高職畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)模板

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)課題：水溫控制系統(tǒng)水溫控制系統(tǒng)院院( (系系) )：信息與機(jī)電工程學(xué)院信息與機(jī)電工程學(xué)院專專業(yè)：業(yè)：電子信息工程技術(shù)電子信息工程技術(shù)姓姓名：名：鄧鄧壯壯學(xué)學(xué)號(hào)：號(hào)：20137020142013702014指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：二一年月日設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名鄧壯學(xué)號(hào)專業(yè)院（系）寫(xiě)全稱設(shè)計(jì)課題指導(dǎo)教師職稱任務(wù)與要求任務(wù)：1.2.若是幾個(gè)學(xué)生為一組共同完成一個(gè)項(xiàng)目，則任務(wù)書(shū)要明確每個(gè)學(xué)生具體完成的任務(wù)與要求； （打印時(shí)刪掉紅色字體）要求：1.2.完成時(shí)間段年月日至年月日共周院（系）審核意見(jiàn)年月日聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)

2、行獨(dú)立工作取得的成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本說(shuō)明書(shū)中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。本人完全明確本聲明的法律責(zé)任， 對(duì)本說(shuō)明書(shū)導(dǎo)致的所有問(wèn)題承擔(dān)全部責(zé)任。學(xué)生簽名：日期：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明注意事項(xiàng)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明主要是針對(duì)學(xué)生們所設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行詳細(xì)的闡述，包括五大部分：課題分析、調(diào)研分析、方案繪制與設(shè)計(jì)題案、課題總結(jié)、提交資料。2.課題分析。是學(xué)生對(duì)自己的作品前期的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)方向、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)意圖和當(dāng)前社會(huì)的現(xiàn)狀作出參照分析的一種闡述。3.調(diào)研分析。是學(xué)生對(duì)自己的作品在社會(huì)的趨勢(shì)調(diào)查、處境調(diào)查、市場(chǎng)調(diào)查分析等做出詳細(xì)的闡述。4.方案繪制與設(shè)計(jì)題

3、案。是學(xué)生將設(shè)計(jì)定位、設(shè)計(jì)系列草圖、展板圖等做出說(shuō)明及展示。5.課題總結(jié)。是學(xué)生通過(guò)本次設(shè)計(jì)獲得結(jié)論，得到的啟發(fā)，課題設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與不足作出的闡述。6.提交資料。是學(xué)生完成課題設(shè)計(jì)后，需要提交的資料名稱與資料內(nèi)容，用于成績(jī)?cè)u(píng)定與存檔。水溫控制系統(tǒng)水溫控制系統(tǒng)【摘要】【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動(dòng)著電子行業(yè)的地位越來(lái)越重，現(xiàn)在電子產(chǎn)品幾乎在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都可以見(jiàn)到。這些技術(shù)的發(fā)展有效的帶動(dòng)著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和信息化的提高，同時(shí)電子產(chǎn)品也越來(lái)越智能。本設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)為主控芯片， 采用數(shù)字型防水溫度傳感器DS18B20制作溫度檢測(cè)報(bào)警器，通過(guò)四位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示溫度值，系統(tǒng)設(shè)立幾個(gè)按

4、鍵，可以通過(guò)按鍵進(jìn)行設(shè)置溫度的上、下限值，并將數(shù)據(jù)保存在單片機(jī) EEPROM 中做到掉電存儲(chǔ)的功能，當(dāng)所采集溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制蜂鳴器和對(duì)應(yīng) LED 發(fā)出聲光報(bào)警和繼電器的運(yùn)作。這個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、具有實(shí)用性?！娟P(guān)鍵詞【關(guān)鍵詞】 ：；DS18B20 防水溫度傳感器；STC89C51 單片機(jī)；溫度報(bào)警英文設(shè)計(jì)課題題目英文設(shè)計(jì)課題題目【AbstractAbstract】 ：With the continuous development of science and technology, the status of theelectronics industry is becoming

5、more and more important. Now the electronic productscan be seen in almost every field of the society. The development of these technologiesis effective to promote the development of social productive forces and theimprovement of information technology, while the electronic products are becomingmore

6、and more intelligent.This design uses STC89C51 microcontroller as the main control chip, the digitalwaterproof type temperature sensor DS18B20 temperature detection alarm and displaythe temperature value by the four common anode digital, system set up several key canby pressing a button to set the u

7、pper limit and lower limit of the temperature value, anddata stored in microcontroller EEPROM do off the electric storage function, when thecollected temperature exceeds the set value, the system will control buzzer andcorresponding to the LED emit audible and visual alarm and relay operation. Thisd

8、esign is simple, low cost, practical.【KEYKEY WORDWORD】 ：DS18B20waterprooftemperaturesensor;STC89C51singlechipmicrocomputer; temperature alarm目目錄錄前言 .1第 1 部分課題分析. 21.1XXX .2第 2 部分調(diào)研分析. 22.1XXX .5第 3 部分方案編制與設(shè)計(jì)提案 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第 4 部分課題總結(jié) .84.1課題結(jié)論 .84.2課題設(shè)計(jì)啟發(fā).94.3課題設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)與不足. 9第 5 部分 提交資料 .9致謝.10參考文

9、獻(xiàn) .11（宋小四，Times New Roman，段落固定值 25 磅，自動(dòng)生成目錄）（總體頁(yè)面設(shè)置：上、下 2.54CM;左 3.2CM、右 2.8CM；A4 紙）（打印時(shí)刪掉紅色字體）1前前言言在能源日益緊張的今天，電熱水器、飲水機(jī)、電飯煲之類的家用電器在保溫在能源日益緊張的今天，電熱水器、飲水機(jī)、電飯煲之類的家用電器在保溫時(shí)，由于簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，因而會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。當(dāng)前，能源問(wèn)題是時(shí)，由于簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，因而會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。當(dāng)前，能源問(wèn)題是最熱門(mén)的話題，也是我們急需解決的，因而我們從節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境出發(fā)，設(shè)最熱門(mén)的話題，也是我們急需解決的，因而我們從節(jié)省能源，保護(hù)

10、環(huán)境出發(fā)，設(shè)計(jì)出本系統(tǒng)。計(jì)出本系統(tǒng)。2第第 1 1 部分部分系統(tǒng)硬件方案選擇系統(tǒng)硬件方案選擇本章節(jié)主要介紹系統(tǒng)所用到的器件的選擇與對(duì)比，進(jìn)行綜合的對(duì)比考慮選擇出最適合本設(shè)計(jì)的一組方案。1.1 硬件方案的選擇硬件方案的選擇在硬件電路的搭建之前必須明確設(shè)計(jì)的方案，通過(guò)各個(gè)模塊之間進(jìn)行比較選擇出最適合本設(shè)計(jì)的硬件，以發(fā)揮器件的最大功效。1.2 主控芯片的選擇主控芯片的選擇方案一：采用 STC89C51 單片機(jī)作為主控芯片。 STC89C51 是宏晶科技公司生產(chǎn)的一款低功耗、高性能的八位 CMOS 微處理器，片內(nèi)具有 8k 在線編程 Flash 存儲(chǔ)器。STC89C51 單片機(jī)的內(nèi)核采用的是 MCS-

11、51 內(nèi)核，指令完全兼容 MCS-51，但是該單片機(jī)越做了升級(jí)使得芯片具有很多傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)不具備的功能，例如該芯片還有 4K 的 EEPROM 存儲(chǔ)，在需要使用到掉電存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候就可以直接使用單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)，不在需要在外接存儲(chǔ)芯片進(jìn)行存儲(chǔ)。STC89C51 單片機(jī)具有的開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、可在線編程下載、成本低是非常不錯(cuò)的選擇。方案二：采用 MSP430 單片機(jī)作為主控芯片。MSP430 單片機(jī)稱之為混合信號(hào)處理器，它可以將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器 (TI)1996 年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16 位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令

12、集(RISC)的混合信號(hào)處理器(Mixed Signal Processor)。該系列單片機(jī)多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。而卻開(kāi)發(fā)難度相對(duì)比較大、價(jià)格昂貴。所以在一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)中不宜采用。方案三：3采用 PIC16F877A 單片機(jī)作為主控芯片。PIC16F877A 是由 Microchip 公司所生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，屬于 PICmicro 系統(tǒng) 8 位單片機(jī)微機(jī)，具有 Flash 程序內(nèi)存功能，可反復(fù)擦寫(xiě)程序。但是開(kāi)發(fā)成本高，難度相對(duì)大。綜合上述的描述，考慮到資源的合理利用和成本以及開(kāi)發(fā)的難易程度最終決定采用宏晶科技的 STC89C51 單片機(jī)作為主控芯片。1.3 顯示器件的選擇顯示

13、器件的選擇方案一：采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示。LED 數(shù)碼管的價(jià)格適中，對(duì)于顯示數(shù)字或者簡(jiǎn)單的字母會(huì)比較合適。但是采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)占用 CPU 的 I/O 口較多，并且由于單片機(jī)的 IO 口輸出電流不夠，所以需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路放大電流后控制數(shù)碼管，還有就是采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示的話顯示的內(nèi)容多了對(duì)于電路的焊接機(jī)會(huì)增大難得容易焊接錯(cuò)誤。方案二：采用 LCD1602 液晶顯示屏。LCD1602 液晶又叫 LCD1602 字符型液晶。液晶顯示功能強(qiáng)大，可以同時(shí)顯示出 16*2 即 32 個(gè)字符，可包括數(shù)字、字母、符號(hào)、或者自定義字符。LCD1602 液晶顯示器中的每一個(gè)字符

14、都是由 5*7 的點(diǎn)陣組成。LCD1602 采用并行數(shù)據(jù)傳輸也可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸，控制簡(jiǎn)單，和市面上的大多基于 HD44780 液晶的控制原理完全相同。方案三：采用LCD12864 液晶顯示屏。 帶中文字庫(kù)的 128X64 是一種具有4 位/8位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，其顯示分辨率為 12864，內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。雖然 LCD12864 液

15、晶顯示的功能強(qiáng)大，但是顯示的內(nèi)容偏大造成了，顯示空間的浪費(fèi)，再來(lái)該液晶的成本高。4綜合上述的描述，最終根據(jù)本設(shè)計(jì)中的顯示多為數(shù)字和簡(jiǎn)單字母即可所以選擇數(shù)碼管進(jìn)行顯示比較合理。1.4 溫度傳感器的選擇溫度傳感器的選擇方案一：使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。此設(shè)計(jì)方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。方案二：采用模擬溫度傳感器 AD590，該傳感器的輸出電流會(huì)隨溫度的變化而變化，從而需要設(shè)計(jì)電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化

16、，進(jìn)而通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后接到單片機(jī)中，這種方法固然麻煩，而卻費(fèi)用比較高，而卻在電流電壓轉(zhuǎn)換和 A/D 轉(zhuǎn)換中會(huì)產(chǎn)生誤差。方案三：采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。所以最終我們采用數(shù)字型 DS18B20 作為溫度采集芯片。1.5 報(bào)警模塊的選擇報(bào)警模塊的選擇方案一：采用有源蜂鳴器。有源蜂鳴器工作的理想信號(hào)是直流電，通常標(biāo)示為 VDC、VDD 等。因?yàn)榉澍Q器內(nèi)部有一簡(jiǎn)單的振蕩電路，能將恒定的直流電轉(zhuǎn)化成一定頻

17、率的脈沖信號(hào)，從面實(shí)出磁場(chǎng)交變，帶動(dòng)鉬片振動(dòng)發(fā)音。但是在某些有源蜂鳴器在特定的交流信號(hào)下也可以工作，只是對(duì)交流信號(hào)的電壓和頻率要求很高，此種工作方式一般不采用。方案二：采用無(wú)源蜂鳴器。無(wú)源蜂鳴器沒(méi)有內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路，有些公司和工廠稱為訊響器，國(guó)標(biāo)中稱為聲響器。無(wú)源蜂鳴器工作的理想信號(hào)方波。如果給預(yù)直5流信號(hào)蜂鳴器是不響應(yīng)的，因?yàn)榇怕泛愣?，鉬片不能振動(dòng)發(fā)音。本系統(tǒng)最后選取的是操作方便，信號(hào)輸入固定的有源蜂鳴器。第第 2 2 部分部分調(diào)研分析調(diào)研分析2.12.1 系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)總體方案通過(guò)以上的論證，最終決定控制器采用單片機(jī) STC89C51，溫度傳感器采用DS18B20，顯示采用 4 位 LED

18、數(shù)碼管，報(bào)警采用有緣蜂鳴器、LED 燈實(shí)現(xiàn)，按鍵用來(lái)設(shè)定報(bào)警上下限溫度并將設(shè)置好的值保存在 STC89C51 的 EEPROM 中（具有掉電保護(hù)功能） 。本設(shè)計(jì)的具體的系統(tǒng)方案如下圖 1.1 所示。圖 1.1 系統(tǒng)方案63系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)字體字體：宋小四宋小四 ， 段落固定值段落固定值 2525 磅磅； 首行縮進(jìn)首行縮進(jìn) 2 2 字符字符；（打印時(shí)刪掉紅色字體打印時(shí)刪掉紅色字體）本章節(jié)主要介紹本設(shè)計(jì)中各個(gè)部分電路的設(shè)計(jì)原理。通過(guò)各個(gè)模塊的功能描述了解其工作原理以及在設(shè)計(jì)的中作用。3.1STC89C51 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1STC89C51 的概述的概述STC8

19、9C51 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。STC89C51 使用經(jīng)典的 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C51 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、非常有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4

20、 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)） ，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz，6T/12T 可選。3.1.2STC89C51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)說(shuō)的通熟易懂的話就是以最少的元器件組成能讓單片機(jī)工作起來(lái)的系統(tǒng)，接下來(lái)開(kāi)始介紹 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)必備的器件及其作用。首先電源這對(duì)于一

21、個(gè)電子產(chǎn)品的話是必不可少，它提供能源給系統(tǒng)運(yùn)作，在7本設(shè)計(jì)中由于 51 單片機(jī)的工作電壓在 4.55.5V 之間都可以正常工作所以我們采用了 USB 電源線連接手機(jī)充電器插頭或者 5V 的移動(dòng)電源給系統(tǒng)進(jìn)行供電。其次晶振電路，XTAL1 和 XTAL2 是獨(dú)立的輸入和輸出反相放大器，它們可以被配置為使用石英晶振的片內(nèi)振蕩器，或者是器件直接由外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。圖 2.1中采用的是內(nèi)時(shí)鐘模式，即采用利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時(shí)元件（一個(gè)石英晶體和兩個(gè)電容） ，內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。一般來(lái)說(shuō)晶振可以在 1.212MHz 之間任選，甚至可以達(dá)到 24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實(shí)驗(yàn)套件中采用的 12M 的石英晶振。和晶振并聯(lián)的兩個(gè)電容的大小對(duì)振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調(diào)作用。當(dāng)采用石英晶振時(shí)，電容可以在 20 40pF 之間選擇（本設(shè)計(jì)使用 30pF） ；當(dāng)采用陶瓷諧振器件時(shí)，電容要適當(dāng)?shù)卦龃笠恍?，?3050pF 之間。通常選取 30pF 的陶瓷電容就可以了。圖 3.1晶振電路再來(lái)就是復(fù)位電路，復(fù)位電路分為：上電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位。圖 2.2中所示的復(fù)位電路就包括了這兩種復(fù)位方式。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時(shí)電容的負(fù)極和 RESET相連，電壓全部加在了電阻上，RESET的