

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

　　2·數(shù)字電路

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

　　·數(shù)制與代碼

　　數(shù)字電路的基礎(chǔ)主要是研究輸出和輸入信號之間的對應(yīng)邏輯關(guān)系其分析的主要工具是邏輯代數(shù)。

　　在現(xiàn)實生活中各種數(shù)字設(shè)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(shù)對機器來說實現(xiàn)起來很困難。所以對于電子技術(shù)來說二進制數(shù)十很重要的，而根據(jù)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(nèi)的微型計算機。就像上面所說數(shù)字電子技術(shù)對于單片機的發(fā)展來說有很重要的意義，所以了解二進制數(shù)及其各進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換也是很重要的

　　二進制數(shù)的基數(shù)是二，采用兩個數(shù)碼零和一，技術(shù)規(guī)律是“逢二進一”。二進制數(shù)的各位的位位權(quán)為20、21、22任何一個二進制數(shù)都可以表示成以其數(shù)2為底的冥的求和數(shù)。

　　在計算機系統(tǒng)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(nèi)部數(shù)據(jù)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(jié)果的輸出。

　　·邏輯代數(shù)的基本運算

　　邏輯代數(shù)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(guī)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(guī)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(guī)律為0變2，1變0，即始終相反。

　　·邏輯代數(shù)的基本定律

　　與普通代數(shù)一樣，邏輯代數(shù)也有相應(yīng)的規(guī)律，其基本定律有0-1律、交換律、結(jié)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(yīng)該要了解，在這里就不多說了。

　　1·數(shù)字電路的特點及分類

　　與模擬電路相比數(shù)字電路具有顯著地有點

　　·結(jié)構(gòu)簡單，便于集成化系列化生產(chǎn)，成本低廉使用方便

　　·抗干擾性強，可靠性高，精確度高，穩(wěn)定性好

　　·處理功能強，不僅能實現(xiàn)數(shù)值運算，還可以實現(xiàn)邏輯運算和判斷。

　　·可編程數(shù)字電路便于實現(xiàn)各種運算具有很大的靈活性。

　　·數(shù)字信號更易于存儲、加密、壓縮、傳輸

　　數(shù)字信號是不連續(xù)的，反映在電路上只有高電位和低電位兩種狀態(tài)，因此數(shù)字電路采用二進制數(shù)來傳輸和處理數(shù)字信號，在數(shù)字電路中，通常采用開關(guān)的接通與開斷來實現(xiàn)電路的高低電位兩種狀態(tài)，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(shù)字電路的開關(guān)狀態(tài)時二極管，三極管的導(dǎo)通和截止來實現(xiàn)的。

　　分類：數(shù)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(yīng)用范圍分、按所用器件分、按邏輯功能分。

　　·數(shù)字電路的發(fā)展

　　目前數(shù)字集成帶你路正向著大規(guī)模，低功耗，高速度，可編程可測試和多值化方向發(fā)展。

　　二·單片機技術(shù)

　　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(nèi)的微型計算機。由于單片機通常是為控制應(yīng)用而設(shè)計制造的，現(xiàn)國際上逐漸統(tǒng)一稱為MCU(MICRO-CONTROLLER UNIT 微控制器)

　　2·單片機的基本結(jié)構(gòu)及特點

　　單片機芯片內(nèi)通常包括CPU、ROM、RAM并行I/O、串行I/O、定時器計數(shù)器、中斷控制系統(tǒng)時鐘、A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和D/A(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、WDT(監(jiān)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(tǒng)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(yè)測量和控制家用電器，商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用?？煞譃閮纱蠓种В?1)通用計算機系統(tǒng)，如我們?nèi)粘Ｊ褂玫腜C機。(2)嵌入式計算機系統(tǒng)，可理解為嵌入到其他裝置中的計算機系統(tǒng)，大多數(shù)嵌入式計算機系統(tǒng)已單片機為核心。

　　單片機的應(yīng)用大致可分為以下4大類

　　(1) 智能儀器儀表(2)工業(yè)測控(3)民用智能電子產(chǎn)品(4)計算機外設(shè)及通

　　信設(shè)備。

　　日常生活核工業(yè)系統(tǒng)中以及其他領(lǐng)域都離不開單片機，它在智能電子產(chǎn)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(tǒng)中也有廣泛的應(yīng)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(yīng)用。

　　三·數(shù)字電子技術(shù)與單片機的結(jié)合應(yīng)用實例————數(shù)字電子鐘

　　1·數(shù)字電子鐘的簡介

　　背景：20世紀末電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展在其推動下現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力的推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能進一步提高，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的節(jié)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(fā)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(nèi)裝片等幾個方面發(fā)展。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的功能現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。這種技術(shù)可成為微控技術(shù)。單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘。數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電子技術(shù)實現(xiàn)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(shù)字電路實現(xiàn)時分秒數(shù)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?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋仨毱贰Ｓ捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用使得數(shù)字鐘的精度遠遠的超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大的擴發(fā)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(shù)字化為基礎(chǔ)，因此研究數(shù)字鐘及其擴大應(yīng)用有著非常現(xiàn)實的意義。

　　應(yīng)用：數(shù)字鐘一成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于各個私人與公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來了極大的方便，由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有定時，準確，性能穩(wěn)定，攜帶方便等優(yōu)點，他還用于記時，自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。

　　數(shù)字電子鐘的硬件組成

　　 LED顯示電路

　　LED顯示電路采用動態(tài)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(jié)省I/O口資源，以便控制更多的外圍芯片。LED的段選數(shù)據(jù)由通過 74LS248譯碼過來的段選碼決定，位選數(shù)據(jù)由74LS138譯碼產(chǎn)生。工作的時候首先把按鍵的值轉(zhuǎn)換為BCD碼，再送入P0口的第4位，但是對P0口時整體復(fù)制會破壞位選口的數(shù)據(jù)。此時需進行P0口數(shù)據(jù)的修正，通過或邏輯運算把位選數(shù)據(jù)也送入P0口的第4位和第5位，再把修正好的數(shù)據(jù)送給P0口，此時既有段選數(shù)據(jù)又有位選數(shù)據(jù)。要使顯示的數(shù)據(jù)不閃，則需要利用人眼的視覺暫留性，將每個數(shù)據(jù)顯示之間的時間延時控制在10 ms以內(nèi)，這樣顯示的數(shù)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(nèi)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(shù)，如果對電路進行調(diào)試時由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r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(nèi)部是4KB ROM的存儲空間錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r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(tài)，但如果對電路進行調(diào)試時由于程序的。

　　3·軟件設(shè)計流程圖

　　4·程序設(shè)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(guān)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(zhuǎn)換顯示年月日、INT0(SB4 鍵) LJMP SHOW ORG 000BH ;計數(shù)中斷 T0、方式1 LJMP TIME ORG 0013H 定時器

　　LJMP CHANGE; 調(diào)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(shù)、模式1、T0

　　MOV TL0,

　　#0B0H ;100SM 計數(shù)定時

　　MOV TH0, #3CH ;