随着人们自身素质提升,报告的用途越来越大,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。那么报告应该怎么写才合适呢?以下是我为大家整理的电子信息工程毕业论文开题报告,希望能够帮助到大家。
毕业设计的内容和意义
毕业设计内容:
1.熟悉单片机系统设计方法,独立完成电路和程序设计。
2.用PROTEUS进行系统调试和仿真。
3.设计、制作并调试硬件系统。
4.完成相关软件文档资料。
毕业设计应完成的技术文件:
字以上毕业设计开题报告,2000字以上英文参考文献的中文译文。
2.毕业设计论文(15000字以上)。
3.提供设计原理图和相应程序。
毕业设计意义:
随着时代的发展,现代化建设步伐不断加快,对道路照明及道路亮化工程需求也更大,而能源的供需矛盾也越来越突出,节电节能、绿色照明的要求越来越迫切,越来越高。现在再采用那些传统的手控、钟控照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。路灯照明是日常生活中必不可少的公共设施。路灯照明耗电量约占总耗电量的15%,全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题。面对供电紧张形势,路灯巡查对于国家来讲是一项需要耗费大量人力的工作,各种临时应急节电措施被广泛采用:夜晚间隔关灯、调整路灯开关的时间、在用电紧张的日子里关闭景观照明等等,当用电高峰过后,这些措施可能就被束之高阁,明年的用电高峰来临,一切又会重新开始。这样的节电措施,在缓解用电紧张的同时,却带来资源的浪费和对人们日常生活的负面影响。缓解用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化管理,减少浪费,使我们的每一度电都能物尽其用!启用先进路灯监控系统,可以对路灯实施统一启闭,对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”,有效节约电能消耗。对于学校公共照明系统来说,采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化校园的科学解决方案。
目前已有一小部分校园参考了公路路灯的节能措施,到了后半夜将电灯亮度调低,或采取等间隔亮灯的方式来节约用电,但是这样一个方法却带来路灯过亮或过暗的问题:
1.控制落后
开关灯方式落后:当前路灯控制,还停留在手动、光控、钟控方式。受季节、天气和人为因素影响,自动化管理水平低,经常该亮时不亮,该灭时不灭,极易造成极大的能源浪费,增加了财政负担。
2.操控不便
调节操控能力不足,无法远程修改开关灯时间,不能根据实际情况(天气突变,重大事件,节日)及时校时和修改开关灯时间。
3.灯况不明
不具备路灯状况监测,现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式,不仅工作量大,还浪费人力、物力、财力。故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉缺乏主动性、及时性和可靠性,不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况缺乏有效的故障预警机制。
4.不能很好的应用在前半夜
因为其前半夜6个小时以上全部采取正常亮度,这样就会出现在没有行人、车辆经过校园道路时的电力资源浪费这一现象,而除了晚上6点-9点人车流高峰期以外其余时间人车流量确实相对较少,所以我们认为校园照明有更大的节能潜力。
针对以上现有节能情况分析,我们设计了一种高效率的智能节能路灯,路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,我们认为路灯应改进为为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—21点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。使用红外感测,与声控相比,感应精度更高,避免了一些噪音而使灯无效闪烁。将所有的路灯连接到单片机上,单片机和计算机通信,用计算机控制路灯工作状态。可设定自动控制方式和人工控制方式。自动控制方式可根据地太阳活动规律,并结合实际情况控制路灯的工作方式。当夜幕降临,或光线已经较暗时,虽然未达到设定时间,也能自动开启。交通高峰期,应达到持续满额亮度;高峰期后,进入红外感应,实现智能和节能的控制。人工控制方式可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独控制路灯的开与关。另外通过路灯的工作状态可对路灯损坏实现实时报警,并可显示具体的位置,提醒维修人员及时维修,中心控制器带有时钟芯片,该时钟芯片带有EEPROM,可以保持单片机工作参数,即使通信发生错误,路灯也能按照最后的程序进行工作。
文献综述
一、设计方案
本设计选用STC89C52单片机作为系统的核心部件,实现系统的控制和处理的功能。各模块所包含的功能如下:(1)红外模块:夜晚进行检测是否有行人。(2)显示模块12864:显示相应的时间和日期信息。(3)时钟模块:手动切换时间,自己设定开灯时间。(4)光敏电阻传感器模块:用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
二、硬件电路设计
1.主控制器STC89C52
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。
STC89C52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4KBEEPROM,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。
2.红外模块
本设计采用HC-SR501红外模块,它是基于红外线技术的'自动控制模块,采用德国原装进口LHI778探头设计,灵敏度高,可靠性强,超低电压工作模式,广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。该模块用于检测夜晚是否有行人路过,因此产生高地电平,并通过软件的方法来处理电平信号。
3.光敏电阻传感器模块
本设计采用3线制光敏电阻传感器模块,是一款灵敏型光敏电阻传感器,用比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,超过15mA。同时配有可调电位器可调节检测光线亮度,用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
4.显示模块
本设计采用液晶显示器12864显示时间和日期。液晶显示屏的第一行显示年月日,第二行显示的实时时钟,硬件电路中的12864的数据端口接到单片机P1口,数码管的4,5,6管脚分别与单片机的相连,通过单片机的信息处理,从而在液晶显示屏上显示各段信息。
四、软件设计
主程序主要设计各个部分子程序的调用,子程序有时钟程序和显示子程序两部分。程序初始化后,红外模块子程序判断有没有行人,输出一个信号,经软件处理。12864液晶显示子程序主要通过接收主程序发出的信号,将其设置输入为模式子函数形成,并初始化LCD子函数,显示日期子函数,显示时间子函数。
五、仿真实现
该系统的软件仿真采用Proteus软件,当系统开机时,系统进入初始化界面,液晶显示第一行为时间信息,第二行为日期信息,当白天的时候,打开光强和红外判断,同时成立才开启路灯。设定按钮可手动改变时间信息。
参考文献:
1.胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社.
2.周润景等.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用[M].北京:电子工业出版社.
3.侯玉宝等.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京:电子工业出版社.
4.张靖武等.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:电子工业出版社.
5.楼然苗等.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社.
6.周向红等.51系列单片机应用与实践教程[M].北京:北京航空航天大学出版社.
7.李林功.单片机原理与应用—基于实例驱动和Proteus仿真[M].北京:科学出版社.
8.薛钧义,张彦斌.MCS-系列单片微机计算机及其应用[M].西安:西安交通大学出版社.1997
9.何利民.单片机应用系统设计.[M]北京航空航天大学出版社.1995
研究内容
红外模块的使用
单片机读取时钟芯片
用液晶显示相关数据
绘出逻辑图
研究计划
第一周——第二周:下毕业设计任务书,明确设计要求。查阅、搜集毕业设计相关资料。着手翻译相关英文资料,并熟悉PROTEUS软件和单片机的相关开发知识。
第三周——第四周:对查阅的文献资料归纳综述撰写开题报告。完成毕业设计需求分析,确定系统框图。
第五周——第六周:方案论证,设计硬件电路。分析设计的电路,提出软件设计思路;毕业设计初期检查。
第七周——第八周:在PROTEUS中实现软、硬件设计与调试。分析调试中的问题,改进并重新调试达到技术要求。
第九周——第十周:软、硬件电路进行整体测试,修改并完善程序;毕业设计中期检查。
第十一周——第十二周:设计并制作印制电路板;完成硬件的安装和调试。完成整个系统的软件、硬件的调试。
第十三周——第十四周:研究工作总结,撰写毕业论文。
第十五周——第十六周:论文修改及评阅,论文答辩。
特色与创新
路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,路灯为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—23点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。
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
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
毕业设计论文可以找别人帮你做啊,把你的详细要求发不到任务中国网,让高手给你解决这个问题。或者你去抄一片。
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单片机毕业论文答辩陈述
难忘的大学生活将要结束,毕业生都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的检验大学学习成果的形式,那么毕业论文应该怎么写才合适呢?以下是我为大家收集的单片机毕业论文答辩陈述,仅供参考,希望能够帮助到大家。
单片机毕业论文答辩陈述
各位老师好!我叫刘天一,来自**,我的论文题目是《基于AVR单片机的GSM—R基站天线倾角测量系统》。在这里,请允许我向宁提纲老师的悉心指导表示深深的谢意,向各位老师不辞劳苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。
下面我将从论文的背景意义、结构内容、不足之处三个方面向各位老师作一大概介绍,恳请各位老师批评指导。
首先,在背景和意义上,移动通信网络建设初期,基站站间距大、数量少、站型也不大,并且频率资源相对比较丰富。在这一阶段的网络规划时很少对天线的倾角做详细的规划,基站功率常常以满功率发射。对于越区覆盖则主要通过增加邻区的办法予以解决。
但随着网络的迅速发展,城市中的基站越来越密集,在一个中等城市通常分布着数十个基站,在省会城市更是达到了数百个基站之多,并且基站的密度越来越高,站型也越来越大,如果对越区覆盖的问题仍然釆用老办法解决,那么网络质量将难以保证。因此有必要在规划阶段就对基站天线的倾角、基站静态发射功率等进行更加细化合理的规划,从而减轻优化阶段的工作量。
合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响,有效控制基站的覆盖范围,而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两方面侧重,一方面侧重于干扰抑制,另一方面侧重于加强覆盖。这两方面侧重分别对应不同的下倾角算法。一般而言,对基站分布密集的地区应该侧重于考虑干扰抑制(大下倾角);而基站分布比较稀疏的地方则侧重于考虑加强覆盖(小下倾角)。
规划阶段进行的倾角设计,在实际施工过程中会出现一定的偏差,在使用的过程中,由于季节变化或风、雨、雪、温度、湿度等自然条件影响,基站天线倾角会发生变化,进而影响场强质量。而移动通信已经是人类日常生活中不可或缺的一部分,正常的通信离不开基站的建设与维护,因此,基站天线倾角的实时、精确测量就显得尤为重要了。但现阶段移动通信基站的天线方位角、下倾角等基本是依靠人工现场通过罗盘、坡度仪等仪器进行测量得到的,而且由于基站的数量巨大,因而测量耗费了大量的时间、人力、物力,并且存在较大的测量人员人身安全隐患。因此,实现一种省时、省力的自动化测量仪器是非常亟需的。
为此,拟研发GSM—R基站天线倾角测量系统,实现不登塔作业即可完成基站天线倾角的测量工作,并可对各基站测试点进行联网,实现对基站天线倾角的实时监测。本系统可以大大降低GSM—R系统现场维护作业的人身安全风险和作业难度、强度,具有很高的实用性和安全性。
其次,在结构内容上,论文主要对基站倾角测量系统进行设计,主要研宄内容为:
(1)根据控制要求,选用倾角测量模块;学会使用并通过使用手册深入学习其特性及原理。
(2)采用ATmegal62作为控制芯片,进行倾角测量系统的硬件电路设计。整个系统分为主板和从板,通过芯片内置的TWI串行总线传输接口进行通信,由主板将数据通过无线模块发送给手持终端。
(3)采用JZ863数传模块,将其与上位机控制芯片、下位机控制芯片的异步串行接收/发送器USART连接,进行上位机与下位机的无线数据通信。
(4)在硬件平台基础上根据模块化思想进行倾角测量系统的软件程序设计。
(5)在设计好的软硬件平台上进行相关实验,实现控制系统设计目标和要求。
本文各章节安排如下:
第1章“引言”,对倾角测量系统进行了简要概述,介绍了研宄背景,并对本文的内容作了简介。
第2章“倾角测量传感器”,主要分析了本系统比较重要的倾角测量模块的原理以及SCA100T—D01倾角测量芯片,对其各个引脚的功能以及通信协议等进行了阐述,为后面的具体实现打下了基础。
第3章“ATmegal62微处理器结构及原理”,分析了本毕设使用的核心单片机芯片ATmegal62,包括它的各个引脚以及I/O端口,并且分析了本论文主要使用的通信协议,即同步串行SPI接口和USART串行口。
第4章“倾角测量系统软硬件实现”,本章首先对系统的总体设计进行了实现,包括主要的技术指标、主要的功能模块等。接着进行了本系统的硬件实现和软件实现。硬件实现包括各个功能模块的具体电路设计以及最后的PCB电路板制作,软件实现包括各个功能模块的程序设计。
第5章“倾角测量系统调试及实验”,本章主要进行了硬件电路的调试,并介绍了通过AVR Studio进行软件仿真以及下载,最后在搭建的系统软硬件平台的基础上,进行调试和实验,以此来验证基站倾角测量系统的硬件与软件设计。
第6章“结论”,本章主要总结了本论文的研究结果,并阐述了系统的不足之处和对以后工作的展望。
最后,在不足之处上,这篇论文的写作以及修改的过程,也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作,但论文还是存在许多不足之处,有待改进。请各位评委老师多批评指正,让我在今后的学习中学到更多。
[知识拓展]
论文答辩提问方式
在毕业论文答辩会上,主答辩老师的提问方式会影响到组织答辩会目的的实现以及学员答辩水平的发挥。主答辩老师有必要讲究自己的提问方式。
1、提问要贯彻先易后难原则。主答辩老师给每位答辩者一般要提三个或三个以上的问题,这些要提的问题以按先易后难的次序提问为好。所提的第一个问题一般应该考虑到是学员答得出并且答得好的问题。学员第一个问题答好,就会放松紧张心理,增强“我”能答好的信心,从而有利于在以后几个问题的答辩中发挥出正常水平。反之,如果提问的第一个问题就答不上来,学员就会背上心理包袱,加剧紧张,产生慌乱,这势必会影响到对后面几个问题的答辩,因而也难以正确检查出学员的答辩能力和学术水平。
2、提问要实行逐步深入的方法。为了正确地检测学员的专业基础知识掌握的情况,有时需要把一个大问题分成若干个小问题,并采取逐步深入的提问方法。如有一篇《浅论科学技术是第一生产力》的论文,主答辩老师出的探测水平题,是由以下四个小问题组成的。
(1)什么是科学技术?
(2)科学技术是不是生产力的一个独立要素?在学员作出正确回答以后,紧接着提出第三个小问题:
(3)科学技术不是生产力的一个独立要素,为什么说它也是生产力呢?
(4)你是怎样理解科学技术是第一生产力的?通过这样的提问,根据学员的答辩情况,就能比较正确地测量出学员掌握基础知识的扎实程度。如果这四个小问题,一个也答不上,说明该学员专业基础知识没有掌握好;如果四个问题都能正确地回答出来,说明该学员基础知识掌握得很扎实;如果能回答出其中的2—3个,或每个小问题都能答一点,但答得不全面,或不很正确,说明该学员基础知识掌握得一般。倘若不是采取这种逐步深入的提问法,就很难把一个学员掌握专业基础知识的情况准确测量出来。假如上述问题采用这样提问法:请你谈谈为什么科学技术是第一生产力?学员很可能把论文中的主要内容重述一遍。这样就很难确切知道该学员掌握基础知识的情况是好、是差、还是一般。
3、当答辩者的观点与自己的观点相左时,应以温和的态度,商讨的语气与之开展讨论,即要有“长者”风度,施行善术,切忌居高临下,出言不逊。不要以“真理”掌握者自居,轻易使用“不对”、“错了”、“谬论”等否定的断语。要记住“是者可能非,非者可能有是”的格言,要有从善如流的掂量。如果作者的观点言之有理,持之有据,即使与自己的观点截然对立,也应认可并乐意接受。倘若作者的观点并不成熟、完善,也要善意地、平和地进行探讨,并给学员有辩护或反驳的平等权利。当自己的观点不能为作者接受时,也不能以势欺人,以权压理,更不要出言不逊。虽然在答辩过程中,答辩老师与学员的地位是不平等的(一方是审查考核者,一方是被考核者),但在人格上是完全平等的。在答辩中要体现互相尊重,做到豁达大度,观点一时难以统一,也属正常。不必将自己的观点强加于人,只要把自己的观点亮出来,供对方参考就行。事实上,只要答辩老师讲得客气、平和,学员倒愈容易接受、考虑你的观点,愈容易重新审视自己的观点,达到共同探索真理的目的。
4、当学员的回答答不到点子上或者一时答不上来的问题,应采用启发式、引导式的提问方法。参加过论文答辩委员会的老师可能都遇到过这样的情况:学员对你所提的问题答不上来,有的就无可奈何地“呆”着;有的是东拉西扯,与你绕圈子,其实他也是不知道答案。碰到这种情况,答辩老师既不能让学员尴尬地“呆”在那里,也不能听凭其神聊,而应当及时加以启发或引导。学员答不上来有多种原因,其中有的是原本掌握这方面的知识只是由于问题完全出乎他的意料而显得心慌意乱,或者是出现一时的“知觉盲点”而答不上来。这时只要稍加引导和启发,就能使学员“召回”知识,把问题答好。只有通过启发和引导仍然答不出或答不到点子上的,才可判定他确实不具备这方面的知识。
【拓展】
单片机毕业论文开题报告参考
1. 课题名称:
数字钟的设计
近年来,随着单片机档次的不断提高,功能的不断完善,其应用日趋成熟、应用领域日趋广泛,特别是工业测控、尖端武器和日常家用电器等领域更是因为有了单片机而生辉增色,不少设备、仪器已经把单片机作为核心部分。单片机应用技术已经成为一项新的工程应用技术。尤其是Intel公司生产的MCS-51系列单片机,由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点,在我国得到了广泛的`应用,在智能仪器仪表机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果。现在单片机可以说是百花齐放,百家争鸣,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位,16位,到32位,数不胜数,应有尽有由于主流C51兼容的,也有不兼容的,但他们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广泛的天地。在高节奏发展的现代社会,以单片机技术为核心的数字钟越来越彰显出它的重要性。
3. 设计目的和意义:
单片机的出现具有划时代的意义。它的出现使得许多原本花费很高的复杂电路以及繁多的电气元器件都被取缔,取而代之的是一块小小的芯片。伴随着计算机技术的不断发展,单片机也得到了相应的发展,而且其应用的领域也得到更好的扩展。在民用,工用,医用以及军用等众多领域上都有所应用。为了,能够更好的适应这日新月异的社会,我们应当充实我们的知识面,方能不被时代的潮流踩在脚下。
介于单片机的重要性,我们应当对单片机的原理,发展以及应用有着一定的了解。所以,我们应当查阅相关资料,从而能够对单片机有个全方位的了解。进而将探讨的领域指向具体的国内,从而能够在科技与经济飞速发展的当今社会更好的应用这项技术。事实上,该项技术在国内有着极为广泛的发展前景,因此,通过对本课题的研究,我们因当能够充分认识到单片机技术的重要性,对单片机未来的发展趋势有所展望。
单片机的形成背景:
1.随着微电子技术的不断创新和发展,大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。硅材料与人类智慧的结合,生产出大批量的低成本、高可靠性和高精度的微电子结构模块,推动了一个全新的技术领域和产业的发展。在此基础上发展起来的器件可编程思想和微处理(器)技术可以用软件来改变和实现硬件的功能。微处理器和各种可编程大规模集成专用电路、半定制器件的大量应用,开创了一个崭新的应用世界,以至广泛影响着并在逐步改变着人类的生产、生活和学习等社会活动。
2.计算机硬件平台性能的大幅度提高,使很多复杂算法和方便使用的界面得以实现,大大提高了工作效率,给复杂嵌入式系统辅助设计提供了物理基础。
3.高性能的EDA综合开发工具(平台)得到长足发展,而且其自动化和智能化程度不断提高,为复杂的嵌入式系统设计提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的易于学习和方便使用的开发集成环境。
4.硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)的发展为复杂电子系统设计提供了建立各种硬件模型的工作媒介。它的描述能力和抽象能力强,给硬件电路,特别是半定制大规模集成电路设计带来了重大的变革。
5.软件技术的进步,特别是嵌入式实时操作系统EOS(Embedded Operation System)的推出,为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。EOS是一种功能强大、应用广泛的实时多任务系统软件。它一般都具有操作系统所具有的各种系统资源管理功能,用户可以通过应用程序接口API调用函数形式来实现各种资源管理。用户程序可以在EOS的基础上开发并运行。
单片机的发展历史:20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Z80微处理器。
1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机,并推向市场。它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展史上重要的里程碑。
在MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机。到了80年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象INTEL公司的MCS-51系列,Motorola公司的6801和6802系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。
80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/D转换器的单片机,功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。
1982年以后,16位单片机问世,代表产品是INTEL公司的MCS-96系列,16位单片机比起8位机,数据宽度增加了一倍,实时处理能力更强,主频更高,集成度达到了12万只晶体管,RAM增加到了232字节,ROM则达到了8kB,并且有8个中断源,同时配置了多路的A/D转换通道,高速的I/O处理单元,适用于更复杂的控制系统。
九十年代以后,单片机获得了飞速的发展,世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机,引起了业界的广泛关注,特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户,使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来。PIC单片机获得了快速的发展,在业界中占有一席之地。
随后的事情,熟悉单片机的人士都比较清楚了,更多的单片机种蜂拥而至,MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机,日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品,但日本的单片机一般均用于专用系统控制,而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机。例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机,其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机。MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户。
1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动,产品相继投放市场,成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。
我国开始使用单片机是在1982年,短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,有的地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次高潮。截止今日,单片机应用技术飞速发展,我们上因特网输入一个“单片机”的搜 索,将会看到上万个介绍单片机的网站,这还不包括国外的。随着微电子技术的高速发展,单片机在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。首先,单片机技术不断进步,出现了许多新的技术和新的产品。本文以Intel MCS-51系列单片机为模型,阐述单片机的一般原理、应用以及单片机的影响,较为详细地介绍当前主要单片机厂家的产品系列及发展动向。主要内容包括:单片机的基本原理、硬件结构、发展趋势以及具体的应用介绍。本文主要目的是想让大家对单片机有一个更为深入的了解。
科技的进步需要技术不断的提升。试想,曾经一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力,繁多的元器件增加了您的成本。而现在,只需要一块几厘米见方的单片机,写入简单的程序,就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后,不管在您今后开发或是工作上,一定会带来意想不到的惊喜。
数字钟的发展:1350年6月6日,意大利人乔万尼·德·党笛制造了世界上第一台结构简单的机械打点多功能数字钟,由于数字钟报价便宜,功能齐全,因此很快受到众多用户的喜爱。1657年,荷兰人惠更斯率先把重力摆引入机械钟,进而才创立了摆钟。
到了20世纪以后,随着电子工业的快速发展,电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表以及数字显示式石英钟表相继问世,数字钟报价非常合理,再加上产品的不断改良,多功能数字钟的日差已经小于秒,因此受到广大用户的青睐。尤其是原子钟的出现,它是使用原子的振动来控制计时的,是目前世界上最精准的时钟,即使经过将近100万年,其偏差也不可能超过1秒钟。
多功能数字钟最早是在欧洲中世纪的教堂,属于完全机械式结构,动力使用重锤,打点钟声完全使用人工进行撞击铸钟,所以当时一个多功能数字钟工程在建筑与机械结构方面是非常复杂的,进而影响了数字钟报价。进入电子时代以后,电子多功能数字钟也相继问世。我国电子多功能数字钟行业从80年代开始渐渐成长壮大,目前不仅数字钟报价合理,在技术和应用水平上也已经达到世界同类水平。
4. 国内外现状和发展趋势:
纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:
1.低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
2.微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3.主流与多品种共存
现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。
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
和我的毕业设计一个样啊,我从网上整了一个开题报告!
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。
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单片机控制led闪烁开题报告急求一份开题报告的研究重点内容举报| 分享| 2016-06-03 22:47黑白配一对 | 浏览 84 次 悬赏:5 单片机编程语言开题报告要多点字150-200谢谢大家了 急求可选中1个或多个下面的关键词,搜索相关资料。也可直接点“搜索资料”搜索整个问题。单片机开题报告led闪烁搜索资料我要回答
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。
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
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
随着人们自身素质提升,报告的用途越来越大,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。那么报告应该怎么写才合适呢?以下是我为大家整理的电子信息工程毕业论文开题报告,希望能够帮助到大家。
毕业设计的内容和意义
毕业设计内容:
1.熟悉单片机系统设计方法,独立完成电路和程序设计。
2.用PROTEUS进行系统调试和仿真。
3.设计、制作并调试硬件系统。
4.完成相关软件文档资料。
毕业设计应完成的技术文件:
字以上毕业设计开题报告,2000字以上英文参考文献的中文译文。
2.毕业设计论文(15000字以上)。
3.提供设计原理图和相应程序。
毕业设计意义:
随着时代的发展,现代化建设步伐不断加快,对道路照明及道路亮化工程需求也更大,而能源的供需矛盾也越来越突出,节电节能、绿色照明的要求越来越迫切,越来越高。现在再采用那些传统的手控、钟控照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。路灯照明是日常生活中必不可少的公共设施。路灯照明耗电量约占总耗电量的15%,全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题。面对供电紧张形势,路灯巡查对于国家来讲是一项需要耗费大量人力的工作,各种临时应急节电措施被广泛采用:夜晚间隔关灯、调整路灯开关的时间、在用电紧张的日子里关闭景观照明等等,当用电高峰过后,这些措施可能就被束之高阁,明年的用电高峰来临,一切又会重新开始。这样的节电措施,在缓解用电紧张的同时,却带来资源的浪费和对人们日常生活的负面影响。缓解用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化管理,减少浪费,使我们的每一度电都能物尽其用!启用先进路灯监控系统,可以对路灯实施统一启闭,对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”,有效节约电能消耗。对于学校公共照明系统来说,采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化校园的科学解决方案。
目前已有一小部分校园参考了公路路灯的节能措施,到了后半夜将电灯亮度调低,或采取等间隔亮灯的方式来节约用电,但是这样一个方法却带来路灯过亮或过暗的问题:
1.控制落后
开关灯方式落后:当前路灯控制,还停留在手动、光控、钟控方式。受季节、天气和人为因素影响,自动化管理水平低,经常该亮时不亮,该灭时不灭,极易造成极大的能源浪费,增加了财政负担。
2.操控不便
调节操控能力不足,无法远程修改开关灯时间,不能根据实际情况(天气突变,重大事件,节日)及时校时和修改开关灯时间。
3.灯况不明
不具备路灯状况监测,现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式,不仅工作量大,还浪费人力、物力、财力。故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉缺乏主动性、及时性和可靠性,不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况缺乏有效的故障预警机制。
4.不能很好的应用在前半夜
因为其前半夜6个小时以上全部采取正常亮度,这样就会出现在没有行人、车辆经过校园道路时的电力资源浪费这一现象,而除了晚上6点-9点人车流高峰期以外其余时间人车流量确实相对较少,所以我们认为校园照明有更大的节能潜力。
针对以上现有节能情况分析,我们设计了一种高效率的智能节能路灯,路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,我们认为路灯应改进为为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—21点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。使用红外感测,与声控相比,感应精度更高,避免了一些噪音而使灯无效闪烁。将所有的路灯连接到单片机上,单片机和计算机通信,用计算机控制路灯工作状态。可设定自动控制方式和人工控制方式。自动控制方式可根据地太阳活动规律,并结合实际情况控制路灯的工作方式。当夜幕降临,或光线已经较暗时,虽然未达到设定时间,也能自动开启。交通高峰期,应达到持续满额亮度;高峰期后,进入红外感应,实现智能和节能的控制。人工控制方式可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独控制路灯的开与关。另外通过路灯的工作状态可对路灯损坏实现实时报警,并可显示具体的位置,提醒维修人员及时维修,中心控制器带有时钟芯片,该时钟芯片带有EEPROM,可以保持单片机工作参数,即使通信发生错误,路灯也能按照最后的程序进行工作。
文献综述
一、设计方案
本设计选用STC89C52单片机作为系统的核心部件,实现系统的控制和处理的功能。各模块所包含的功能如下:(1)红外模块:夜晚进行检测是否有行人。(2)显示模块12864:显示相应的时间和日期信息。(3)时钟模块:手动切换时间,自己设定开灯时间。(4)光敏电阻传感器模块:用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
二、硬件电路设计
1.主控制器STC89C52
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。
STC89C52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4KBEEPROM,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。
2.红外模块
本设计采用HC-SR501红外模块,它是基于红外线技术的'自动控制模块,采用德国原装进口LHI778探头设计,灵敏度高,可靠性强,超低电压工作模式,广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。该模块用于检测夜晚是否有行人路过,因此产生高地电平,并通过软件的方法来处理电平信号。
3.光敏电阻传感器模块
本设计采用3线制光敏电阻传感器模块,是一款灵敏型光敏电阻传感器,用比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,超过15mA。同时配有可调电位器可调节检测光线亮度,用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
4.显示模块
本设计采用液晶显示器12864显示时间和日期。液晶显示屏的第一行显示年月日,第二行显示的实时时钟,硬件电路中的12864的数据端口接到单片机P1口,数码管的4,5,6管脚分别与单片机的相连,通过单片机的信息处理,从而在液晶显示屏上显示各段信息。
四、软件设计
主程序主要设计各个部分子程序的调用,子程序有时钟程序和显示子程序两部分。程序初始化后,红外模块子程序判断有没有行人,输出一个信号,经软件处理。12864液晶显示子程序主要通过接收主程序发出的信号,将其设置输入为模式子函数形成,并初始化LCD子函数,显示日期子函数,显示时间子函数。
五、仿真实现
该系统的软件仿真采用Proteus软件,当系统开机时,系统进入初始化界面,液晶显示第一行为时间信息,第二行为日期信息,当白天的时候,打开光强和红外判断,同时成立才开启路灯。设定按钮可手动改变时间信息。
参考文献:
1.胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社.
2.周润景等.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用[M].北京:电子工业出版社.
3.侯玉宝等.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京:电子工业出版社.
4.张靖武等.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:电子工业出版社.
5.楼然苗等.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社.
6.周向红等.51系列单片机应用与实践教程[M].北京:北京航空航天大学出版社.
7.李林功.单片机原理与应用—基于实例驱动和Proteus仿真[M].北京:科学出版社.
8.薛钧义,张彦斌.MCS-系列单片微机计算机及其应用[M].西安:西安交通大学出版社.1997
9.何利民.单片机应用系统设计.[M]北京航空航天大学出版社.1995
研究内容
红外模块的使用
单片机读取时钟芯片
用液晶显示相关数据
绘出逻辑图
研究计划
第一周——第二周:下毕业设计任务书,明确设计要求。查阅、搜集毕业设计相关资料。着手翻译相关英文资料,并熟悉PROTEUS软件和单片机的相关开发知识。
第三周——第四周:对查阅的文献资料归纳综述撰写开题报告。完成毕业设计需求分析,确定系统框图。
第五周——第六周:方案论证,设计硬件电路。分析设计的电路,提出软件设计思路;毕业设计初期检查。
第七周——第八周:在PROTEUS中实现软、硬件设计与调试。分析调试中的问题,改进并重新调试达到技术要求。
第九周——第十周:软、硬件电路进行整体测试,修改并完善程序;毕业设计中期检查。
第十一周——第十二周:设计并制作印制电路板;完成硬件的安装和调试。完成整个系统的软件、硬件的调试。
第十三周——第十四周:研究工作总结,撰写毕业论文。
第十五周——第十六周:论文修改及评阅,论文答辩。
特色与创新
路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,路灯为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—23点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。
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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
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。
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