《智能仪器》课程设计报告

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1、《智能仪器》课程设计报告姓名学号：梁倩41253027匙沛华41253026胡智凯41253023张爽41253012刘文平41253035专业：测控技术与仪器班级：测控1201、1202北京科技大学自动化学院二〇一六年一月21目录一，课程设计内容简述3二，电路原理图及说明41.总电路图42.电位器43.AD转换44.8051单片机55.继电器56.步进电机57.键盘以及显示68.地址译码插孔6三，程序71.程序框图及说明72.程序源程序及注释113.运行结果（拍图）17四，调试过程遇到的问题及解

2、决方法19五，参考文献20六，教师评语及成绩2121《智能仪器》课程设计报告一，课程设计内容简述设计要求：基于单片机的压力控制系统设计A：由电位器信号模拟压力信号，在LED上进行显示；由按键设定压力上、下限，当压力高于上限时，打开继电器（放气）；当压力低于下限时，启动步进电机（充气）。设计分工：学号姓名分工41253026匙沛华程序设计以及功能调试41253035刘文平程序设计以及文档撰写41253023胡智凯程序设计以及资料查找41253012张爽硬件设计以及原理图绘制41253027梁倩功能调

3、试以及原理图绘制软件接口要求：连线连接孔1连接孔21KEY/LED_CSCS02AD_CSCS138255_CSCS24PA0步进电机A项5PA1步进电机B项6PA2步进电机C项7PA3步进电机D项8P1O继电器输入95V继电器常闭输入10L0继电器中间输入11INO电位器输出二，电路原理图及说明211.总电路图本压力显示和充放气系统用电位器输出值（0-5V）来模拟（-20-99KPa）压力值，将电位器的输出值送到模数转换模块进行AD转换，并将转换后的值送到8051单片机进行计算，转化为相应的压力

4、值，送到LED数码管上（前三位）显示。按键设定压力的上下限，可以在LED数码管后三位显示。AD转换后的压力值与设定的压力上下限值相比较，当压力低于设定的下限值时，启动步进电机模拟充气过程。当模拟压力高于上限时，打开继电器模拟放气过程。2.电位器电位器用来产生可变的模拟量（0-5V），进而转化为-20到99KPa的模拟压力值。3.AD转换2180C196片内集成了一个八通道的A/D转换系统。包括模拟多路开关、采样和保持电路以10位逐次逼近的A/D转换器。A/D转换的结果送到数码管显示。1.8051单

5、片机8051单片机作为控制中心，是程序的载体，并根据程序控制各部分各功能的正常运行。2.继电器通过单片机的端口P1.0输出电平来控制继电器吸合和断开，从而模拟压力高于上限时，打开继电器放气过程。继电器其控制电压是5V，控制端为高电平时，继电器工作常开触点吸合，连触点的LED灯被点亮。当控制端为低电平时，继电器不工作。执行时，对应的LED将随继电器的开关而亮灭。3.步进电机21单片机通过8255扩展端口控制步进电机。当压力值低于下限时，输出脉冲序列到8255的PA口，控制步进电机正传、反转、加速、减

6、速。本实验步进电机工作于单四拍(A→B→C→D→A)方式，模拟充气过程。1.键盘以及显示键盘实现压力上下限的输入设定功能。键盘首先向列扫描码地址逐列输出低电平，然后从行码地址读回该行值，若无键按下，行码为高，同理得到列码值。由得到的行列值计算键码。在数码管上进行显示。前三位显示测得的压力值，后三位显示输入的上下限值。2.地址译码插孔21地址译码，连接CPU和各个外围部件的地址。片选号地址范围片选号地址范围CS008000H～08FFFHCS40C000H～0CFFFHCS109000H～09FFF

7、HCS50D000H～0DFFFHCS20A000H～0AFFFHCS60E000H～0EFFFHCS30B000H～0BFFFHCS70F000H～0FFFFH三，程序1.程序框图及说明总程序框图：图1总程序框图说明：主程序的主要思路为读压力值，显示压力值，查询键盘按键输入，记录按键输入结果并进行显示，的上下限值，用读得的压力与之比较，压力大于上限值则打开继电器，压力小于下限值则打开步进电机。键盘上AB键分别代表对上下限进行设定，CD键分别代表显示上下限。21数码显示子程序框图：图2数码显示子程

8、序框图说明：定时对各显示器进行扫描，各器件分时轮流工作，每次只一位数码管显示。由于人眼视觉暂留现象，看似器件同时显示。本程序中由xian()函数实现多次扫描。每秒扫描50次，即每20ms刷新一次。读键值输入子程序框图：21图3读键值输入子程序框图说明：检测到有键按下后，向列扫描码地址0x8002逐列输出低电平，从行码地址0x8001读回该行值，若无键按下，行码为高，则返回零，若有键按下，则根据行列值计算键码，同时要判断键是否已释放，并消除抖动，最后返回键值。AD转换子程序流程图：2