单片机与USB接口设计
单片机与USB接口设计
摘要：
51系列芯片的串口通信速率较低,会在其串口通信中形成一个速度瓶颈。通用串行总线(USB)作为一种新的微机总线接口规范，具有便捷、易扩展、低成本、低干扰等特点，非常适合作为主机和外设之间的通信接口。本文介绍了一种比较简单方便设计USB设备的方法，设计采用51单片机和USB接口芯片组成的单片机最小系统来实现一个完整的USB设备，大大提高了通信速率。在设计中，采用的控制器是51单片机AT89S52，USB电气接口则是PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。单片机控制器作为下位机，通过USB电气接口芯片和USB总线与PC机交换数据，并实现USB设备的逻辑功能。
系统开发的最终硬件成果是一个带有USB接口的设备，通过USB 电缆与PC机相连接，能够实现主机对设备的列举，以及和PC机交换数据，并实现其扩展功能。
关键词：
USB；单片机系统；PDIUSBD12；AT89S52；接口技术
USB interface in the design of communication
Abstract：
The communication rate of the series 51 chip is lower and it forms a tare bottle neck in serial communication. This paper introduced a simple and convenient method to design a USB apparatus, that is to say, to realize an intact USB apparatus with a minimum system of single-chip computer that made of 51 single-chip computer and USB interface, the circuit greatly improves communication rate. In this system, I adopted 51 one-chip computers AT89S52 as its controller, the chip PDIUSBD12 of PHILIPS Company as its electric interface. The one-chip computer as the next machine, exchanges the data with the PC, through the USB bus and USB electric interface chip, and it realizes the logic function of USB apparatus. It can exchange data with PC, and realize its expanding function, through connecting with PC.
Key words：
single-chip computer system；interface technology；
PDIUSBD12；AT89S52；USB
0 引 言
USB 是英文UniversalSerialBus 的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它是应用在PC 领域的新型接日技术。1997年开始有真正符合USB 技术标准的外设出现。USB1.1是支持USB 的计算机与外设上普遍采用的标准。USB2.0规范发布以后，支持者除了原有的康柏、Intel 、微软和NEC 四个成员外，还有惠普、朗讯和飞利浦于个新成员。USB2.0将向下兼容USB1.1，数据的传输率将达
120Mbps-24OMbps ，目前已经能支持扫描仪、打印机及存储设备。 1 USB 物理体系结构
USB 总线设备以星型的拓扑结构实现与主机的物理连接，其物理拓扑结构如图1.1所示。
图1.1 USB 物理总线拓扑结构
USB 的接入点由集线器(Hub)来提供。这种由集线器提供的额外的接入点称为端口(Port)。主机中包含了一个嵌入的集线器，称为根集线器(Root hub)通过根集线器，主机可以提供一个或多个接入点。为主机提供附加功能的设备称为功能模块。为了防止出现环形接入的情况，在USB 中使用了分层的拓扑结构。这种结构具有树型结构。通过使用集线器扩展可连接多达127个外设。
USB 的电缆有4根线，两根传送的是十5V 电源，另外两根是数据线。其定义如表1.1所示。信号线的特性阻抗为9052，而信号是利用差模方式送入信号线的。利用这种差模传输方式，接收端的灵敏度可以达到不低于200mV 。功率不大的外设可以直接使用USB 总线电源供电，而不必外接电源，USB 总线最大可以提供5V, 500mA 电源，并支持节约能源的挂机和唤醒模式。
复合设备
根HUB 主机 设备 设备
HUB 设备 设备 HUB
设备 设备
表1.1 USB 电缆信号定义
USB 设备的逻辑结构如图1.2所示，USB 设备的物理连接不影响这个逻辑视图。
图1.2 USB 逻辑结构
USB2.0模块依靠片上USB 设备控制器(UDC20)和USB 物理层接口(UPHY)，支持USB 全速和高速协议。USB2.0模块的示意框图如图1.3所示
图1.5：USB2.0模块方块图
编号
信号名称 颜色 注释
1
VBUS 红色 电源线 2
D- 白色 -数据 3
D+ 绿色 +数据 4 GND 黑色 地线
2 USB传输类型
在USB级，设备可以使用4种不同的传输类型通信:控制传输、中断传输、批量传输和等时传输。如果从头设计一个USB设备，必须决定那些传输类型是合适的。
1)控制传输:主要用于命令袱态操作，由主机软件发起的请求/响应通信过程，具有突发性,非周期的特点。任何一个USB设备都必须支持与一个控制传输类型相对应的端点0。
2)中断传输:单向的并且对于主机来说只有输入的通信方式。主要用于定时查询设备是否有中断数据要传送，用来支持那些偶然需要少量数据通信，但服务时间受限制的设备。键盘，鼠标和游戏杆都属于这种类型。
3)批量传输:主要用于没有带宽和间隔时间要求的大量数据的传送和接收。它具有非周期和突发性强等特点。它并不能保证传输的速率，但可以保证传输的可靠性，出现错误的时候会要求发送方重发。打印机和扫描仪属于这种类型。
4)同步传输:主要用于主机和设备与时间有关的信息传输，具有周期性、连续性等特点。它要求有一个恒定的速率。例如进行语音业务传输时，使用等时传输方式是很好的选择。
3 USB接口技术
在进行一个USB设备开发之前，首先要根据具体使用要求选择合适的USB控制器。实现USB设备与计算机之间的接口连接，通常的做法有以下的两种：
一种是采用分离的USB接口芯片和微处理芯片。USB接口芯片，是指芯片厂商生产的可以用单片机控制的，带有USB电气接口，并完成将USB总线中的物理信号同单片机可以识别的TTL电平信号之间相互转换的接口芯片。USB接口芯片常见的有PHILIPS的PDIUSBD11(I2C接口)，PDIUSBD11A，PDIUSBD12(并行接口)，National Semiconductor 的USBN9602,USBN9604等。接口芯片作为单片机的外围器件与单片机及单片机的其它外围电路共同组成的USB设备。采用这种结构开发USB 设备成本较低，可靠性高。
另一种就是采用带有USB接口电路的单片机，这种单片机的芯片上集成了USB接口电路，可以直接处理USB传输线上的数据。如Intel 的8X930AX,CYPRESS的EZ-USB,SIEMENS的C541以及MOTOLORA，National Semiconductors等公司的产品。采用这种结构的设备外围
电路简单，设计方便，周期短，但这些要采用专业的开发设备，且投资高[2]。
因此，选择的方案是功能强大，支持总线供电和设备自供电两种方式的PDIUSBD12作为接口芯片来设计USB设备接口，单片机控制器作为下位机，通过USB接口芯片和USB总线与PC机交换数据，并实现USB 设备的逻辑功能。
4 USB外围电路及其与单片机连接
USB与51单片机的连接非常简单，可以参照图1.4。
图1.4 USB与单片机的连接
图中，ALE接为低电平表示一个独立的地址和数据总线配置PDIUSBD12的A0脚与AT89S52的任意一个I/O 口相连。该端口控制PDIUSBD12的命令和数据状态。AT89S52的多位地址和数据总线可直接与PDIUSBD12的数据总线相连。
D12可以选择5V和3.3V两种电源电压供电。使用5V电源供电时，要在Vout3.3输出引脚接10μF和0.1μF的去耦电容，Vcc接5V；使用3.3V电源供电，需要把Vcc和Vout3.3两脚都接3.3V，设备选择的是5V 电源供电。D12与单片机连接时可以给它加接6M的石英晶体，单片机的外部时钟则由D12的CLKOUT引脚提供，时钟输出的频率为12M[20]。
图1.5是D12器件和它的外围电路原理图，D12的D0～D7引脚接系统数据总线，A0接数据线A0，片选信号接数据线A5，这样D12的数据口地址就可以定为10h，而地址口地址定为11h（由于A5不参与其它芯片的地址译码，所以这样的地址分配不会引起冲突）[5]。
图1.5 USB外围电路
5 结束语
本文从硬件和软件两个方面详细地介绍了USB接口在单片机通
信中的设计应用过程以及相关技术要点。系统设计过程中涉及到的技术USB技术。
6 参考文献
[1] 胡晓军.USB接口开发技术［Ｍ］.西安: 西安电子科技大学出版社。
[2] 许永和.USB外围设备设计与应用［Ｍ］.北京: 北京航空航天大学大学出版社。
[3] 张宏.USB接口技术［Ｍ］.西安: 西安电子科技大学出版社。
[5] 张念淮.USB总线接口开发指南［Ｍ］.北京：国防工业出版社。
基于51单片机课程设计
基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师：
目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)
一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架
本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。
(完整版)单片机技术毕业课程设计说明书范文
郑州工业应用技术学院课程设计说明书 题目： 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 成绩：
时间：年月日至年月日
郑州工业应用技术学院 课程设计任务书 题目: 电子秒表设计 专业、班级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并具备开始计时、暂停、清零等功能。 基本要求： 1.利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并设定按钮完成开始计时、暂停、清零等功能。 2.利用proteus软件完成设计电路和仿真； 3.掌握定时器的使用和数码管显示的方法； 4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 主要参考资料： [1]李全利，单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社 [2]王文杰，单片机应用技术[M]，冶金工业出版社
[3]朱清慧，PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M]，清华大学出版社 [4]单片机实验指导书，天煌教仪 [5]彭伟，单片机C语言程序设计实训100例[M]，电子工业出版社 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 年月日 目录 1.引言 (1) 2.方案设计与论证 (3) 2.1 直流调速系统 (3) 2.1 检测系统 (4) 2.3显示电路 (9) 2.4系统原理图 (9) 3.硬件设计 (10) 3.1 80C51单片机硬件结构 (10) 3.2 最小应用系统设计 (11)
3.3前向通道设计 (12) 3.4后向通道设计 (15) 3.5显示电路设计 (17) 4.软件设计 (20) 4.1主程序设计 (20) 4.2显示子程序设计 (24) 4.3避障子程序设计 (25) 4.4软件抗干扰技术 (26) 4.5“看门狗”技术 (28) 4.6可编程逻辑器件 (29) 5.测试数据、测试结果分析 (30) 6.结论 (31) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附录A 程序清单 (33) 附录B 硬件原理图 (41)
基于51单片机简易电子琴的课程设计
基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块
单片机课程设计计算器
课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：
学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至
格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。
课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。
单片机35个实例
1．闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的端口用导线连接到“八路发光二极管指 示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为秒，相对于微秒来说，相差太大， 所以我们在执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要 求，但这样的延时程序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒 机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个 2 2＋2×248＝498 20× DJNZ R7,$ 2个2×248 (498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7 ＝248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求 秒＝200ms，10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下：DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET
（2）．输出控制 如图1所示，当端口输出高电平，即＝1时，根据发光二极管 的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当端口输出低 电平，即＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB 指 令使端口输出高电平，使用CLR 指令使端口输出低电平。5．程序框图 如图4.1.2所示 图4.1.2 6．汇编源程序 ORG 0 START: CLR LCALL DELAY SETB LCALL DELAY LJMP START DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序，延时秒 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248
基于51单片机的电子琴设计课程设计
目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育，更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前，市场上的电子琴可谓琳琅满目，功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心，设计并制作的电子琴系统运行稳定，其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等，具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一台电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能：音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只是存在自定义的表中。
智能电动百叶窗单片机课程设计说明书
智能电动百叶窗单片机课程设计说明书
单片机课程设计 ——智能电动百叶窗 姓名： 班级：机101-3班 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 2010*****1310 指导教师： ****** 完成时间： 2013年6月5日
目录 一、课程设计任务书--------------------------------- - 4 - (一)课程设计题目：智能电动百叶窗................................. - 4 - (二)任务详情： .................................................. - 4 -二、设计项目简介 ---------------------------------- - 4 - (一)基本要求： .................................................. - 4 - (二)基本工作原理： .............................................. - 5 - (三)各元器件资料： .............................................. - 5 - 1.AT89C51单片机------------------------------------------ - 5 - 2.ADC0808------------------------------------------------ - 8 - 3.光敏传感器--------------------------------------------- - 9 - 4.74SEG-MPX4-CA数码管----------------------------------- - 10 - 5.74LS245 驱动------------------------------------------ - 11 - 三、电路原理图 ----------------------------------- - 12 - (一)复位电路 ................................................... - 12 - (二)时钟电路 ................................................... - 12 - (三)数码管显示电路 ............................................. - 12 - (四)电机控制电路 ............................................... - 13 - (五)A/D转换电路................................................ - 15 - (六)总体电路图 ................................................. - 15 - 四、程序框图 ------------------------------------- - 16 - 五、程序清单 ------------------------------------- - 17 - 六、总结 ----------------------------------------- - 19 - 七、参考资料 ------------------------------------- - 20 -
7个基于STM32单片机的精彩设计实例
7个基于STM32单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1、STM32与FPGA强强联合，实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品，是STM32和FPGA实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端，STM32用来通信，起到了FPGA和TFT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器，让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 2.采用STM32单片机基于uCOS II系统控制VS1053B语音芯片制作的MP3播放器 一看到uCOS II，就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作，不得不佩服作者的坚持。这个使用了VC1053B音频模块，TFT液晶显示，还是用了NRF24L01无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 3.使用OV7670让STM32转身变成照相机（附原理图、代码源文件） 经常使用STM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM32做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST32F103C8T6（ST32F103C8T6数据手册），摄像头用的是OV7670，带SD卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 4.基于STM32的手机WIFI 控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的，给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了，重点在作者还提供了安卓版本的app，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ios 版本的。 5、使用STM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表，可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用STM32F103（STM32F103数据手册）做了个数字万用表，只有三个常用功能：测电压（0-50v），测电阻（1k-390k），短路档，使用了LCD5110显示数据，大家不妨动动手开发其他功能。 6、基于RFID技术、以STM32为终端的智能小区管理系统 话说现在高档小区越来越多，对小区的智能化管理也在日渐智能化。这个设计就使用了当下很火的wifi智能控制。系统由多个智能服务终端和系统服务器所组成。智能服务终端就是一个基于STM32的完备系统，涵盖了室内环境监测、高温火警GSM报警、A卡管理助手、天气助手、用户电子账单、万年历、小区意见反馈等功能。
单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计
单片机课程设计报告 题目：温度监控系统设计 学院：能源与动力工程学院 专业：测控技术与仪器专业 班级： 2班 成员：魏振杰 二〇一五年十二月
一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计
单片机的密码锁课程设计说明书
1 引言 随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。 本文所涉及的是市场占有率最高的是MCS—51系列，因为世界上很多知名的IC生产厂家都生产51兼容的芯片。到目前为止，MCS—51单片机已有数百个品种，还在不断推出功能更强的新产品。 随着科技的发展以及人们生活水平的大幅度提高,特别是近几年国内经济的发展以及科学技术的不断发展，防盗的要求也是与日俱增,同时对使用的便捷性也提出了更高的要求,传统的锁防盗效果已经满足不了现代社会的防盗需求,还存在着需要随身带着钥匙,如果钥匙不慎丢失被他人利用,就有可能使不良之人乘虚而入等诸多弊端.因此近几年一种新型的电子密码锁应运而生.电子密码锁运用电子电路控制机械部分,使两者紧密结合，从而避免了因为机械部分被破坏而导致开锁功能失常.大大增加了密码锁得防盗功能。同时因为电子密码锁不需要携带钥匙,弥补了钥匙极易丢失和仿造的缺陷,方便了锁具的使用，通过单片机的硬件和软件的设计可以不急可以达到开锁方便，而且还可以在别人随意开锁时发出警报。电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。电子密码锁的密码保密性高，不易被破解以及它不用用户携带钥匙等等特点，使得它日益被广泛的人群所接受，也逐渐成为人们生活的一种时尚、潮流，它正慢慢的在许多领域无形之中抢占先机替代机械锁。 本设计就是基于单片机的电子密码锁设计方案，根据要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。
单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求
单片机课程设计说明书
任务书——电脑时钟(带定时启闹功能) 一、课程设计题目： 电脑时钟的设计与制作 二、课程设计要求： 要求设计制作的电脑时钟具有以下功能： 1.自动计时,由6位LED显示器显示时、分和秒; 2.具备校准功能,可以直接由0-9数字键设置当前时间; 3.具备定时启闹功能。 三、设计任务概述： 通过设计一个电脑时钟，掌握Protel 设计单片机应用系统硬件线路图的方法，掌握使用Dais集成开发环境开发单片机应用系统控制程序的基本步骤和方法。 任务涉及的知识面包括MCS-51汇编程序语言、MCS-51 单片机I/O 应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。 四、工作计划及安排： ①布置任务、分析任务、学习汇编语言、单片机的功能程序设计（3 天） ②方案设计、使用Protel 设计和绘制电脑时钟的硬件原理图（2 天） ③电脑时钟控制程序设计和调试（4 天） ④撰写实习报告（1 天） 五、考核及成绩评定方式： 设计结果占40 %；实习报告占40％；平时抽查(含半小时抽查)：20％； 课程程设计的成绩可为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级； 考勤：迟到扣5 分/次，旷课扣10 分/次
设计说明书目录 0、前言 单片机的应用介绍 1、课程设计的目的和要求 1.1课程设计的目的 1.2课程设计的基本要求 2、总体设计 2.1、总体方案 2.1.1、计时方案 2.1.2、键盘/显示方案 2.2、硬件总体设计 2.2.1、系统组成方案 2.2.2、扩展单元编址 2.2.3、键盘、显示功能的定义 2.3、软件总体设计 2.3.1、存储单元的分配、标志位的定义 2.3.2、主程序框图及清单（带有注释） 3、硬件设计 本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式等。 4、软件设计 本系统的主要子程序、中断服务程序的框图及程序清单（带有注释） 5、总结 课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议 6、参考文献 7、系统原理图 A3图纸绘制 摘要:用8051单片机CPU及接口电路设计电压检测报警系统并实现。包括企划,设计，运行.调试等过程。用到8051,8255两种芯片。 前言
(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计
基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理： 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。
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新型人机交互接口电路的设计
摘要主要介绍了TI公司的新型的16位超低功耗Flash型h6N30F44X系列单片机的结构、特性和功能及液晶显示器LCD的发光原理和类型，讨论了该系列单片机与ILD及键盘的人机接口电路的设计方案和相应的软件的实现方法，最后给出它在体内电刺激器的应用实例。 关键词单片机；MSP430；LCD；人机交互接口 1引言 在当今的各种实时自动控制和智能化仪器仪表中，人机交互是不可缺少的一部分。一般而言，人机交互是由系统配置的外部设备来完成，但其实现方式有两种：一种是由MCU力口驱动芯片实现，如键盘显示控制芯片SK5279A，串行数据传输数码显示驱动芯片MAX7219等等，这时显然MCU没有LCD的驱动功能。另一种就是MCU本身具有驱动功能，它通过数据总线与控制信号直接采用存储器访问形式或I／O设备访问形式控制键盘和LCD实现人机对话。这里的MCU主要有世界各大单片机生产厂商开发的各种单片机，其中TI公司的MSP430系列因其许多独特的特性引起许多研究人员的特别关注，在国内外的发展应用正逐步走向成熟。 2LCD简介 LCD(Liquid Crystal Display)，即液晶显示器。液晶显示是通过环境光来显示信息的，它本身并不发光，因而功耗很低，只要求液晶周围有足够的光强。LCD是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管(CRT／C athode Ray Tube)显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生。LCD由于具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以 及影像稳定不闪烁等优势，逐渐占据显示的主流地位。 LCD的类型，根据其分类方式的不同而不同。如根据LCD显示内容的不同可以分为段式LCD和点阵L CD。根据LCD驱动方式的不同可以分为静态驱动和多路驱动。 3MSP430F44X简介 MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集单片机[2]。该系列单片机性价比相当高，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优势。它主要应用在各种要求极低功率消耗的场合，特别适合用于智能测量仪器、各种医疗器械、智能化家用电器和电池供电便携设备产品之中。 3.1系统结构 MSP430F44X的系统结构，主要包括：CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡器)、看门狗定时器／通用目的定时器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／D转换)、复位电压控制／电源电压管理、基本定时器(Basic Timerl)、定时器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比较器(多达160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各种具体的型号稍有差别。在本次设计中，具体选择MSP430F449作为人机接口电路的设计具有许多独到的优势。这一点，读者可以根据TI公司相关的数据手册进行比较。 3.2片内外模块特性 MSP430F44X具有丰富的片内外围模块，其明显的特点是：具有48条I／0口线的6个并行口P1-P6，其中P1、p2具有中断能力，同时具有2个可用于UART/SPI模式选择的串行口(USART0和USARTl)；内含12位的A／D转换器ADCl2，快速执行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到结果的硬件乘法器；多达160段的LCD控制器／比较器，可以实现多种方式的驱动显示；可以实现UART、PWM、斜坡ADC 的16位Timer-A和16位Timer-B；非常灵活的时钟系统，既可用32768Hz的钟表晶振产生低频时钟，也可以用450kHz-8MHz的晶体产生高频时钟，同时还可以使用外部时钟源或者用不同控制频率的DCO；多达几十kB的Flash空间，这样数据既可以保存在片内的Flash信息存储器，也可保存在程序的Hash中的剩余空间。 4接口电路设计 4.1接口电路简图及说明 典型应用电路示意图。在该图中，LCD类型和键盘种类及数目的选择、下拉电阻的数值大小都必须认真
基于单片机控制步进电机_课程设计说明书
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称单片机原理及接口技术 设计课题基于单片机控制步进电机 专业自动化 班级B120439 姓名鹿卫超 2013 年6 月21 日 课程设计划任务书 电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B 课程名称：单片机原理及接口技术 设计题目：基于单片机控制步进电机 课程设计内容与要求： 本课题以单片机为核心，设计并制作出步进电机控制系统。 设计要求： （1）通过控制按键，使步进电机实现顺时针和逆时针旋转。 （2）通过控制步进电机运转状态可以实现正反转，加速减速。 设计（论文）开始日期2013年6月10日指导教师张娟梅设计（论文）截止日期2013年6月21日指导教师董红政 2013年6 月21 日
电气工程与自动化系自动化专业学生姓名鹿卫超班级B120439 学号 B 课程名称：单片机原理及接口技术 设计题目：基于单片机控制步进电机 课程设计篇幅： 图纸14 张 说明书25 页 指导教师评语：
摘要 步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件。与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。本文首先简单的介绍了步进电机的发展概况、特点及工作原理。包括步进电机的控制方式和驱动方式作了系统说明，给出了系统设计的总体方案以及本系统的特点和功能。然后以 AT89C52单片机为主控制器，详细介绍了基于该单片机的步进电机的控制系统。在此基础上对外围电路键盘电路、复位电路等各个模块的电路进行详细的设计。接着阐述了步进电机软件控制的开发的流程和程序设计。同时给出了步进电机的正反转、速度控制的程序清单。本文采用软硬件结合的方法达到了对步进电机的最佳控制。 关键词：步进电机单片机 Abstract Stepper motor is a kind of controlled by electric pulse signal phase winding current to achieve constant Angle rotating mechanical and electrical components. Easy open-loop precision compared with other types of motor control, no accumulated error, etc, widely used in many fields. This article first simply introduces the development situation and characteristics of stepper motor and working principle. Including the stepper motor drive system, control method and the system shows that the overall scheme of the system design is given and the features and functions of this system. Then is given priority to with AT89C52 single-chip microcomputer controller, is introduced in detail based on the single chip microcomputer stepping motor control system. On the basis of the peripheral circuit, the keyboard circuit, reset circuit, etc. Each module circuit design in detail. Then elaborated the stepper motor control software development processes and program design. At the same time gives the step motor and reversing, speed control program list. In this paper, by using the combined method of software and hardware to achieve the optimal control of the stepper motor. Keyword：stepper motor microcontroller 目录 概述....................................................................................................................... 错误！未定义书签。
单片机课程设计--基于51单片机的万年历
单片机课程设计报告 万年历的设计
基于51单片机的万年历 摘要： 电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机，LCD显示电路，以及调时按键电路等组成。在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用了1602液晶显示，并且使用蜂鸣器实现了整点报警的功能，温度测试的功能实现使用了DS18B20，并实现了温度过高或过低时的温度报警。 软件方面主要包括日历程序、时间调整程序，显示程序等。程序采用C语言编写。所有程序编写完成后，在KeilC51软件中进行调试，
确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真，并最终实现基本要求。 综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 一、设计要求 基本要求： 1，8 个数码管上显示,显示时间的格式为（假如当前时间是19:32:20）“19-32-20”； 2，具有日历功能； ③时间可以通过按键调整。 发挥部分： ④具有闹钟功能（可以设定多个）。 二：总体设计 电路设计框图
课程设计说明书
目录 1.课程设计项目及意义 (2) 2.设计题目具体技术要求和功能 (2) 3.方案比较与确定 (2) 3.1单片机的发展与现状 (2) 3.2单片机应用系统简介 (3) 3.3总体设计方案 (4) 3.3.1 功能系统 (4) 3.3.2需求分析 (4) 3.3.3控制系统设计（附图） (4) 4.可行性分析 (6) 4.1 技术可行性 (6) 4.2经济可行性 (6) 4.3操作可行性 (7) 5. 硬件电路设计 (8) 5.1在画图的时候应该注意的 (8) 5.2完整的电路原理图 (8) 5.3 元器件说明（简单介绍） (9) 5.4 硬件相关图例 (12) 5.4.1 真值表 (12) 5.4.2自动售货机的平面示意图 (12) 5.4.3硬件结构图 (13) 5.4.4 I/O地址分配 (14) 5.4.5 总体硬件构成 (15) 6.软件设计................................................................................................................................. - 16 - 6.1 程序主要说明............................................................................................................... - 16 - 6.1..1 软件结构设计分为系统定义及软件结构设计方面 (17) 6.1.2程序设计的步骤................................................................................................. - 17 - 6.2 程序流程图................................................................................................................... - 18 - 6.3 子程序流程图 (20) 6.4 中断程序流程图........................................................................................................... - 20 - 6.5 汇编程序源代码........................................................................................................... - 20 - 6.6 仿真调试现象及结果................................................................................................... - 23 - 7.设计总结 ................................................................................................................................ - 23 - 8.参考资料 ................................................................................................................................ - 23 - 致谢 ........................................................................................................................................... - 25 -