電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文

時(shí)間：2024-06-16 19:29:30 學(xué)人智庫(kù) 我要投稿

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電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文范文

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電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文范文

　　電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

　　題目：電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

　　系部：自動(dòng)化與信息工程系

　　專(zhuān) 業(yè)：

　　姓名：

　　班級(jí)：

　　學(xué) 號(hào)：

　　指導(dǎo)教師：

　　教師單位：

　　題目類(lèi)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(shí)習(xí)報(bào)告

　　年月日

　　緒論4

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

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

　　三、數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的結(jié)合應(yīng)用實(shí)例———數(shù)字電子鐘7 1數(shù)字電子鐘的簡(jiǎn)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(jī)的選擇8 3軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖9 4程序設(shè)計(jì)10

　　四、總結(jié)21

　　數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

　　緒論

　　二十世紀(jì)四十年代，在先進(jìn)武器的研制過(guò)程中，比如導(dǎo)彈的彈道軌跡計(jì)算需要進(jìn)行大量高速，復(fù)雜，精確的計(jì)算，原有的計(jì)算工具已滿(mǎn)足不了要求;另一方面，當(dāng)時(shí)的自動(dòng)控制技術(shù)和電子器件等使新型計(jì)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(tái)電子計(jì)算機(jī)于1946年誕生于美國(guó)賓夕法尼亞，取名ENIAC，電子計(jì)算機(jī)的誕生與數(shù)字電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展是離不開(kāi)。而時(shí)至今日，數(shù)值電子技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域了，無(wú)論是現(xiàn)代高精尖電子設(shè)備，還是大家熟悉的計(jì)算機(jī)，手機(jī)，數(shù)字電視，數(shù)碼相機(jī)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(jìn)了單片機(jī)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(jī)技術(shù)緊緊相連的，如圖所示是數(shù)字鐘電路，它就是運(yùn)用數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)技

　　術(shù)所制成的。

　　一·數(shù)字電子技術(shù)

　　1·數(shù)字信號(hào)

　　電子電路所處理的電信號(hào)可分為數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是在時(shí)間和數(shù)值上都是離散的信號(hào)。計(jì)算機(jī)傳遞的信號(hào)往往就都是數(shù)字信號(hào)，而模擬信號(hào)是在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號(hào)，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(hào)的電子電路。它可以完成信號(hào)的產(chǎn)生，放大，整形，傳遞，控制，存儲(chǔ)計(jì)算等。數(shù)字電路分析及設(shè)計(jì)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(mén)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(hào)之間的對(duì)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(shí)生活中各種數(shù)字設(shè)備只能對(duì)二進(jìn)制代碼進(jìn)行運(yùn)算和處理，人們熟悉的十進(jìn)制數(shù)對(duì)機(jī)器來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難。所以對(duì)于電子技術(shù)來(lái)說(shuō)二進(jìn)制數(shù)十很重要的，而根據(jù)單片機(jī)的定義：?jiǎn)纹瑱C(jī)就是將計(jì)算機(jī)的基本部件集成到一塊芯片內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)。就像上面所說(shuō)數(shù)字電子技術(shù)對(duì)于單片機(jī)的發(fā)展來(lái)說(shuō)有很重要的意義，所以了解二進(jìn)制數(shù)及其各進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換也是很重要的

　　二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是二，采用兩個(gè)數(shù)碼零和一，技術(shù)規(guī)律是“逢二進(jìn)一”。二進(jìn)制數(shù)的各位的位位權(quán)為20、21、22任何一個(gè)二進(jìn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，除了二進(jìn)制，還有八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制。二進(jìn)制主要用于機(jī)器內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。八進(jìn)制和十六進(jìn)制主要用于書(shū)寫(xiě)程序，十進(jìn)制主要用于運(yùn)算結(jié)果的輸出。

　　·邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算

　　邏輯代數(shù)有三種基本運(yùn)算：與運(yùn)算，或運(yùn)算和非運(yùn)算

　　與運(yùn)算的邏輯表達(dá)式為Y=A·B他的運(yùn)算規(guī)律為輸入有0得0全1得1。

　　或運(yùn)算的邏輯表達(dá)式為Y=A+B或邏輯得運(yùn)算規(guī)律為有1得1，全0得0

　　非運(yùn)算也稱(chēng)反運(yùn)算，其表達(dá)式為Y=A 非邏輯運(yùn)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(bǔ)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(shuō)了。

　　1·數(shù)字電路的特點(diǎn)及分類(lèi)

　　與模擬電路相比數(shù)字電路具有顯著地有點(diǎn)

　　·結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)，可靠性高，精確度高，穩(wěn)定性好

　　·處理功能強(qiáng)，不僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算，還可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和判斷。

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

　　·數(shù)字信號(hào)更易于存儲(chǔ)、加密、壓縮、傳輸

　　數(shù)字信號(hào)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(jìn)制數(shù)來(lái)傳輸和處理數(shù)字信號(hào)，在數(shù)字電路中，通常采用開(kāi)關(guān)的接通與開(kāi)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的高低電位兩種狀態(tài)，將高電位稱(chēng)為高電平，用“1”表示，低電位稱(chēng)為低電平，用“0”表示。

　　數(shù)字電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)二極管，三極管的導(dǎo)通和截止來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　分類(lèi)：數(shù)字集成電路按不同劃分方法有各種不同的類(lèi)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(cè)試和多值化方向發(fā)展。

　　二·單片機(jī)技術(shù)

　　1·什么是單片機(jī)

　　單片機(jī)就是將計(jì)算機(jī)的基本部件集成到一塊芯片內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)通常是為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的，現(xiàn)國(guó)際上逐漸統(tǒng)一稱(chēng)為MCU(MICRO-CONTROLLER UNIT 微控制器)

　　2·單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

　　單片機(jī)芯片內(nèi)通常包括CPU、ROM、RAM并行I/O、串行I/O、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷控制系統(tǒng)時(shí)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(shí)器)等。

　　與通常所說(shuō)的微型計(jì)算機(jī)相比單片機(jī)具有以下顯著特點(diǎn)：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(jià)格。6低電壓。7地功耗。8性?xún)r(jià)比高。高靈活性。10高可靠性

　　鑒于上述特點(diǎn)單片機(jī)在工業(yè)測(cè)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。可分為兩大分支：(1)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如我們?nèi)粘Ｊ褂玫腜C機(jī)。(2)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可理解為嵌入到其他裝置中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，大多數(shù)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已單片機(jī)為核心。

　　單片機(jī)的應(yīng)用大致可分為以下4大類(lèi)

　　(1) 智能儀器儀表(2)工業(yè)測(cè)控(3)民用智能電子產(chǎn)品(4)計(jì)算機(jī)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(kāi)單片機(jī)，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(yuǎn)程測(cè)控終端RTU，智能電表，智能抄表器，無(wú)功補(bǔ)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(jī)的結(jié)合應(yīng)用實(shí)例————數(shù)字電子鐘

　　1·數(shù)字電子鐘的簡(jiǎn)介

　　背景：20世紀(jì)末電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展在其推動(dòng)下現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快，時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么的寶貴。目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，將進(jìn)一步向CMOS化，低功率，小體積，大容量，高性能，低價(jià)格，和外圍電路內(nèi)裝片等幾個(gè)方面發(fā)展。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)可成為微控技術(shù)。單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)的是數(shù)字鐘。數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的分秒即使得裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性。且無(wú)機(jī)械裝置具有更長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)時(shí)分秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車(chē)站，碼頭等公共場(chǎng)所。成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋仨毱�。由于�?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(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大的擴(kuò)發(fā)了鐘表的原來(lái)的報(bào)時(shí)功能，如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警，按時(shí)自動(dòng)打鈴，時(shí)間程序自動(dòng)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(kuò)大應(yīng)用有著非�，F(xiàn)實(shí)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�，廣泛用于各個(gè)私人與公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)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(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有定時(shí)，準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，他還用于記時(shí)，自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)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(dòng)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(guò) 74LS248譯碼過(guò)來(lái)的段選碼決定，位選數(shù)據(jù)由74LS138譯碼產(chǎn)生。工作的時(shí)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(duì)P0口時(shí)整體復(fù)制會(huì)破壞位選口的數(shù)據(jù)。此時(shí)需進(jìn)行P0口數(shù)據(jù)的修正，通過(guò)或邏輯運(yùn)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(shí)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(jué)暫留性，將每個(gè)數(shù)據(jù)顯示之間的時(shí)間延時(shí)控制在10 ms以?xún)?nèi)，這樣顯示的數(shù)字才不閃。 ●單片機(jī)的選擇

　　對(duì)于在電子時(shí)鐘里單片機(jī)的選擇我選擇的是AT89c52作為電子時(shí)鐘的硬件核心。

　　因?yàn)锳T89C52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(chǔ)空間，且具有在線編程可擦除技術(shù)，如果對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)不需要對(duì)芯片多次插拔，所以不會(huì)對(duì)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(chǔ)空間錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)要多次插拔，所以會(huì)對(duì)芯片造成傷害。所以綜合以上幾點(diǎn)我選擇AT89c52作為電子時(shí)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(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)由于程序的。

　　3·軟件設(shè)計(jì)流程圖

　　4·程序設(shè)計(jì) SEC EQU 32H ;秒即

　　時(shí)時(shí)間 \偽指令

　　MIN EQU 31H ;分

　　HOUR EQU 30H ;時(shí)

　　DAY EQU 35H ;日

　　MON EQU 34H ;月

　　YEAR EQU 33H ;年

　　MIN_1 EQU 41H ;分

　　定時(shí)器1 路、開(kāi)存儲(chǔ)單元

　　HOUR_1 EQU 42H ;

　　時(shí)

　　DAY_1 EQU 43H ;

　　MON_1 EQU 44H ; YEAR_1 EQU 45H ; MIN_11 EQU 40H ;分 1 路、關(guān)存儲(chǔ)單元 HOUR_11 EQU 46H ;時(shí) 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(jì)數(shù)中斷 T0、方式1 LJMP TIME ORG 0013H 定時(shí)器

　　LJMP CHANGE; 調(diào)整時(shí)間、定時(shí)、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(shí)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(kāi)中斷 MOV TMOD , #01H ;

　　計(jì)數(shù)、模式1、T0

　　MOV TL0,

　　#0B0H ;100SM 計(jì)數(shù)定時(shí)

　　MOV TH0, #3CH ;