小区自动售水机设计课程设计报告.doc

课程设计报告
题目小区自动售水机设计
课程名称单片机原理及应用
目录
1 设计目的与要求
设计的目的
设计的内容和要求
2 总体设计方案
3 硬件电路设计及原理分析
系统整体电路图
单片机的工作原理
数码管的工作原理
AD转换器的工作原理
按键的工作原理
4 软件部分设计

数码管程序
AD转换的程序
子程序
5 设计结果与心得
6参考资料
7附件(原理图纸及图片)
1 设计目的与要求
1. 通过课程设计,主要达到以下目的: 
(1)使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解;    
(2)使学生掌握单片机的内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、A/D、D/A、串行口通讯等; 
(3) 使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。

题目:小区自动售水机设计
要求:

设定按键S7为出水控制按键,当S7按下后,售水机持续出水(继电器接通,指示灯L10点亮)。设定按键S6为停水控制按键,当S6按下后,停止出水(继电器断开,指示灯L10熄灭)。

通过4位数码管DS1显示费率,单位为元/升,保留2位有效数字;
通过4位数码管DS2显示当前出水量(出水时,单位为升)和总价(停止时,单位为元):按下出水键S7后,清除数码管DS2显示数据,数码管DS2实时显示出水量,保留2位有效数字),在出水状态下,再次按下S7,不会影响出水状态,直到按下停止键S6为止;按下停止出水键S6后,数码管DS2显示总价(保留2位有效数字)。
例:当S7按下后,数码管示意图如图2所示:
当S6按下后,数码管示意图如图3所示:

通过光敏电阻RD1和AD转换芯片PCF8591组成的亮度检测电路(亮度值转换为PCF8591通道1的电压)检测环境亮度;,L1灯点亮,。
2 总体设计方案
本系统在实验平台CT107D基础上进行设计,设定按键S7为出水控制按键,当S7按下后,售水机持续出水(继电器接通,指示灯L10点亮)。设定按键S6为停水控制按键,当S6按下后,停止出水(继电器断开,指示灯L10熄灭)。
通过4位数码管DS1显示费率,单位为元/升,保留2位有效数字;
通过4位数码管DS2显示当前出水量(出水时,单位为升)和总价(停止时,单位为元):按下出水键S7后,清除数码管DS2显示数据,数码管DS2实时显示出水量,保留2位有效数字),在出水状态下,再次按下S7,不会影响出水状态,直到按下停止键S6为止;按下停止出水键S6后,数码管DS2显示总价(保留2位有效数字)。
通过光敏电阻RD1和AD转换芯片PCF8591组成的亮度检测电路(亮度值转换为PCF8591通道1的电压)检测环境亮度;,L1灯点亮,。
系统整体框图如下:
图4 系统总体框图
3 硬件电路设计及原理分析
系统整体电路图
图5 整体电路图
该系统主要由单片机最小系统、数码管显示模块、AD转换模块、按键模块组成。因P0口所连接的设备较多(数码管,LED,继电器,蜂鸣器等),采用38译码器和锁存器进行对P0端口进行了扩展,单片机选取12M晶振。
单片机的工作原理
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
该单片机具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。