单片机音量控制毕业论文

智能化多路串行数据采集/传输模块的设计广州市光机电工程研究中心 行联合 广州市方统生物科技有限公司 关 强引言 随着电子技术的不断发展，目前对各种物理量的检测和控制都可得以实现。微机检测控制系统不仅运用到航天航空、机器人技术、纺织机械、食品加工等工业过程控制，而且已经成为日常各种家用电器当中的主要组成部分。其中，A/D（模拟数字转换）设备起着十分重要的作用。这样，一个系统中就会需要更多的A/D设备。一般是用扩展一块或多块A/D采集卡的方法去实现。当模拟量较少或是温度、压力等缓变信号场合，采用总线型A/D卡并不是最合适、最经济的方案。这里介绍一种以AT89C2051单片机为核心，采用TLC2543L 12位串行A/D转换器构成的采样模块，该模块的采样数据由单片机串口经电平转换后送到上位机（PC机）的串口COM1或COM2，形成一种串行数据采集串行数据传输的方式。主要元件功能介绍AT89C2051单片机AT89C2051是ATMEL公司推出的一种性能价格比极高的 8位单片机，其指令系统与MCS-51系列完全兼容。引脚排列如图1所示。TLC2543L串行A/D转换器 TLC2543L 采用SPI串行接口总线，SPI串行接口总线由Motorola公司提出，它是一种三线同步接口，分别为同步信号、输入信号和输出信号。另外芯片还有一根片选线，单片机通过片选线选通TLC2543L。其中，CLK为同步时钟脉冲，CS为片选线，DIN为单片机的数据输出和TLC2543L的数据输入线，DOUT为单片机的数据输入线和TLC2543L的数据输出线。图2为TLC2543L时序图。TLC2543L 是全双工的，即数据的发送和接收可同时进行。如果只是对TLC2543L写数据，单片机可以丢弃同时读入的数据；反之，如果只读数据，可以在命令字节后，写入任意数据。数据传送以字节为单位，并采用高位在前的格式。模块采用TI公司的TLC2543L 12位串行A/D转换器，使用开关电容逐次逼近法完成A/D转换过程。串行输入结构，能够大大节省51系列单片机I/O资源，且价格适中。其特点有： (1) 11个模拟输入通道； (2) 转换时间10 s；(3) 12位分辨率A/D转换器；(4) 3路内置自测试方式；(5) 采样率为66kbps；(6) 线性误差+1LSB（max）(7) 有转换结束（EOC）输出；(8) 具有单、双极性输出；(9) 可编程的MSB或LSB前导；(10)可编程的输出数据长度。 TLC2543L的引脚排列如图3所示。图3中AIN0～AIN10为模拟输入端； 为片选端；DIN 为串行数据输入端；DOUT为A/D转换结果的三态串行输出端；EOC为转换结束端；CLK为I/O时钟；REF+为正基准电压端；REF-为负基准电压端；VCC为电源；GND为地。电平转换器MAX232C MAX232C为RS-232收发器，简单易用，单+5V电源供电，仅需外接几个电容即可完成从TTL电平到RS-232电平的转换，引脚排列如图4所示。硬件设计 硬件电路如图5所示。单片机AT89C2051是整个系统的核心，TLC2543L对输入的模拟信号进行采集，转换结果由单片机通过P3.5（9脚）接收，AD芯片的通道选择和方式数据通过P3.4（8脚）输入到其内部的一个8位地址和控制寄存器，单片机采集的数据通过串口（3、2脚）经MAX232C转换成RS232电平向上位机传输。 单片机软件设计单片机程序主要包括串行数据采集/传输模块的系统信息、通道数、采集周期和通讯协议定义，以及数据采集和传输的标准子程序。TLC2543L的通道选择和方式数据为8位，其功能为：D7、D6、D5和D4用来选择要求转换的通道，D7D6D5D4=0000时选择0通道，D7D6D5D4=0001时选择1通道，依次类推；D3和D2用来选择输出数据长度，本程序选择输出数据长度为12位，即D3D2=00或D3D2=10；D1，D0选择输入数据的导前位，D1D0=00选择高位导前。TLC2543L在每次I/O周期读取的数据都是上次转换的结果，当前的转换结果在下一个I/O周期中被串行移出。第一次读数由于内部调整，读取的转换结果可能不准确，应丢弃。数据采集程序如下：sbit DATAIN=P1^1;sbit CLOCK=P1^0;sbit DATAOUT=P1^2;sbit CS=P1^3;bit datain_a_bit0(){ bit m=0;DATAOUT=1;m=DATAOUT;DATAIN=0;Nop();CLOCK=1;Nop();CLOCK=0;Return(m); }bit datain_a_bit1(){ bit m=0;DATAOUT=1;m=DATAOUT;DATAIN=1;Nop();CLOCK=1;Nop();CLOCK=0;Return(m); }单片机通过编程产生串行时钟，并按时序发送与接收数据位，完成通道方式/通道数据的写入和转换结果的读出，程序如下：unsigned int Tlc2543L(unsigned char ch){unsigned char i,chch=0;
unsigned int xdata xxx=0;
unsigned int xdata y=0;
CS=0;
Chch=ch<<4;
Y=chch;
Y<<=8;
I=0;
While(I<12)
{if((y&0x8000)==0)
{if(datain_a_bit0()==0) xxx&=0xfffe;
else xxx|=0x0001;
if(I!=11) xxx<<=1;
}else{if(datain_a_bit1()==0) xxx&=0xfffe;
else xxx|=0x0001;
if(I!=11) xxx<<=1;
}y<<=1;I+=1;}CS=1;Return(xxx);}串行数据传输模块包括串行口初始化子程序和数据传输子程序，各子程序分别如下。其中数据传输采用查询方式，也可以方便地改为中断方式。Void rs232init(){TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TR1=1;
SCON=0x50;
}void receandtran(){unsigned char da;
while(!RI)
RI=0;
Da=SBUF;
SBUF==da;
While(!TI);
TI=0;
}上位机接收数据所用C语言程序包括初始化子程序和接收子程序。各子程序分别如下：void cominit(void) {outportb(0x3fb,0x80); outportb(0x3f8,0x18); /与单片机波特率一致为9600bps*/outportb(0x3f9,0x00); outportb(0x3fb,0x03); /8位数据位，1位停止位,无奇偶校验*/outportb(0x3fc,0x03); /*Modem控制寄存器设置,使DTR和RTS输出有效*/outportb(0x3f9,0x00); /*设置中断允许寄存器，禁止一切中断*/}void data_rece(void) /*查询方式接收数据子程序*/{while(!kbhit()){while(!(inportb(0x3fd)&0x01));/*若接收寄存器为空，则等待*/printf("%x ",inportb(0x3f8)); /*读取结果并显示*/}getch();}智能化串行采集/传输模块在PCR仪中的应用在PCR仪的电路设计中，因需要检测的信号很多，包括热盖的温度检测，散热器的温度检测，腔体内部的温度检测，气流的温度检测，光信号的检测等等，为了简化电路，节约成本，减小体积，在选择A/D转换电路时选用了SPI总线的TLC2543，该芯片有多达11路的模拟信号输入端，完全满足PCR仪电路设计的需要，一个芯片既能完成检测多个信号的功能，又能节约单片机的资源，图6是其硬件原理图。结论 本文所述的智能化串行数据模块，可直接用于任何微机控制和检测系统中以取代原来的模数转换设计。经过实践检验，该模块功耗低、采样精度高、可靠性好、接口简便，有很高的实用价值。该智能模块的软件和硬件成功应用于生命科学仪器“热循环仪”的设计和实践中，使用方便，简单可行，节约成本，能够满足大多数数据采样的应用场合。资料来源：

一、毕业设计题目及要求 （2个） 1、基于单片机控制的电动机Y-△启动的设计 要求：1）控制器为单片机，电动机为三相异步电动机；2）启动时间为3秒；3）由按键设置电动机Y-△运行、停止。 2、基于单片机控制的可调直流稳压电源的设计 要求：1）控制器为单片机，电压输出范围为0-10V，电压精度为0.1V；2）通过数码管显示电压值；3）由按键设置电压值。 二、毕业设计用到的主要软件(及功能) 毕业设计用到的主要软件(及功能)：Keil 51(源程序编译),Proteus(电路仿真),AutoCAD(绘图), Visio(绘流程图), Protel 99SE(原理图电路设计,PCB板制作) 三、单片机方面毕业设计要求 1、学会编写程序（用C语言或汇编语言），用Keil 51软件对源程序进行编译。 2、学会用Proteus电路仿真软件对所设计的硬件电路进行仿真。 3、在写毕业论文时，学会用Word、AutoCAD, Visio，Protel 99SE等软件对程序流程图、电路原理图等进行绘制。 相关答案 ↓位朋友，以51单片机为例。51现在很多都是用仿真器来进行在线调试的，而每个公司的仿真器都会有自带的编程软件，当然，跟keil是差不了多少的。 步骤大体如下： 1.新建，进行程序的编写 2.连上仿真器或烧写器，这一步有可能要对仿真器或烧写器进行设置，具体可看它们的使用说明 3.对程序进行编译，这一步会自动检测你的程序有没错，如果有错，是不能进入下一步的.如果你用的是仿真器，这一步编译成功后就可以直接运行进行在线调试了。 4.如果用的是烧写器，那就进行烧写 各个软件和调试方法会有些不同，但大体就是这样，一些调试工具的说明书也有很详细的说明。 学参数测量技术涉及范围广，特别是微电压、微电流、高电压以及待测信号强弱相差极大的情况下，既要保证弱信号的测量精度又要兼顾强信号的测量范围，在技术上有一定的难度。传统的低成本仪表在测量电压、电阻时都采用手动选择档位的方法来转换量程。在使用中，当忘记转换档位时，会造成仪表测量精度下降或损坏。 现代电子测量对系统的精度要求越来越高且智能化程度也越来越高。全量程无档自动量程转换电压表和电阻表是在保证测量精度不下降的前提条件下省去手动转换量程的工作，得到了广泛应用。 本文介绍了一种基于AT89S52 单片机 的智能多用表。该表能在单片机的控制下完成直流电压、电阻和直流电流的测量。测量电流部分采用了简单的I/V转换电路完成测试；测量电压部分结合模拟开关CD4051和运算放大器OP07构成程控放大器，实现了自动量程转换；测量电阻部分也由模拟开关CD4051和运算放大器OP07相结合，在单片机控制下完成了自动量程转换。电流、电压和电阻的最终测量信号都在单片机的控制下由12位A/D转换器TLC2543进行采集，采集的信号经单片机数据处理后通过LCD（12864）显示出来，测量结果还可以由带有串行EEPROM的CPU存储器和监控器的X25045进行多个数据保存。 关键词：TLC2543 自动量程转换 程控增益放大器 电压 电阻 电流 目录 摘要1 Abstract 2 第一章 绪论 5 1. 1 概述 5 1. 2 智能仪器/仪表国内外发展概况 5 1. 3 课题研究目的及意义 6 第二章 系统结构及功能介绍 8 2. 1 系统功能和性能指标 8 2. 1. 1 仪表功能 8 2. 1. 2 性能指标 8 2. 1. 3 本机特色 8 2. 1. 4 系统使用说明 9 2. 2 系统工作原理概述 9 第三章 方案设计与论证 11 3. 1 量程选择的设计与论证 11

引言 在城市居民日常生活中%防盗门上的门铃用得比较频繁%但这种门铃不具有对讲功能%并且可视性也不好%这给市民的日常生活带来了诸多的不便&例如当有人按门铃时%房主一般走到门口%通过防盗门上所谓的’猫眼(来辨认来访者是谁%这不仅费劲%而且当来访者是你不愿接见的人时%由于走动到门口发出的脚步声已告知来访者你在家%有时碍于情面%你不得不接见来访者& 本文介绍的基于单片机 !"AB%&JDF 的单户防盗门可视对讲门铃室内分机便很好的解决了这些问题& 该可视对讲门铃室内分机和与其配套使用的防盗门上的室外机特别适合于别墅式住宅防盗门安装使用%也适合于普通市民入户防盗门安装使用& ( 单户可视对讲门铃室内分机工作原理 图 F 所示为该单户防盗门可视对讲门铃室内分机的工作原理框图& 它以单片机 !"AB%&JDF 作为系统控制核心%配以呼叫检测模块)摘挂机检测模块)视频显示及控制模块)开锁和音频信号输入K出控制模块)音频信号输入放大模块)音频信号输出前置放大模块以及按键组成* 当来访者按门铃开关传来呼叫主人的门铃信号时%!"#B%C(’F 的 LFM 脚通过呼叫检测模块检测到门铃呼叫信号% 其 LFN 脚输出开启视频显示控制信号到视频显示及控制模块+ 其 LFO 脚输出允许通话控制信号到音频控制模块%同时进行 PJ, 定时* 若主人不在家或通过辨认 %Q" 显示器中显示的来访者决定不接见% 则 PJ, 后 !"AB%CJDF 通过 LFN和 LFO 脚分别输出关闭视频显示信号和禁止通话信号+ 若主人决定接见来访者% 则摘机* !"AB%CJDF 通过 LFD 脚检测到已摘机%则终止 PJ, 定时* 主人的话音音频信号经过前置放大模块放大后%经 %R 的 N 脚 !ST 线传到门口室外机供来访者听话%而来访者的话音音频输入信号经放大模块从 !ST 线取出放大后送耳机发声%完成通话动作*主人通过通话询问并从显示屏中观察来访者的表情%进一步判明来访者的身份和意图%判明后主人按下开锁键 ’URVT%W(%!"AB%&JD) 经 L)O 脚输出的开锁信号经由 !ST 线传到门口室外机% 控制防盗门的电控锁的电磁铁动作%门被打开*客人进门后%防盗门依靠闭门器的作用再次关上*主人挂机%!"AB%&JD) 通过 L)D 脚检测到已挂机% 则由 L)X 和L)O 脚分别输出关闭视频显示信号和禁止通话信号% 恢复收铃状态* 另外%主人还可通过按主动监视键’YTQRS"TQ(%来开启显示屏显示来访者或查看门外的情况* & 单户防盗门可视对讲门铃室内分机硬件设计及实现 该单户防盗门可视对讲门铃室内分机硬件电路原理图略可向作者索取* &I) 呼叫及摘挂机检测模块设计及实现 呼叫检测模块由图中的 ZD,Q)O)Q)M)%))[M 及 !"AB%CJD)的 L)M 脚及其上的上拉电阻 Q)A 构成& 当来访者按下门铃开关%由 %R 的 M 脚的 \] 线传来的门铃呼叫信号一路经扬声器发出门铃呼叫声% 另一路经过 ZD 反向截止%Q)O 与 %) 组成的充放电电路%由 Q)M 驱动三极管 [M 导通%使 !"AB%CJD) 的 L)M 脚由高电平变为低电平%完成呼叫检测& 图中的压键开关)!"AB%CJD) 的 L)D 脚及其上的上拉电阻QO 构成摘挂机检测模块%当主人摘机后压键开关转换状态%L)D脚的电平由高变低%完成摘机检测& 反之%完成挂机检测& CIC 视频显示及控制模块设计及实现 设计的视频显示及控制模块图^略_%主要由 [‘)[X)[D)[O)继电器 \Q])视频显示屏及 !"#B%&JDF 的 LFX 脚及其上的上拉电阻 QF& 构成&视频显示屏选用具有显像作用%工作电压为 F&a的国产金阳牌 X 寸黑白扁平显像管& 设计时为了同时对显示屏的 F&a 直流工作电源和 %R 的 D 脚 aSZ 输入的视频信号进行控制% 选用 \]Q 型双刀双掷电磁式继电器并利用其常开触点%QX对继电器线圈起限流保护作用%Z‘ 对继电器线圈起续流保护作用& 待机时%LFX 脚输出高电平%[O 导通%[X 和 [D 截止& 当!"#B%&JDF 检测到呼叫信号或主人按下主动监视键时%LFX 脚输出低电平%[O 截止%[X)[D 导通& [X 导通使大功率三极管!BXJ 导通%由 %R 的 F 脚 ab送来的 F#a 直流电源%经 !BXJ 的集电极输出%提供继电器线圈工作电压和 F&a 集成稳压器的输入电源%并经 %R 的 O 脚 aZ% 给室外机的视频摄像镜头提供受控的输入电源# !" 导通$继电器吸合给视频显示屏提供工作电压及视频信号以显示视频图像# #$% 开锁和音频信号输入&出控制模块设计及实现 图中的压键开关%’#%’%%!(%!#%)*+,-#."( 的 /(0 脚及其上的上拉电阻 ’( 构成了开锁和音频信号输入&出控制模块# 待机时$即使摘机使压键开关转换状态$但 /(0 脚输出低电平$!(截止$!# 基极得电导通$ 使 )12 对地短路而禁止通话# 当)*+,-#."( 检测到门铃呼叫信号时$/(0 脚输出高电平使 !( 导通$!# 因基极对地短路而截止$允许通话# 但若主人未摘机$则压键开关不转换状态$来访者仍不能与主人进行通话#这很好地解决了同类产品或其它未使用单片机控制的单户可视对讲门铃任何状态下$摘机即可通话$以及来访者呼叫后$即可从室外机的扬声器听到室内发出的声音等缺陷# #$3 音频信号放大处理模块设计及实现 声电转换器件选择灵敏度高$频率响应好的驻极体传声器$但经传声器转换形成的音频电压信号比较微弱$ 不适宜直接传输$为此需要设计音频输出信号前置放大处理模块#为了降低成本$ 音频输出信号前置放大采用三极管进行两极放大# 如图所示$分压电阻 ’(,%’#.%’#( 和滤波电容 -(. 为传声器提供直流工作电压$传声器产生的音频信号经 -(( 耦合$-(# 滤波输入到!+ 的基极$ 经 !+ 放大后$ 由集电极输出直接耦合到 !, 的基极$再经 !, 放大由集电极输出#’%. 起到两个作用$一是给 )12电路供电$ 二是将 !, 集电极输出的音频信号混合到音频输入输出线 )12$并送到室外机&防盗门端’$经再次放大$供来访者听话# 图中的 ’#"%’#0%’#4%’#+ 及 ’#, 为 !+%!, 的直流工作限流电阻# 来访者传声器产生的并经前置放大的音频输入信号$ 由于传输衰减需要再次放大$为此需设计输入音频信号放大模块#设计时$ 可选用通用集成运算放大器来设计$ 但所需外围器件较多$ 并且音频放大效果不够理想$ 为此选用具有所需外围器件少$工作电压为 35!(#5$低变形和低功耗等特点的专用音频集成功率放大器 67%+0$ 并且采用放大倍数为 #. 倍的典型接法#如图所示$-+ 从 )12 线取出的输入音频信号经 -, 和 ’## 滤波后$由 67%+0 的 % 脚输入$经过 #. 倍放大后由 " 脚输出$再经-4 和 ’#3 滤波$由 -0 耦合到频率特性好$谐波失真小的平膜动圈式耳机发声$完成通话动作# 另外$还设计了两个独立式按键$用于开锁和主动监视$设计的独立式按键如图所示# ! 单户防盗门可视对讲门铃室内机软件设计及实现 单片机软件主要完成门铃呼叫信号检测%摘挂机检测%按键检测及相应控制信号的输出$完成来访者呼叫后及主动监视 %.8定时等功能# 用 7-9:"( 语言编写的具体软件实现程序如下( 2’; ....< 7)1=> 725 9/?@".< -6’ /($0 A输出关闭音频控制信号 -6’ #%< A清呼叫标志位 ;B> B=C /($"?7DEF A摘机呼叫无效 BC /($4?7DEF A 无呼叫信号则转检查是否按下主动监视键 9E*C #%< A置呼叫标志 6B7/ *17%.8 A转 %.8 定时 7DEF> BC /($%?;B A未按主动监视键则跳转挂机检查 *17%.8> -6’ /($3 A允许电源输出和开启视频显示 725 04 725 0+ B=C #% -)66 GE6F"H8 A调 "H8 定时子程序 GB=I 0+ 9E*C /($0 A允许通话 -6’ #%< A清呼叫标志 J=62-D> BC /($#?;B( A若未按开锁键则跳转检查挂机 -6’ /($0 A若按下开锁键则输出开电控锁信号 -)66 GE6F"H8 9E*C /($0 A恢复通话 ;B(> B=C /($"?J=62-D A若未挂机?继续检查是否按开锁键 -6’ /($0 A若挂机?则禁止通话 9E*C /($3 A关视频显示及视频&音频通话电源 6B7/ ;B GE6F"H8> 725 0" 725 00