单片机论文开题报告范文

随着单片机由于其较小的体积和很高的性价比,而在各种电子产品中受到广泛的应用和发展,单片机的研发人员也在不断的进行技术上的革新。下面是我为大家整理的单片机开题报告范文，欢迎阅读。

基于单片机数字频率计设计开题报告

一、选题的依据及意义：

本课题主要研究如何用单片机来设计数字频率计。因为在电子技术中，频率的测量十分重要，这就要求频率计要不断的提高其测量的精度和速度。在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，简洁、高效、经济成为人们办事的一大宗旨。在电子技术中这一点表现的尤为突出，人们在设计电路时，都趋向于用竟可能少的硬件来实现，并且尽力把以前由硬件实现的功能部分，通过软件来解决。因为软件实现比硬件实现具有易修改的特点，如简单的修改几行源代码就比在印制电路板上改变几条连线要容易的多，故基于微处理器的电路往往比传统的电路设计具有更大的灵活性。

因为数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域必不可少的测量仪器，所以频率的测量就显得更为重要。在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。本课题采用的是直接测频式的频率计，设计原理简单、电路稳定、测量精度高，大大的缩短了生产周期。

二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)：

由于当今社会的需要，对信息传输和处理的要求不断提高，对频率的测量的精度也需要更高更准确的时频基准和更精密的测量技术。而频率测量所能达到的精度，主要取决于作为标准频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。目前，测量频频的方法有直接测频法、内插法、游标法、频差倍增法等等。直接测频的方法较简单，但精度不高。频差倍增多法和周期法是一种频差倍增法和差拍法相结合的测量方法，这种方法是将被测信号和参考信号经频差倍增使被测信号

的相位起伏扩大，再通过混频器获得差拍信号，用电子计数器在低频下进行多周期测量，能在较少的倍增次数和同样的取样时间情况下，得到比测频法更高的系统分辨率和测量精度，但是仍然存在着时标不稳而引入的误差和一定的触发误差。

在电子系统广泛的应用领域中，到处看见处理离散信息的数字电路。供消费用的冰箱和电视、航空通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中都用到数字技术。 数字频率计是现代通信测量设备系统中必不可少的测量仪器，不但要求电路产生频率的准确度和稳定度都高的信号，也要能方便的改变频率。

数字频率计的实现方法主要有：直接式、锁相式、直接数字式和混合式

(1)直接式

优点：速度快、相位噪声低，但结构复杂、杂散多，一般只应用在地面雷达中。

(2)锁相式

优点：相位同步的自动控制，制作频率高，功耗低，容易实现系列化、小型化、模

块化和工程化。

(3)直接数字式

优点：电路稳定、精度高、容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。

三、研究内容及实验方案：

研究内容：本课题设计以单片机为核心，设计一种数字频率计，应用单片机中的定时器/计数器和中断系统等完成频率的测量。

实验方案：

图1 频率计总体设计框图

四、目标、主要特色及工作进度

目标：

基于单片机的数字频率计，画出电路图并用软件仿真

工作特色：

(1)运用了单片机技术;

(2)运用了C语言、电路等知识;

(3)采用电脑等工具;

(4)采用显示模块、分频模块、单片机模块等;

(5)简单易理解，十分实用。

工作进度：

1、查阅文献，翻译英文资料，书写开题报告; 第1---4周

2、相关资料的获取和必要知识的学习 ; 第5---9周

3、设计系统的硬件和软件模块并调试 第10--14周

4、撰写论文; 第15--16周

5、总结，准备答辩; 第17周

五、参考文献

[1]李学海著.标准80C51单片机基础教程.北京航空航天大学出版社,2006

[2] 戴仙金主编.51单片机及其C语言程序开发实例.清华大学出版社,2008

[3] 李诚人.高宏洋等.嵌入式系统及单片机应用,清华大学出版社,2005

[4] 龚运新编著.单片机C语言开发技术.清华大学出版社,2006

[5] 张天凡等编著.51单片机C语言开发详解.电子工业出版社,2008

[6] 张义和.王敏男等.例说51单片机(C语言版).人民邮电出版社,2008

[7] 张洪润、刘秀英、张亚凡等.单片机应用设计200例 .北京航空航天大学出版社,2006

[8] 彭为、黄科、雷道仲等.单片机典型系统设计实例精讲.电子工业出版社, 2006

[9] 李学海著.标准80C51单片机基础教程.北京航空航天大学出版社,2006

[10] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京航天航空大学出版社，1998.

[11] 余发山，王福忠.单片机原理应用技术[M].徐州:中国矿业大学出版社，2003.

[12]. System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002

[13] Yeager to troubleshoot your electronic scale[J]. Powder and Bulk Engineering. 1995

[14]WeiXiaoRu, of a CCD's driving circuit based on Applications,2010,(16).

[15]HeLianYun,The Traffic Signal Lamp System Controlled with Single Chip Study,2008,(01).

基于单片机的火灾报警器

一、毕业设计(论文)课题来源、类型

课题来源：生产(社会)实践

课题类型：毕业设计

二、选题的目的及意义

对于广大居民，尤其是单独居住的老人，无人看护的病人、婴幼儿童等弱势群体在遇到火灾时，行动不便，逃生能力不强，逃生所需时间相对较长，对他们来说火灾的早期报警，争取更多的逃生时间或者及时通知救援人员，避免造成人员伤亡，显得更为重要。

火灾报警器可以让百姓的家居生活更加安全，本报警器是一个由单片机控制的火灾烟雾浓度、温度检测系统，它将传感器输出地电压信号进行A/D转换、滤波、线性化，由单片机将电压值转换为气体浓度和温度送LCD1602液晶显示，并判断是否超过报警上限，若超过，则发出声光报警[1]，并将报警情况通过GSM模块发出，同时可以实现消防局对火灾报警的集中接警，专业化处警，以最少的投资实现最快的接警和处警。同时还为接处警人员提供方便快捷的辅助决策手段，提高消防队伍快速反应的能力，密切警民关系。高效的工作，还可以减少火灾给居民带来的人生安全的危害和财产的损失。

三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势

以火灾自动报警技术为核心的建筑消防系统，是预防和遏制建筑火灾的重要保障。近年来，我国火灾自动报警工程应用技术实现了较快发展。但由于在实际应用中，火灾自动报警系统的通讯协议不一致，火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。

(1)适用范围过小。我国火灾自动报警系统技术比美、英等发达国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在易造成群死群伤的中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。

(2)智能化程度低。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。

(3)网络化程度低。我国应用的火灾119动报警系统形式基本上以区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心火灾自动报警系统为主，安装形式主要是集散控制方式，自成体系，自我封闭，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。

(4)组件连接方式有待改善。火灾自动报警系统以多线制和总线制连接方式为主，探测器和报警器及控制器之间是采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干扰能力差的缺点。同时，铜导线耐高温性能差、易磨损，系统施工维修复杂，影响了火灾自动报警系统的可靠性和更广泛的应用。

(5)火灾自动报警系统误报、漏报问题较多。由于火灾探测器的安装环境极其复杂，加之各种传感器在探测火灾方面存在着某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”，误报、漏报现象时有发生。

(6)超早期火灾探测器技术应用还几乎处于空白。国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，这些系统采用了激光粒子计

数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾报警。而该技术我国目前还处于起步阶段，有待进一步研究开发使用[2]。

针对上述问题，火灾自动报警应用技术进一步着眼于当前国际发展的新形势，加快更新改造进程，加强对数字技术和新工艺、新材料的应用，改进系统能力，使火灾自动报警应用技术向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。当前，国外火灾自动报警应用技术的发展趋势主要表现为网络化、智能化、多样化、小型化、社区化、蓝牙化、高灵敏化等。这也是火灾自动报警应用技术的研究发展趋势。

四、本课题主要的研究内容

设计一种以STC89C52单片机为核心的火灾检测与报警系统，可以通过气体传感器实时获取可燃气体浓度、温度传感器获得火灾现场温度，并通过LCD1602液晶显示，当浓度或温度超过限定值时则报警并且把报警情况发送到报警器所设定的终端上。以方便人们更好的掌握安全状况，提高生活质量。

五、拟采取的方法、技术或设计(开发)工具

本设计主要以MCS-51系列单片机STC89C52为控制核心，它自带8K的FLASH程序存储器，它的核心处理单元为8位。数据处理主要是对数字温度传感器18B20采集温度数据和对MQ-2烟物传感器进行AD采集，并进行逻辑判断，根据数据的具体情况输出到数码管显示和使蜂鸣器动作[3]。整个单片机应用系统的设计分为硬件电路设计和软件编程设计两大部分;其中硬件电路设计包括温度采集电路，MQ-2烟物传感器电路，单片机控制电路，显示电路，报警与控制电路和GSM模块。软件设计部分包括系统主程序，温度采集子程序，数码管显示子程序，GSM模块子程序和输出驱动子程序，均采用51系列C语言编程实现。

六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标

进度计划：

- ： 查找资料、搜集相关素材

- ：完成需求分析

- ： 完成概要设计

- ：完成详细设计

- 完成编码

- ： 完成软件测试

- ：整理资料、撰写设计报告

- ：根据导师要求，完善毕业设计和设计报告

热电致冷器件特别适合于小热量和受空间限制的温控领域。改变加在器件上的直流电的极性即可变致冷为加热，而吸热或放热率则正比于所加直流电流的大小。Pe1tier 温控器的设定温度可以在一个较宽的范围内任意选择，可选择低于或高于环境温度。在本系统中我们选用了天津蓝天高科电源有限公司生产的半导体致冷器件 TES1－12739,其最大温差电压 ,最大温差电流最大致冷功率。 其它部分系统采用Samsung（三星）公司生产的真空荧光数码显示屏 VFD用来实时显示当前温度，以观察控制效果。键盘和串行通信接口用来设定控制温度和调整PID参数。系统电路原理图如图3所示。2 系统软件设计系统开始工作时，首先由单片机控制软件发出温度读取指令，通过数字温度传感器 DS18B20 采样被控对象的当前温度值T1并送显示屏实时显示。然后，将该温度测量值与设定值T比较，其差值送 PID控制器。PID 控制器处理后输出一定数值的控制量，经DA 转换为模拟电压量，该电压信号再经大电流驱动电路，提高电流驱动能力后加载到半导体致冷器件上，对温控对象进行加热或制冷。加热或制冷取决于致冷器上所加电压的正负，若温控对象当前温度测量值与设定值差值为正，则输出负电压信号，致冷器上加载负电压温控对象温度降低；反之，致冷器上加载正向电压，温控对象温度升高。上述过程：温度采样－计算温差－PID调节－信号放大输出周而复始，最后将温控对象的温度控制在设定值附近上下波动，随着循环次数的增加，波动幅度会逐渐减小到某一很小的量，直至达到控制要求。为了加快控制，在进入PID控制前加入了一段温差判断程序。当温度差值大于设定阈值Δt时，系统进行全功率加热或制冷，直到温差小于Δt才进入PID控制环节。图4为系统工作主程序的软件流程图．3 结论本文设计的基于单片机数字PID控制的精密温度控制系统，在实际应用中取得了良好的控制效果，温度控制精度达到±℃。经48小时连续运行考验，系统工作稳定，有效地降低了辐亮度标准探测器的温度系数，使辐亮度标准探测器在温度变化较大的环境中也能保持其高精度，为实现基于探测器的高精度辐射定标的广泛应用奠定了基础。本文作者创新点：在原来基于PC的PID温控系统的基础上，设计了由单片机、数字式温传感器DS18B20和半导体致冷器组成的精密温度控制系统。该温控系统的应用为高精度光辐射测量仪器－辐亮度标准探测器的小型化、智能化提供了有利条件。

用DS18B20测试温度，然后做出相应的控制，也可以报警创新方面可以做多路温度测试和控制吧，加温度显示，用LED数码管或者LCD显示屏

开题报告要求不少于3000字。开题报告的主要内容和要求如下：1、说明选题的背景和研究意义。主要说明所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势。历史背景部分着重说明本课题前人研究过没有，研究的成果如何。国内外研究现状部分说明本课题目前在国内外的研究状况，介绍各种观点，比较各种观点的异同，着重说明本课题目前存在的争论焦点，说明自己的观点。发展趋势部分说明本课题目前国内外研究已经达到什么水平，还存在什么样的问题，指明研究发向，提出可能解决的方法。2、研究的基本内容和拟解决的主要问题。说明本课题研究的主要课题，研究的重点和方向，明确进一步研究的思路。3、研究方法及措施。选题不同，研究方法也往往不同。在开题报告中，学生要说明自己准备采用的研究方法。写明研究方法和措施，并给予必要的设计方案论证，争取在这些方面得到指导教师的指导或建议。4、研究工作的步骤、进度。毕业设计过程中，材料的搜集、课题的设计制作调试、论文的撰写与修改等，都要分阶段进行。在时间安排上，要充分考虑各个阶段研究内容的相互关联。对于指导教师在任务书中规定的时间安排，学生应在开题报告中给予呼应，并最后得到批准。一般实际操作时间安排要提前一些。5、主要参考文献。在开题报告中，应列出主要参考文献，表明自己已经了解所选课题的相关资料，证明课题是有理论依据的。所列出的参考文献，应有不少于2篇英文文献 (一般指英文原文参考文献) 。