单片机课程设计报告及说明书要求.doc

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容要求

1. 说明书有目录、封面
2. 容：第1章. 介绍Freescale 系列单片机
第2章. 介绍Freescale 系列单片机的最小系统
第3章. 自己考试题目的电路图
第4章. 自己考试题目的源程序
第5章 课程设计心得
3.全部容〔包括封面、目录〕超过10页。格式参见后页。
封面

JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

本科课程设计〔论文〕

星轮行星轮转换式可爬楼轮椅设计题目二号宋体

学院名称： 汽车与交通工程学院
专业： 汽车效劳工程
班级： 10东汽服1
学号： 10321245
XX：戴 文 龙

二〇一三 年 九 月

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目 录标题三号黑体

序 言标题一四号黑体
…………………………………………………………1

第1章 课题分析与方案论证……………………………………2
1.1课题任务分析标题二小四号黑体
…………………………………………………2
1.2设计方案………………………………………………………2

第2章 硬件电路………………………………………………5
2.1 A/D硬件单元…………………………………………………5
2.2.1电路设计标题三五号黑体
………………………………………………………5

参考文献…………………………………………………………6
致 …………………………………………………………7“目录〞二字〔3号黑体居中〕，下空一行为章、节、小节及其开场页码。章为4号黑体，节为小4号黑体，小节及其开场页码为小4号宋体。章与章之间空一行。

序 言

自从单片机问世以来，在国外，它已广泛应用于自动控制、数据采集和处理、家用电器等各方面，同时也渗透到其它各个科技领域。在国，虽然起步较晚，但由于单片机价廉物美、功能强、体积小、使用灵活方便，得到开展越来越多的开展，尤其在工业过程控制、自动化仪器等领域得到广泛应用。对推动国家的工业现代化进程有着重大意义。
现代工业中绝大局部的动力装置都是用电机来实现的，由于电机并不能自身对转速进展控制，在以前只能用机械装置对电机进展调速，随着机械调速装置在实际应用中暴露出来的噪音、能耗大以及易磨损、占用空间大、安装不便等问题，人们开场把目光投向了电子调速。本设计目的就是利用单片机对当前国使用最多的三种电机进展调速。
本说明书共分为4章，第一章课题分析与方案论证；第二章对硬件进展了详细的说明；第三章对系统的软件进展了分析；第四章有选择地列举了软硬件在调试过程中出现的问题，并对问题作出了分析；其中重点是单片机的各接口单元电路的设计，以及数据的显示处理。设计的最终成果是能通过按钮对电机的速度进展控制，并实现对交流电机转速模拟量的采集，并通过LED进展显示。

第1章 课题分析与方案论证标题：每章标题以3号字黑体居中打印；“章〞下空两行为“节〞 ，以4号黑体左起顶格打印；“节〞下空一行为“小节〞，以小4号黑体左起顶个打印。换行打印设计〔论文〕正文。

1.1课题任务分析
本课题主要实现用单片机控制交流、直流、步进三种电机转速的目的，并采集变频器转速输出口的电流信号将交流电机的实际转速显示出来。首行缩进两个字符采用小4号宋体字打印。行距1.5，字距为默认值。

实验室现有的西门子变频器有一模拟量输入口，在该口输入0-10V的电压，变频器就可以输出不同频率的交流电，到达控制交流电机转速的目的，为此对于交流电机的转速控制只要将单片机产生的数字信号转化为模拟电压信号与实验室现有的西门子变频器的模拟量输入口接驳即可；交流电机的转速显示那么需将变频器输出的电流模拟信号转换为数字信号送单片机。
步进电机通过环行分配器控制各绕组的通电顺序运转，分配器有软件和硬件之分。实验室的步进电机是通过硬件环行分配器驱动的，因而只要使单片机输出不同频率的脉冲至硬件环行分配器就可以控制步进电机的转速。还可以从单片机上引出一个口，通过控制这个口的上下电平让步进电机正转或反转。
直流电机的转速控制只要改变直流电机的输入电压就能实现，为此利用单片机产生PWM脉冲送直流电机的驱动电路，由驱动电路产生不同的电压至直流电机，从而到达直流电机的转速控制。
本实验平台要求三种电机的调速电路以及模/数转换电路相互独立，以便在以后做不同的实验时只需将相应的电路与单片机控制电路接驳。为此需要将各电路的硬件和系统的软件模块化，其中硬件局部首先将各电路设计成一个个独立的单元，然后用插口将各单元电路与单片机控制单元相连；软件的模块化那么通过在主程序中调用各子程序实现。
1.2方案论证
尽管所要控制的交流电机的额定转速为1400r/min，所要的A/D、D/A芯片的分辨率最小为1/1400，但考虑到本次设计任务只是锻炼我们的实践能力和方便以后教学，没有必要去片面的追求高精度而增加硬件本钱，为此直接选用了市面上较为常见的八位D/A〔DAC0809〕、A/D〔ADC0832〕转换芯片，而没有将D/A、A/D芯片的选择在方案中作为考虑对象。本次方案论证主要对键盘/显示接口电路进展选择。
方案一：
1.键盘/显示器单元电路方案
选用通用并行接口芯片8155作LED显示和键盘的输入。其中，8155的PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，PA口同时又是4位LED显示器的位扫描口，PB作为显示器的段码口，PC口作为键盘行线状态的输入口。
2.交流电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P0输出8位数字量信号经D/A转换芯片DAC0832进展转换,产生相应的模拟电压信号，再将模拟电压信号通过二级运算器放大后，输入西门子变频器MM420的模拟量输入口,去控制交流电动机的转动。
3.步进电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P1.0、P1.1口输出步进电机的控制信号，经74LS07正向放大后送步进电机驱动电路。
4.直流电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P1.0口输出PWM信号，将此脉冲信号送直流电机驱动电路控制直流电机的转动。
方案二：
1.键盘/显示器单元的电路方案
选用五片“串入并出〞移位存放器74LS164扩展五个8位并行输出口：一个8位并行输出口用于键盘的列线使用，其余的四个8位并行输出口用于控制4个LED段选口作静态显示。
2.交流电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P0输出8位数字量信号经D/A转换芯片DAC0832进展转换,产生相应的模拟电压信号，再将模拟电压信号通过二级运算器放大后，输入西门子变频器MM420的模拟量输入口,去控制交流电动机的转动。
3.步进电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P1.0、P1.1口输出步进电机的控制信号，经74LS07正向放大后送步进电机驱动电路。
4.直流电机单元的转速控制方案
由AT89C51单片机将键盘输入信号进展判断处理后经P1.0口输出PWM信号，将此脉冲信号送直流电机驱动电路控制直流电机的转动。
综合上述两种方案，区别在于所采用的键盘、显示接口电路不同。
方案一：选用通用并行接口芯片8155作LED显示和键盘的输入，这样就会和 D/A转换芯片DAC0832 共用P0口资源，需要进展片选，软件工作量大，硬件接线复杂。
方案二：直接使用89C51的串换行口外扩键盘/显示器。应用串行口方式0的输入方式，在串行口外接移位存放器74LS164，构成键盘/显示器接口。这种静态显示方式的优点是亮度大，显示闪烁感小，且CPU不必频繁地为显示效劳，因而主程序可不必扫描显示器，软件设计比拟简单，整个接口电路硬件也不复杂。
通过比拟我发现，第二种方案软、硬较第一种方案简单，且充分利用了89C51单片机的串行口资源，节约了本钱。为此，我采用第二种方案。

图2-1 A/D接口电路图下方居中标明图号和图题。图题假设采用中英文对照时，其英文字体为5号Times New Roman，中文字体为5号楷体。

第2章 硬件电路

本实验平台要求三种电机的调速电路以及模/数转换电路相互独立，以便在以后做不同的实验时只需将相应的电路与单片机控制电路接驳。为此需要将各电路的硬件和系统的软件模块化，其中硬件局部首先将各电路设计成一个个独立的单元，然后用插口将各单元电路与单片机控制单元相连；软件的模块化那么通过在主程序中调用各子程序实现。
2.1 A/D接口单元
A/D接口单元电路为采集到的变频器的模拟量能被单片机识别提供解决方案，如图2-1图2-1必须在文中引用
所示。
2.2.1电路设计
本设计采用8位A/D转换芯片ADC0809，ADC0809的分辨率为1/255，而设计的交流电机的最高转速为1275r/min，这样本设计中的A/D采集的最小分辨率为5r/min。
为了在以后的实验中能用A/D转换芯片单独采集电压信号，在设计中将ADC0809的INT0口和地线预留了接口，算例数值计算结果如表2-1表2-1必须在文中引用
所示。
表2-1 算例数值计算结果表格按章顺序编号，如表2-1为第二章第一表。表应有标题，表内必须按规定的符号注明单位〔5号字体居中打印〕。

最大应力〔MPa〕
屈服极限〔MPa〕
平安裕度
最大变形〔mm〕
X方向
Z方向
438.6
770
0.76
0.076
0.415

根据载荷概率分布及元件的条件寿命发生函数分别构造元件的首级加载失效概率发生函数UP0(z)：
公式书写应在文中另起一行。公式后应注明该式按章的顺序编排。
(2-1)

参考文献参考文献是毕业论文〔设计说明书〕不可缺少的组成局部，也是作者对他人知识成果的成认和尊重。参考文献15篇以上〔其中学术论文10篇以上，含2篇以上英文等外文论文；教材、学术专著等5部以上〕。参考文献应按文中引用出现的顺序列全，附于文末。

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[7] 义民，王顺，巧伶．具有相关失效模式的多自由度非线性构造随机振动系统的可靠性分析[J]．中国科学，2003，33(9)：804-812参考文献页：
另起一页打印“参考文献〞〔3号黑体居中〕。按论文〔设计说明书〕中参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，并将序号置于方括号内，〔小4号宋体顶格打印〕。具体内容有：
① 主要责任者〔专著作者、论文集主编、学位申报人、专利申请人、期刊文章作者、文章作者〕。多个责任者之间以“，〞分隔，注意在本项数据中不得出现缩写点“.〞。主要责任者只列出XX，其后不加“著〞、“编〞、“主编〞等。
② 文献题名及版本〔初版略〕。
③ 文献类型及载体类型标识。文献类型标识为：专著[M]，期刊[J], 论文集[C]，学位论文[D]，报纸文章[N]，报告[R]，专利[P]。
④ 出版项〔出版地、出版者、出版年〕。
⑤ 文献出处或电子文献的可获得地址。
⑥ 文献起止页码。
⑦ 文献标准编号〔标准号、专利号……〕。
⑧ 格式：
a. 参考文献假设是专著、论文集、学位论文、报告等：

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