單片機(jī)開題報告范文(2)
單片機(jī)開題報告范文
預(yù)期成果：
報警器能隨意設(shè)定溫度和煙霧濃度的報警值，并且可以實(shí)時監(jiān)控當(dāng)前溫度值和煙霧濃度值，當(dāng)溫度或煙霧濃度值超過設(shè)定值時報警器產(chǎn)生報警，并將報警情況通過GSM模塊發(fā)送至預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)終端上，報警器可以手動產(chǎn)生報警和解除報警。報警器能夠設(shè)定兩個接收信息的號碼。
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單片機(jī)開題報告范文篇3：
1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及課題意義
1.1 研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)前期，我國的衡器制造業(yè)主要以杠桿原理的機(jī)械式為主，20世紀(jì)后期，我國的衡器不斷的發(fā)展，由過去的全機(jī)械式進(jìn)入機(jī)電結(jié)合式，在幾十年的發(fā)展和完善中，發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展;測量特點(diǎn)已從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。
眾所周知，傳統(tǒng)的量具是桿秤或盤秤，20世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)了電子稱。早期的電子秤多通過模擬電路實(shí)現(xiàn)，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展.數(shù)字芯片的價格逐漸下降，模擬控制已逐步被數(shù)字控制所替代，電子秤的設(shè)計(jì)模式也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯提高。因?yàn)樾⌒蜕逃秒娮映舆\(yùn)算不太復(fù)雜，所以用8位微處理器足可滿足要求。
電子稱重系統(tǒng)必須將多只傳感器的輸出進(jìn)行和算，才能得到完整準(zhǔn)確的稱重結(jié)果。從20世紀(jì)70年代的模擬串聯(lián)和算到80年代的模擬并聯(lián)和算，和算技術(shù)的發(fā)展大幅度降低了電子秤的成本，提高了可靠性和穩(wěn)定性。但是，模擬并聯(lián)和算也存在不足：如對傳感器的一致性要求較高、無法對單個傳感器進(jìn)行檢測、電子秤四角偏差調(diào)試復(fù)雜等。目前，解決上述問題的最好方法是采用數(shù)字和算或數(shù)?；旌虾退?。由于信號放大器成本的不斷下降以及A/D轉(zhuǎn)換器性能的大幅度提高，數(shù)字和算無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都進(jìn)入了實(shí)用階段。
通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化;其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高;其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。在稱重傳感器方面,國外電子秤產(chǎn)品的品種和結(jié)構(gòu)又有創(chuàng)新,技術(shù)功能和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,成果舉例如下:美國Revere公司研制出PUS型具有大氣壓力補(bǔ)償功能的拉壓兩用的稱重傳感器,用于高準(zhǔn)確度檢驗(yàn)平臺,稱重平臺,準(zhǔn)確度
可達(dá)5000d;德國HBM公司研制成功C2A、 C16A兩種不同結(jié)構(gòu)的1-100t具有耐壓外殼保護(hù)的防爆稱重傳感器,其防爆性能符合歐洲EN50014和EN50018d級標(biāo)準(zhǔn);美國斯凱梅公司研制出新一代高準(zhǔn)確度不銹鋼F6Ox系列5-5000kg稱重傳感器,準(zhǔn)確度6000d。用于濕度大,腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境中,而且防水。
面對與國際先進(jìn)水平的差距和我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大好形勢，我們的態(tài)度應(yīng)該是明確的，就是要從觀念上、技術(shù)上和管理上迅速趕上，瞄準(zhǔn)先進(jìn)、與時俱進(jìn)、迎接挑戰(zhàn)、開拓創(chuàng)新、以提高制造技術(shù)與制造工藝水平為突破口，主要解決電子秤中的工程化產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)。生產(chǎn)工藝，質(zhì)量保證，可靠性考核等規(guī)模生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)與工藝，提高批量生產(chǎn)能力，使我國的電子秤產(chǎn)業(yè)走上健康持續(xù)發(fā)展的軌道。
1.2課題意義
電子秤是科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和人民生活必需的計(jì)量器具，設(shè)計(jì)智能化、高精度的電子秤具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱量物品的設(shè)備也需要更新?lián)Q代，多功能電子秤就是現(xiàn)代生活中應(yīng)運(yùn)而生的一種精確、智能、方便、可靠的稱量儀器。它克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤秤不精確、速度慢、不能計(jì)價、易作弊等缺點(diǎn)，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。
電子秤是日常生活中的電子衡器，取代了應(yīng)用杠桿原理而造的普通衡器。它廣泛應(yīng)用于超市、商場、物流配送中心及我們生活的方方面面。相比傳統(tǒng)的機(jī)械式稱量工具，電子秤具有稱量精度高、體積小、應(yīng)用范圍廣、易于操作及便于計(jì)價等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的桿秤、磅秤及盤秤的不精確、速度慢還需人為計(jì)價的缺點(diǎn)。電子秤的設(shè)計(jì)首先是要通過傳感器采集被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)化為電信號。輸出的電壓一般比較小，經(jīng)過放大器放大后將其模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。然后將數(shù)字信號傳入單片機(jī)進(jìn)行處理后經(jīng)譯碼顯示，從而準(zhǔn)確的進(jìn)行稱重。
目前使用的稱量工具大都存在著這樣或那樣的問題，給使用帶來不便。如有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜從而造成成本提高，大部分運(yùn)行不可靠、精度低、易損件多、裝機(jī)大、能耗不節(jié)省，從而給使用帶來了許多問題。因此，有針對性的開發(fā)設(shè)計(jì)一套測量精度高、使用方便可靠的電子秤勢在必行。
2.主要研究內(nèi)容
多功能電子計(jì)價秤設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容包括：熟悉單片機(jī)及接口的設(shè)計(jì)方法;了解
稱重傳感器的原理及應(yīng)用并選型;設(shè)計(jì)稱重傳感器輸入電路;設(shè)計(jì)顯示、鍵盤、打印、通訊電路;設(shè)計(jì)程序流程;編寫C語言程序;軟件調(diào)試、仿真以及寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)電子秤，要求能夠用鍵盤設(shè)計(jì)單價，稱重后能同時顯示重量、單價和總額，具有去皮功能和總額累加功能，可以預(yù)存多種商品單價并隨意調(diào)出使用，以及測量并顯示溫度的功能。
根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，本設(shè)計(jì)采用AT89S單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。其他的傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器件、鍵盤輸入及顯示部件沒有嚴(yán)格的限制，使設(shè)計(jì)性達(dá)到高價比是目的之一，因此就縮小了選材選型的范圍。最終使設(shè)計(jì)符合精度高、體積小、便于計(jì)價等特點(diǎn)。
設(shè)計(jì)大體分為三個部分，第一，如何正確的選擇硬件，這是設(shè)計(jì)的主體;第二，正確的設(shè)計(jì)C程序，把所需的控制功能通過單片機(jī)的運(yùn)行而表示出來，這是設(shè)計(jì)的核心;最后，正確的連接線路，才能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的有效的運(yùn)行，保證系統(tǒng)的正確性，是設(shè)計(jì)的交通樞紐。
3.擬采用的研究思路(方法、技術(shù)路線、可行性論證等)
本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì)，可大致分為：數(shù)據(jù)采集部分、信號放大部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)控制部分、人機(jī)接口部分。
信號采集：利用稱重傳感器獲取重量信息;信號放大：將采集到的信息進(jìn)行放大;模數(shù)轉(zhuǎn)換：利用A/D轉(zhuǎn)換器把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機(jī)進(jìn)行處理;單片機(jī)控制：中央控制部分，接受外部送入的信息，通過運(yùn)算和處理，進(jìn)行相應(yīng)的控制;人機(jī)接口：人機(jī)聯(lián)系部分有鍵盤、顯示器等。
關(guān)于稱重傳感器，選用電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的結(jié)構(gòu)型傳感器。電阻應(yīng)變片是電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件，其工作原理是基于材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)。由于電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用和測量范圍廣，應(yīng)變片可制成各種機(jī)械量傳感器，而且分辨力和靈敏度高，精度較高，結(jié)構(gòu)輕小，對試件影響小，對復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在高溫、高壓、強(qiáng)磁場等特殊環(huán)境中使用，頻率響應(yīng)好。因此選用電阻應(yīng)變式傳感器。其測重范圍和精度完全可以符合要求。
針對顯示部分，有以下兩種參考方案：其一是數(shù)碼管顯示，其二是LCD顯示。由于液晶顯示器的主要材料是液態(tài)晶體。它在特定的溫度范圍內(nèi)，既具有液體的流動性，又具有晶體的某些光學(xué)特性，其透明度和顏色隨電場、磁場、光照度等外界條件變化而變化。因此，用液晶做成顯示器件，就可以把上訴外界條件的變化反映出來從而形成現(xiàn)實(shí)的效果。對于數(shù)碼管顯示，此種方案顯示直觀，編程簡單，但由于設(shè)計(jì)需要同時顯示單價、重量、金額等諸多信息，這就需要大量的數(shù)碼管。由此增加了電路的復(fù)雜程度，也增加了成本，故擬放棄此方案。
鍵盤輸入是人機(jī)交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。因此鍵盤模塊設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。鍵盤是由若干個按鍵開關(guān)組成，鍵的多少根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定。鍵盤由許多鍵組成，每一個鍵相當(dāng)于一個機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)，當(dāng)按下鍵時，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)松開時，觸點(diǎn)斷開。單片機(jī)接收到按鍵的觸點(diǎn)信號后作相應(yīng)的功能處理。因此，相對于單片機(jī)系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。鍵盤設(shè)計(jì)方有兩種選擇：矩陣式鍵盤;專用芯片式鍵盤。在輸入模塊中，只有硬件是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還缺少一個系統(tǒng)的‘大腦’，將外界接受的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就需要軟件的配合，即程序。通過程序?qū)⑤斎氲男畔⑻幚磙D(zhuǎn)化為系統(tǒng)需要的信息，如：根據(jù)手動輸入的單價算出總價格。
模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，把傳感器所測的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從而使單片機(jī)對數(shù)字信號的進(jìn)行有效處理。用到的器件就是A/D轉(zhuǎn)換器，然而在轉(zhuǎn)換之前，還需對微弱的電信號進(jìn)行放大、濾波等，故需選擇儀表放大器。在A/D轉(zhuǎn)換中，考慮到轉(zhuǎn)換速率、抗干擾等方面，擬采用高精度高增益24位A/D芯片HX711，與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。降低了電子秤的整體成本，提高了整體性能和可靠性。
另外，關(guān)于擴(kuò)展模塊(溫度模塊)的設(shè)計(jì)有以下思路：采用DS18B12溫度傳感器。 DS18B12測溫范圍是-55℃—125℃，固有測溫分辨率為0.5℃，滿足設(shè)計(jì)要求。
4.設(shè)計(jì)工作安排及進(jìn)度
畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃整體設(shè)計(jì)時間為十六周，時間分配如下：
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