『壹』 單片機事件驅動原理
查詢方式是在執行指令過程中要反復判斷一個條件，例如為列印機服務的話，要判斷狀態好不好，若好，則送一個字元，若不好，則返回，直到狀態好為止。
中斷方式是CPU終止正在運行的程序，轉向為外部設備服務的過程。還是以列印機為例，主程序是列印機正在執行其他任務，然後來了個中斷申請且開放，這時就跳到中斷服務子程序，送一個字元，然後中斷返回到主程序。
『貳』 最近看到用狀態機寫的單片機按鍵程序，說可以釋放CPU提高效率和實時性，能解釋下為什麼嗎
cpu就是用於執行程序的，軟體函數定時佔用cpu，硬體定時解放cpu
『叄』 基於單片機步進電機自動控制系統設計
不方便
『肆』 C51單片機電動機驅動程序
;利用DELAY副程序(0.05秒XR5)，產生驅動信號
;由P1輸出，正轉200步(1圈)，再反轉200步(1圈)，
;#11H為1相驅動，#33H為2相驅動
;速度為 1/(0.05XTIMES) 步/秒
STEPS: EQU 200 ;步數設定
TIMES EQU 10 ;時間延遲次數
PHASE EQU 11H ;激磁方式
OUT REG P1 ;指定輸出埠
;======================================================
ORG 0 ;程序開始位置
CALL POSITION ;呼叫定位副程序
START: MOV A, #PHASE ;指定驅動信號
;=============正轉=====================================
MOV R4, #STEPS ;指定正轉步數
RL_1: MOV OUT, A ;輸出驅動信號
MOV R5, #TIMES ;指定重復數
CALL DELAY ;呼叫延遲副程序
RL A ;下一個驅動信號
DJNZ R4, RL_1 ;是否已200步?
;=============反轉=====================================
MOV R4, #STEPS ;指定正轉步數
RR_1: MOV OUT, A ;輸出驅動信號
MOV R5, #TIMES ;指定重復數
CALL DELAY ;呼叫延遲副程序
RR A ;下一個驅動信號
DJNZ R4, RR_1 ;是否已200步?
;=============延遲副程序==R5x0.05秒===================
DELAY: MOV R7, #100
這是正傳反轉
;利用DELAY副程序(0.05秒XR5), 產生驅動信號
;由P1輸出
;#11H為1相驅動, #33H為2相驅動
;速度為 1/(0.05XTIMES) 步/秒
TIMES EQU 10
PHASE EQU 11H
OUT REG P1
ORG 0
CALL POSITION ;呼叫定位副程序
MOV A, #PHASE ;指定驅動信號
RL_1: MOV OUT, A ;輸出驅動信號
MOV R5, #TIMES ;指定重復數
CALL DELAY ;呼叫延遲副程序
RL A ;下一個驅動信號
JMP RL_1 ;跳至RL_1形成迴圈
;================================================
DELAY: MOV R7, #100
D1: MOV R6, #250
DJNZ R6, $
DJNZ R7, D1
DJNZ R5, DELAY
RET
;=======定位副程序===============================
POSITION:
MOV 30H, #4 ;四個驅動信號
MOV A, #PHASE ;指定驅動信號
P_1: MOV OUT, A ;輸出驅動信號
MOV R5, #TIMES ;指定重復數
CALL DELAY ;呼叫延遲副程序
RL A ;下一個驅動信號
DJNZ 30H, P_1 ;跳至RL_1形成迴圈
RET
;==================================================
END
這是單步驅動
『伍』 狀態機單片機
小兄弟先起來說話
『陸』 單片機直流電機調速系統設計
論文題目：直流電動機調速器硬體設計
專業：自動化
本科生：劉小煜 （簽名）＿＿＿＿
指導教師：胡曉東 （簽名）＿＿＿＿
直流電動機調速器硬體設計
摘 要
直流電動機廣泛應用於各種場合,為使機械設備以合理速度進行工作則需要對直流電機進行調速。該實驗中搭建了基於C8051F020單片機的轉速單閉環調速系統，利用PWM信號改變電動機電樞電壓，並由軟體完成轉速單閉環PI控制，旨在實現直流電動機的平滑調速，並對PI控制原理及其參數的確定進行更深的理解。實驗結果顯示，控制8位PWM信號輸出可平滑改變電動機電樞電壓，實現電動機升速、降速及反轉等功能。實驗中使用霍爾元件進行電動機轉速的檢測、反饋。期望轉速則可通過功能按鍵給定。當選擇比例參數為0.08、積分參數為0.01時，電機轉速可以在3秒左右達到穩定。由實驗結果知，該單閉環調速系統可對直流電機進行調速，達到預期效果。
關鍵字：直流電機， C8051F020，PWM，調速，數字式
Subject: Hardware Design of Speed Regulator for DC motor
Major: Automation
Name: Xiao yu Liu (Signature)＿＿＿＿
Instructor:Xiao dong Hu (Signature) ＿＿＿＿
Hardware Design of Speed Regulator for DC motor
Abstract
The dc motor is a widely used machine in various occasions.The speed regulaiting systerm is used to satisfy the requirement that the speed of dc motor be controlled over a range in some applications. In this experiment,the digital Close-loop control systerm is based on C8051F020 SCM.It used PI regulator and PWM to regulate the speed of dc motor. The method of speed regulating of dc motor is discussed in this paper and, make a deep understanding about PI regulator.According to experiment ,the armature voltage can be controlled linearnized with regulating the 8 bit PWM.So the dc motor can accelerate or decelerate or reverse.In experiment, hall component is used as a detector and feed back the speed .The expecting speed can be given by key-press.With using the PI regulator,the dc motor will have a stable speed in ten seconds when choose P value as 0.8 and I value as 0.01. At last,the experiment shows that the speed regulating systerm can work as expected.
Key words: dc motor,C8051F020,PWM,speed regulating,digital
目錄
第一章 緒論 1
1.1直流調速系統發展概況 1
1.2 國內外發展概況 2
1.2.1 國內發展概況 2
1.2.2 國外發展概況 3
1.2.3 總結 4
1.3 本課題研究目的及意義 4
1.4 論文主要研究內容 4
第二章 直流電動機調速器工作原理 6
2.1 直流電機調速方法及原理 6
2.2直流電機PWM(脈寬調制)調速工作原理 7
2.3 轉速負反饋單閉環直流調速系統原理 11
2.3.1 單閉環直流調速系統的組成 11
2.3.2速度負反饋單閉環系統的靜特性 12
2.3.3轉速負反饋單閉環系統的基本特徵 13
2.3.4轉速負反饋單閉環系統的局限性 14
2.4 採用PI調節器的單閉環無靜差調速系統 15
2.5 數字式轉速負反饋單閉環系統原理 17
2.5.1原理框圖 17
2.5.2 數字式PI調節器設計原理 18
第三章 直流電動機調速器硬體設計 20
3.1 系統硬體設計總體方案及框圖 20
3.1.1系統硬體設計總體方案 20
3.1.2 總體框圖 20
3.2 系統硬體設計 20
3.2.1 C8051F020單片機 20
3.2.1.1 單片機簡介 20
3.2.1.2 使用可編程定時器/計數器陣列獲得8位PWM信號 23
3.2.1.3 單片機埠配置 23
3.2.2主電路 25
3.2.3 LED顯示電路 26
3.2.4 按鍵控制電路 27
3.2.5 轉速檢測、反饋電路 28
3.2.6 12V電源電路 30
3.3硬體設計總結 31
第四章 實驗運行結果及討論 32
4.1 實驗條件及運行結果 32
4.1.1 開環系統運行結果 32
4.1.2 單閉環系統運行結果 32
4.2 結果分析及討論 32
4.3 實驗中遇到的問題及討論 33
結論 34
致謝 35
參考文獻 36
論文小結 38
附錄1 直流電動機調速器硬體設計電路圖 39
附錄2 直流電動機控制系統程序清單 42
附錄3 硬體實物圖 57
第一章 緒論
1.1直流調速系統發展概況
在現代工業中，電動機作為電能轉換的傳動裝置被廣泛應用於機械、冶金、石油化學、國防等工業部門中，隨著對生產工藝、產品質量的要求不斷提高和產量的增長，越來越多的生產機械要求能實現自動調速。
在可調速傳動系統中，按照傳動電動機的類型來分，可分為兩大類：直流調速系統和交流調速系統。交流電動機直流具有結構簡單、價格低廉、維修簡便、轉動慣量小等優點，但主要缺點為調速較為困難。相比之下，直流電動機雖然存在結構復雜、價格較高、維修麻煩等缺點，但由於具有較大的起動轉矩和良好的起、制動性能以及易於在寬范圍內實現平滑調速，因此直流調速系統至今仍是自動調速系統的主要形式。
直流調速系統的發展得力於微電子技術、電力電子技術、感測器技術、永磁材料技術、自動控制技術和微機應用技術的最新發展成就。正是這些技術的進步使直流調速系統發生翻天覆地的變化。其中電機的控制部分已經由模擬控制逐漸讓位於以單片機為主的微處理器控制，形成數字與模擬的混合控制系統和純數字控制系統，並正向全數字控制方向快速發展。電動機的驅動部分所用的功率器件亦經歷了幾次更新換代。目前開關速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現。脈寬調制控制方法在直流調速中獲得了廣泛的應用。
1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把PWM技術應用到電機傳動中從此為電機傳動的推廣應用開辟了新的局面。進入70年代以來，體積小、耗電少、成本低、速度快、功能強、可靠性高的大規模集成電路微處理器已經商品化，把電機控制推上了一個嶄新的階段，以微處理器為核心的數字控制（簡稱微機數字控制）成為現代電氣傳動系統控制器的主要形式。PWM常取代數模轉換器（DAC）用於功率輸出控制，其中，直流電機的速度控制是最常見的應用。通常PWM配合橋式驅動電路實現直流電機調速，非常簡單，且調速范圍大。在直流電動機的控制中，主要使用定頻調寬法。
目前，電機調速控制模塊主要有以下三種：
（1）、採用電阻網路或數字電位器調整直流電機的分壓，從而達到調速的目的；
（2）、採用繼電器對直流電機的開或關進行控制，通過開關的切換對電機的速度進行調整；
（3）、採用由IGBT管組成的H型PWM電路。用單片機控制IGBT管使之工作在占空比可調的開關狀態，精確調整電動機轉速。
1.2 國內外發展概況
1.2.1 國內發展概況
我國從六十年代初試製成功第一隻硅晶閘管以來，晶閘管直流調速系統開始得到迅速的發展和廣泛的應用。用於中、小功率的 0.4～200KW晶閘管直流調速裝置已作為標准化、系列化通用產品批量生產。
目前，全國各大專院校、科研單位和廠家都在進行數字式直流調速系統的開發，提出了許多關於直流調速系統的控制演算法：
（1）、直流電動機及直流調速系統的參數辯識的方法。該方法據系統或環節的輸入輸出特性，應用最小二乘法，即可獲得系統環節的內部參數。所獲得的參數具有較高的精度，方法簡便易行。
（2）、直流電動機調速系統的內模控制方法。該方法依據內模控制原理，針對雙閉環直流電動機調速系統設計了一種內模控制器，取代常規的PI調節器，成功解決了轉速超調問題，能使系統獲得優良的動態和靜態性能，而且設計方法簡單，控制器容易實現。
（3）、單神經元自適應智能控制的方法。該方法針對直流傳動系統的特點，提出了單神經元自適應智能控制策略。這種單神經元自適應智能控制系統不僅具有良好的靜、動態性能，而且還具有令人滿意的魯棒性與自適應性。
（4）、模糊控制方法。該方法對模糊控制理論在小慣性系統上對其應用進行了嘗試。經1.5kw電機實驗證明，模糊控制理論可以用於直流並勵電動機的限流起動和恆速運行控制，並能獲得理想的控制曲線。
上訴的控制方法僅是直流電機調速系統應用和研究的一個側面，國內外還有許多學者對此進行了不同程度的研究。
1.2.2 國外發展概況
隨著各種微處理器的出現和發展，國外對直流電機的數字控制調速系統的研究也在不斷發展和完善，尤其80年代在這方面的研究達到空前的繁榮。大型直流電機的調速系統一般採用晶閘管整流來實現，為了提高調速系統的性能，研究工作者對晶閘管觸發脈沖的控制演算法作了大量研究，提出了內模控制演算法、I-P控制器取代PI調節器的方法、自適應和模糊PID演算法等等。
目前，國外主要的電氣公司，如瑞典ABB公司，德國西門子公司、AEG公司，日本三菱公司、東芝公司、美國GE公司等，均已開發出數字式直流調裝置，有成熟的系列化、標准化、模版化的應用產品供選用。如西門子公司生產的SIMOREG-K 6RA24 系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數字控制裝置，其結構緊湊，用於直流電機電樞和勵磁供電，完成調速任務。設計電流范圍為15A至1200A，並可通過並聯SITOR可控硅單元進行擴展。根據不同的應用場合，可選擇單象限或四象限運行的裝置，裝置本身帶有參數設定單元，不需要其它任何附加設備便可以完成參數設定。所有控制調節監控及附加功能都由微處理器來實現，可選擇給定值和反饋值為數字量或模擬量。
1.2.3 總結
隨著生產技術的發展，對直流電氣傳動在起制動、正反轉以及調速精度、調速范圍、靜態特性、動態響應等方面都提出了更高的要求，這就要求大量使用直流調速系統。因此人們對直流調速系統的研究將會更深一步。
1.3 本課題研究目的及意義
直流電動機是最早出現的電動機，也是最早實現調速的電動機。長期以來，直流電動機一直占據著調速控制的統治地位。由於它具有良好的線性調速特性，簡單的控制性能，高效率，優異的動態特性，現在仍是大多數調速控制電動機的最優選擇。因此研究直流電機的速度控制，有著非常重要的意義。
隨著單片機的發展，數字化直流PWM調速系統在工業上得到了廣泛的應用，控制方法也日益成熟。它對單片機的要求是：具有足夠快的速度；有PWM口，用於自動產生PWM波；有捕捉功能，用於測頻；有A/D轉換器、用來對電動機的輸出轉速、輸出電壓和電流的模擬量進行模/數轉換；有各種同步串列介面、足夠的內部ROM和RAM，以減小控制系統的無力尺寸；有看門狗、電源管理功能等。因此該實驗中選用Cygnal公司的單片機C8051F020。
通過設計基於C8051F020單片機的直流PWM調速系統並調試得出結論，在掌握C8051F020的同時進一步加深對直流電動機調速方法、PI控制器的理解，對運動控制的相關知識進行鞏固。
1.4 論文主要研究內容
本課題的研究對象為直流電動機，對其轉速進行控制。基本思想是利用C8051F020自帶的PWM口，通過調整PWM的占空比，控制電機的電樞電壓，進而控制轉速。
系統硬體設計為：以C8051F020為核心，由轉速環、顯示、按鍵控制等電路組成。
具體內容如下：
（1）、介紹直流電動機工作原理及PWM調速方法。
（2）、完成以C8051F020為控制核心的直流電機數字控制系統硬體設計。
（3）、以該系統的特點為基礎進行分析，使用PWM控制電機調速，並由實驗得到合適的PI控制及相關參數。
（4）、對該數字式直流電動機調速系統的性能做出總結。
第二章 直流電動機調速器工作原理
2.1 直流電機調速方法及原理
直流電動機的轉速和各參量的關系可用下式表示：
由上式可以看出，要想改變直流電機的轉速，即調速，可有三種不同的方式：調節電樞供電電壓U，改變電樞迴路電阻R，調節勵磁磁通Φ。
3種調速方式的比較表2-1所示.
表2-1 3種電動機調速方式對比
調速方式和方法 控制裝置 調速范圍 轉速變化率 平滑性 動態性能 恆轉矩或恆功 率 效率
改變電樞電阻 串電樞電阻 變阻器或接觸器、電阻器 2:1 低速時大 用變阻器較好
用接觸器、電阻器較差 無自動調節能力 恆轉矩 低
改變電樞電壓 電動機-發電機組 發電機組或電機擴大機（磁放大器） 10:1～20:1 小 好 較好 恆轉矩 60%～70%
靜止變流器 晶閘管變流器 50:1～100:1 小 好 好 恆轉矩 80%～90%
直流脈沖調寬 晶體管或晶閘管直流開關電路 50:1～100:1 小 好 好 恆轉矩 80%～90%
改變磁通 串聯電阻或可變直流電源 直流電源變阻器 3:1
～
5:1 較大 差 差 恆功率 80%～90%
電機擴大機或磁放大器 好 較好
晶閘管變流器 好
由表2-1知，對於要求在一定范圍內無級平滑調速的系統來說，以調節電樞供電電壓的方式為最佳，而變電樞電壓調速方法亦是應用最廣的調速方法。
2.2直流電機PWM(脈寬調制)調速工作原理
在直流調速系統中，開關放大器提供驅動電機所需要的電壓和電流，通過改變加在電動機上的電壓的平均值來控制電機的運轉。在開關放大器中，常採用晶體管作為開關器件，晶體管如同開關一樣，總是處在接通和斷開的狀態。在晶體管處在接通時，其上的壓降可以略去；當晶體管處在斷開時，其上的壓降很大，但是電流為零，所以不論晶體管導通還是關斷，輸出晶體管中的功耗都是很小的。一種比較簡單的開關放大器是按照一個固定的頻率去接通和斷開放大器，並根據需要改變一個周期內「接通」和「斷開」的相位寬窄，這樣的放大器被稱為脈沖調制放大器。
PWM脈沖寬度調制技術就是通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得獲得所需要波形（含形狀和幅值）的技術。
根據PWM控制技術的特點，到目前為止主要有八類方法：相電壓控制PWM、線電壓控制PWM、電流控制PWM、非線性控制PWM，諧振軟開關PWM、矢量控制PWM、直接轉矩控制PWM、空間電壓矢量控制PWM。
利用開關管對直流電動機進行PWM調速控制原理圖及輸入輸出電壓波形如圖2-1、圖2-2所示。當開關管MOSFET的柵極輸入高電平時，開關管導通，直流電動機電樞繞組兩端由電壓。秒後，柵極輸入變為低電平，開關管截止，電動機電樞兩端電壓為0。秒後，柵極輸入重新變為高電平，開關管的動作重復前面的過程。這樣，對應著輸入的電平高低，直流電動機電樞繞組兩端的電壓波形如圖2-2所示。電動機的電樞繞組兩端的電壓平均值為：
式2-1
式中 ——占空比，
占空比表示了在一個周期里，開關管導通的時間與周期的比值。的變化范圍為0≤≤1。由式2-1可知，當電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值取決於占空比的大小，改變值就可以改變端電壓的平均值，從而達到調速的目的，這就是PWM調速原理。
在PWM調速時，占空比是一個重要參數。以下是三種可改變占空比的方法：
（1）、定寬調頻法:保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。
（2）、調寬調頻法：保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。
（3）、定頻調寬法：保持周期（或頻率）不變，同時改變、。
前2種方法由於在調速時改變了控制脈沖的周期（或頻率），當控制脈沖的頻率與系統的固有頻率接近時，將會引起振盪，因此應用較少。目前，在直流電動機的控制中，主要使用第3種方法。
圖2-1 PWM調速控制原理
圖2-2 輸入輸出電壓波形
產生PWM控制信號的方法有4種，分別為：
（1）、分立電子元件組成的PWM信號發生器
這種方法是用分立的邏輯電子元件組成PWM信號電路。它是最早期的方式，現在已經被淘汰了。
（2）、軟體模擬法
利用單片機的一個I/O引腳，通過軟體對該引腳不斷地輸出高低電平來實現PWM信號輸出。這種方法要佔用CPU大量時間，需要很高的單片機性能，易於實現，目前也逐漸被淘汰。
（3）、專用PWM集成電路
從PWM控制技術出現之日起，就有晶元製造商生產專用的PWM集成電路晶元，現在市場上已有許多種。這些晶元除了由PWM信號發生功能外，還有「死區」調節功能、保護功能等。在單片機控制直流電動機系統中，使用專用PWM集成電路可以減輕單片機負擔，工作也更可靠。
（4）、單片機PWM口
新一代的單片機增加了許多功能，其中包括PWM功能。單片機通過初始化設置，使其能自動地發出PWM脈沖波，只能在改變占空比時CPU才進行干預。
其中常用後兩中方法獲得PWM信號。實驗中使用方法（4）獲得PWM信號。
2.3 轉速負反饋單閉環直流調速系統原理
2.3.1 單閉環直流調速系統的組成
只通過改變觸發或驅動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達到調節電動機轉速的目的，稱為開環調速系統。但開環直流調速系統具有局限性：
（1）、通過控制可調直流電源的輸入信號，可以連續調節直流電動機的電樞電壓，實現直流電動機的平滑無極調速，但是，在啟動或大范圍階躍升速時，電樞電流可能遠遠超過電機額定電流，可能會損壞電動機，也會使直流可調電源因過流而燒毀。因此必須設法限制電樞動態電流的幅值。
（2）、開環系統的額定速降一般都比較大，使得開環系統的調速范圍D都很小，對於大部分需要調速的生產機械都無法滿足要求。因此必須採用閉環反饋控制的方法減小額定動態速降，以增大調速范圍。
（3）、開環系統對於負載擾動是有靜差的。必須採用閉環反饋控制消除擾動靜差
為克服其缺點，提高系統的控制質量，必須採用帶有負反饋的閉環系統，方框圖如圖2-3所示。在閉環系統中，把系統輸出量通過檢測裝置（感測器）引向系統的輸入端，與系統的輸入量進行比較，從而得到反饋量與輸入量之間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器（調節器）產生控製作用，自動糾正偏差。因此，帶輸出量負反饋的閉環控制系統能提高系統抗擾性，改善控制精度的性能，廣泛用於各類自動調節系統中。
『柒』 狀態機在單片機編程中的運用。誰能夠具體解釋一下狀態機
簡單說來，程序根據當前的輸入狀態或控制狀態來進行控制並決定執行步驟。
通常用case語句來實現。
『捌』 單片機 直流電動機的驅動 編程（附圖）
你用的是12v電源，也就應該使用這個電路了。
問題是單片機輸出高電平，提供的電流有限，雖經過8050放大，也難以達到使電機轉動的需求。
可以再加一級放大，用8550即可，見圖。
原來的1k電阻可以適當的減小，680～470歐姆左右即可。
此時，單片機輸出低電平時，電機轉動。
--------------------------
加那兩個電阻，是進行電流限制，以免燒壞三極體和單片機引腳。
3.3k電阻，是控制8550的基極電流，在1ma左右就基本夠用；
減小到1k也可，這時，電流將近5ma了，還可以的。
1k電阻，是控制8050的基極電流的，減小到470歐姆，基極電流就能達到8～10ma，電流再增大，8050有危險。
『玖』 求畢業設計參考：單片機與上位機（PC）通信電路與軟體設計
1系統總體結構原理
糧食在儲藏期間,由於受環境、氣候和通風條件等因素的變化，糧倉內溫度或濕度會發生異常，這極易造成糧食的霉爛、或發生蟲害。那麼針對糧食儲藏的特殊性，我們選擇了糧倉內的溫度和濕度作為主要監測參數，把糧蟲發生情況作為輔助參數。
整個監測系統由上位管理主機（HOST）、USB/CAN轉換器和多個智能節點組成。節點的數量由大型倉庫里的糧庫數量決定，一般在採用標准幀進行CAN通信時，節點不超過110個；採用擴展幀CAN進行CAN通信時，節點數量原則上無限制。整個監測網路採用匯流排式拓撲結構，其結構原理圖如圖1所示。
上位管理機採用PC機，主要完成整個監測網路系統的參數設置、糧庫的狀態查詢、數據處理、糧情分析、超限實時報警和報表列印等功能。下位智能節點由單片機、數據採集電路和CAN通控制驅動電路構成。
下位機不僅要實時監測本糧庫內各個測試點的溫度、濕度和糧蟲發生情況，並保存和顯示結果，還要負責接收上位管理機的命令，根據上位機的要求上傳數據。
USB/CAN轉換器負責將上位機通過USB口輸出的命令轉換成CAN匯流排數據格式後，再下傳到CAN匯流排；或者將下位機通過CAN匯流排上傳的數據轉換成USB數據格式後，再送到PC機。
2 下位機硬體電路結構
下位機以單片機AT89S52為核心，通過擴展顯示電路、數據採集電路和CAN通信模塊構成一個完整硬體體系，如圖2所示。
2．1 數據採集電路
數據採集電路由溫度採集電路、濕度採集電路和糧蟲檢測電路構成。溫度檢測採用Dallas公司生產的單匯流排數字溫度感測器DS18B20，它不僅能直接輸出串列數字信號，而且具有微型化、低功耗、高性能、易於微處理器連接和抗干擾能力強等優點。DS18B20數字溫度感測器對於實測的溫度提供了9-12位的數據和報警溫度寄存器，它的測溫范圍為-55℃~+125℃，其中在-10℃~+85℃的范圍內的測量精度為±0.5℃。由於每個DS18B20有唯一的一個連續64位的產品號，所以允許在一根電纜上連接多個感測器，以構成大型溫度測控網路。圖2電路中，設計了兩條測溫單匯流排，每條單匯流排用一隻場效應管提供電源，每條匯流排上可並聯十幾只數字溫度感測器DS18B20。
濕度檢測採用濕度感測器HIH3610和DS2438組合模塊。HIH-3610是美國Honeywell公司生產的相對濕度感測器，該感測器具有精度高、響應快速、高穩定性、低溫漂、抗化學腐蝕性能強及互換性好等優點。HIH-3610採用熱固聚酯電容式感測頭，在晶元內部集成了信號處理功能電路，可以完成將相對濕度值變換成電容值，再將電容傳轉換成線性的電壓輸出。因此它輸出的模擬濕度信號，不能直接送單片機處理，必須經過A/D轉換。DS2438也是Dallas公司的單匯流排器件，具有A/D功能。HIH3610和DS2438可以組合在一起，構成單匯流排數字濕度感測器模塊。
糧蟲檢測器，當檢測到糧食蟲害發生時，糧蟲檢測器輸出負脈沖，送微處理器記數和處理。系統採用一個8輸入與非門，可帶8台糧蟲檢測器。
2．2 顯示電路
顯示電路和微控制器的連接採用I2C匯流排，由於AT89S52單片機內部沒有集成I2C匯流排模塊，故採用軟體模擬的方法實現I2C通訊。顯示驅動器採用具有I2C匯流排的器件SAA1064，可動態驅動4位8段LED顯示器。它內部具有顯存和自動刷新功能，可免去微控制器的頻繁刷新任務，騰出大量時間做其他事情。
2．3 CAN通信模塊
CAN是現場匯流排中唯一被批准為國際標準的現場匯流排。其信號傳輸介質為雙絞線。通信速率最高可達1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達10Km/5Kbps。CAN協議採用CRC檢驗並可提供相應的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性。當節點嚴重錯誤時，具有自動關閉的功能，以切斷該節點於匯流排的聯系，使匯流排上的其它節點及其通信不受影響，具有較強的抗干擾能力。
圖2中的CAN控制驅動模塊由CAN控制器SJA1000、光耦6N137模塊和CAN驅動器82C50構成。SJA1000負責與微控制器進行狀態、控制和命令等信息交換，並承擔網路通信任務；82C50為CAN控制器和匯流排介面，提供對匯流排的差動發送和對CAN控制器的差動接收功能。光耦6N137起隔離作用。
3 系統軟體設計
系統軟體由上位機主程序和下位監控程序構成，上位機主程序用VB語言開發，採用模塊化設計，具體的功能模塊如圖3所示。利用VB編寫的應用軟體人機界面友好，便於維護和管理。
下位機的軟體由下位機主程序、溫度採集程序、濕度採集程序、糧蟲檢測中斷程序和CAN收發中斷服務程序等構成。由於篇幅所限這里僅給出了下位機主程序和CAN通信中斷服務程序的流程圖，分別如圖4和圖5所示。在下位機主程序里，系統要首先進行單片機的初始化、CAN的初始化、開外部中斷、開啟計數器和使能CAN接收中斷的過程，是系統處於就緒狀態，然後調用數據採集程序和數據處理程序，實時採集糧庫現場的參數並予以處理，處理後的數據要保存起來供上位機隨時查詢，同時送顯示器顯示。
糧蟲檢測中斷程序主要完成糧庫發生糧蟲後的處理，一方面要判斷糧蟲計數器是否計滿，計滿清零並保存數據；一方面設置糧庫發生蟲害標志，並供上位機查詢和顯示。
CAN收發中斷服務程序負責上下位機的命令和數據傳送。當上位機發送命令時，CAN接收一個報文，CAN的中斷使能標志置1，產生接收中斷，CPU立即響應，進入中斷服務程序，然後系統再根據上位機的具體命令，向上位機傳送該節點工作狀態或採集的數據。
4 結論
由於系統採用了全數字化的溫度、濕度感測器，直接輸出的是表示溫度和濕度的數字信號，不存在由模擬量到數字量轉換的中間環節，所以該系統具有穩定可靠、測量精度高、一致性好、無需任何調整、信號線長短不會影響其性能等優點，還有單匯流排也帶來安裝方便、線路清晰、節省線材等長處。上下位機通信採用CAN匯流排通信方式，提高了系統內部的速率和實時性，降低了誤碼傳送的概率。糧蟲檢測器的設計使該系統除了能實時監測溫度和濕度外，也能監測糧食蟲害的發生情況。
回答者：200402028 - 試用期 一級 3-28 10:05
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xiexiel
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對最佳答案的評論
我想求一份EDA設計要求是：感測器與信號處理系統的設計、調試與實現 該部分要求學生掌握幾種感測器的電路形式、作用、信號特點、典型電路的設計及模擬實現，同時解決信號的檢測、調整，以及採集信號的存儲、處理與顯示等。並在實驗設備上選擇某一種類感測器及相關器件，設計、組成一個小系統。用此系統完成測量及數據處理。只要符合起要求就好，謝謝各位了！
評論者： gzb731 - 試用期 一級
hao
評論者： 7325719 - 試用期 一級
看看這個吧!
評論者： 小寶0121 - 助理 二級
其他回答共 1 條
.單片機溫度控制系統 [Admin|[email protected]][2007年3月17日][8]
在工業生產中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數。其中，溫度控制也越來越重要。在工業生產的很多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。採用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數量。因此，單片機對溫度的控制問題是一個工業生產中經常會遇到的控制問題。 [詳情……]
基於單片機的溫度控制系統 [Admin|[email protected]][2007年3月17日][6]
單片機系統的開發應用給現代工業測控領域帶來了一次新的技術革命，自動化、智能化均離不開單片機的應用。單片機由於其微小的體積和極低的成本，廣泛的應用於家用電器、工業控制等領域中。在工業生產中，電流、電壓、溫度、壓力和流量也都是常用的被控參數。 [詳情……]
基於八位單片機的數字溫度控制系統 [Admin|[email protected]][2007年3月16日][3]
本設計以8位單片機和新型數字感測器為核心組成溫度測量及控制系統。本系統採用INTEL MCS-51指令系統的ATMEL(愛特梅爾)AT89C51單片機作為控制晶元，完成溫度值接收、轉換、報警處理；由DALLAS出品的新型的單路串列數字溫度感測器DS18B20，完成溫度測量、分析、判斷閾值、輸出功能。整個系統具有集成度高、可*性強、抗干擾性強（串列通信特點）、魯 棒 性強、可擴展性強（可利用識別序列號組成多點測量）、體積小、功耗低等特點。本系統具有測溫、上限報警、下限報警、溫度控制及顯示功能。基於本系統可擴展如下功能：1.增加鍵盤使可隨時調整溫度上下限。2.擴展感測器數量，組成測量網路。實現多點測量。同時對MCS-51單片機系列各晶元進行了優劣勢對比、介紹了單線數字溫度感測器的基本內部結構及主要性能特點。 [詳情……]
『拾』 求51單片機步進電動機控制設計程序
51單片步進電機控制原理與控制設計程序
51單片步進電機是數字控制電機，它將脈沖信號轉變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉動一個角度，因此非常適合於單片機控制。步進電機可分為反應式步進電機（簡稱VR）、永磁式步進電機（簡稱PM）和混合式步進電機（簡稱HB）。
51單片步進電機區別於其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉動角度由輸入脈沖數決定，而電機的轉速由脈沖信號頻率決定。
51單片步進電機的驅動電路根據控制信號工作，控制信號由單片機產生。其基本原理作用如下：
(1)控制換相順序
通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C－D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C，D相的通斷。
(2)控制步51單片進電機的轉向
如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉，如果按反序通電換相，則電機就反轉。
(3)控制51單片步進電機的速度
如果給步進電機發一個控制脈沖，它就轉一步，再發一個脈沖，它會再轉一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉得越快。調整單片機發出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調速。步進電機是機電控制中一種常用的執行機構，它的用途是將電脈沖轉化為角位移，通俗地說：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。通過控制脈沖個數即可以控制角位移量，從而達到准確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。