高職畢業(yè)設計說明書模板

1、畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書設計課題設計課題：水溫控制系統(tǒng)水溫控制系統(tǒng)院院( (系系) )：信息與機電工程學院信息與機電工程學院專專業(yè)：業(yè)：電子信息工程技術電子信息工程技術姓姓名：名：鄧鄧壯壯學學號：號：20137020142013702014指導教師：指導教師：二一年月日設計課題任務書學生姓名鄧壯學號專業(yè)院（系）寫全稱設計課題指導教師職稱任務與要求任務：1.2.若是幾個學生為一組共同完成一個項目，則任務書要明確每個學生具體完成的任務與要求； （打印時刪掉紅色字體）要求：1.2.完成時間段年月日至年月日共周院（系）審核意見年月日聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計說明書,是在指導教師的指導下，進

2、行獨立工作取得的成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本說明書中不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全明確本聲明的法律責任， 對本說明書導致的所有問題承擔全部責任。學生簽名：日期：年月日畢業(yè)設計說明注意事項1.畢業(yè)設計說明主要是針對學生們所設計的作品進行詳細的闡述，包括五大部分：課題分析、調(diào)研分析、方案繪制與設計題案、課題總結、提交資料。2.課題分析。是學生對自己的作品前期的設計現(xiàn)狀、設計背景及設計方向、設計思路、設計意圖和當前社會的現(xiàn)狀作出參照分析的一種闡述。3.調(diào)研分析。是學生對自己的作品在社會的趨勢調(diào)查、處境調(diào)查、市場調(diào)查分析等做出詳細的闡述。4.方案繪制與設計題

3、案。是學生將設計定位、設計系列草圖、展板圖等做出說明及展示。5.課題總結。是學生通過本次設計獲得結論，得到的啟發(fā)，課題設計的優(yōu)點與不足作出的闡述。6.提交資料。是學生完成課題設計后，需要提交的資料名稱與資料內(nèi)容，用于成績評定與存檔。水溫控制系統(tǒng)水溫控制系統(tǒng)【摘要】【摘要】隨著科學技術的不斷發(fā)展帶動著電子行業(yè)的地位越來越重，現(xiàn)在電子產(chǎn)品幾乎在社會的各個領域都可以見到。這些技術的發(fā)展有效的帶動著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和信息化的提高，同時電子產(chǎn)品也越來越智能。本設計采用STC89C51單片機為主控芯片， 采用數(shù)字型防水溫度傳感器DS18B20制作溫度檢測報警器，通過四位共陽數(shù)碼管顯示溫度值，系統(tǒng)設立幾個按

4、鍵，可以通過按鍵進行設置溫度的上、下限值，并將數(shù)據(jù)保存在單片機 EEPROM 中做到掉電存儲的功能，當所采集溫度超過設定值時，系統(tǒng)會控制蜂鳴器和對應 LED 發(fā)出聲光報警和繼電器的運作。這個設計簡單、成本低、具有實用性?！娟P鍵詞【關鍵詞】 ：；DS18B20 防水溫度傳感器；STC89C51 單片機；溫度報警英文設計課題題目英文設計課題題目【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 部分方案編制與設計提案 .錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。第 4 部分課題總結 .84.1課題結論 .84.2課題設計啟發(fā).94.3課題設計優(yōu)點與不足. 9第 5 部分 提交資料 .9致謝.10參考文

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

10、環(huán)境出發(fā)，設計出本系統(tǒng)。計出本系統(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比，進行綜合的對比考慮選擇出最適合本設計的一組方案。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計的方案，通過各個模塊之間進行比較選擇出最適合本設計的硬件，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 存儲器。STC89C51 單片機的內(nèi)核采用的是 MCS-

11、51 內(nèi)核，指令完全兼容 MCS-51，但是該單片機越做了升級使得芯片具有很多傳統(tǒng)的 51 單片機不具備的功能，例如該芯片還有 4K 的 EEPROM 存儲，在需要使用到掉電存儲數(shù)據(jù)的時候就可以直接使用單片機內(nèi)部的存儲，不在需要在外接存儲芯片進行存儲。STC89C51 單片機具有的開發(fā)簡單、可在線編程下載、成本低是非常不錯的選擇。方案二：采用 MSP430 單片機作為主控芯片。MSP430 單片機稱之為混合信號處理器，它可以將多個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芯片上，MSP430系列單片機是美國德州儀器 (TI)1996 年開始推向市場的一種16 位超低功耗、具有精簡指令

12、集(RISC)的混合信號處理器(Mixed Signal Processor)。該系列單片機多應用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。而卻開發(fā)難度相對比較大、價格昂貴。所以在一些簡單的設計中不宜采用。方案三：3采用 PIC16F877A 單片機作為主控芯片。PIC16F877A 是由 Microchip 公司所生產(chǎn)開發(fā)的新產(chǎn)品，屬于 PICmicro 系統(tǒng) 8 位單片機微機，具有 Flash 程序內(nèi)存功能，可反復擦寫程序。但是開發(fā)成本高，難度相對大。綜合上述的描述，考慮到資源的合理利用和成本以及開發(fā)的難易程度最終決定采用宏晶科技的 STC89C51 單片機作為主控芯片。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)碼管動態(tài)掃描顯示。LED 數(shù)碼管的價格適中，對于顯示數(shù)字或者簡單的字母會比較合適。但是采用動態(tài)掃描法與單片機連接時占用 CPU 的 I/O 口較多，并且由于單片機的 IO 口輸出電流不夠，所以需要一個驅(qū)動電路，通過驅(qū)動電路放大電流后控制數(shù)碼管，還有就是采用數(shù)碼管進行顯示的話顯示的內(nèi)容多了對于電路的焊接機會增大難得容易焊接錯誤。方案二：采用 LCD1602 液晶顯示屏。LCD1602 液晶又叫 LCD1602 字符型液晶。液晶顯示功能強大，可以同時顯示出 16*2 即 32 個字符，可包括數(shù)字、字母、符號、或者自定義字符。LCD1602 液晶顯示器中的每一個字符

14、都是由 5*7 的點陣組成。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 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點。雖然 LCD12864 液

15、晶顯示的功能強大，但是顯示的內(nèi)容偏大造成了，顯示空間的浪費，再來該液晶的成本高。4綜合上述的描述，最終根據(jù)本設計中的顯示多為數(shù)字和簡單字母即可所以選擇數(shù)碼管進行顯示比較合理。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，用熱敏電阻與一個相應阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行 A/D 轉(zhuǎn)換。此設計方案需用 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格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。方案二：采用模擬溫度傳感器 AD590，該傳感器的輸出電流會隨溫度的變化而變化，從而需要設計電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化

16、，進而通過 A/D 轉(zhuǎn)換后接到單片機中，這種方法固然麻煩，而卻費用比較高，而卻在電流電壓轉(zhuǎn)換和 A/D 轉(zhuǎn)換中會產(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)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。所以最終我們采用數(shù)字型 DS18B20 作為溫度采集芯片。1.5 報警模塊的選擇報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是直流電，通常標示為 VDC、VDD 等。因為蜂鳴器內(nèi)部有一簡單的振蕩電路，能將恒定的直流電轉(zhuǎn)化成一定頻

17、率的脈沖信號，從面實出磁場交變，帶動鉬片振動發(fā)音。但是在某些有源蜂鳴器在特定的交流信號下也可以工作，只是對交流信號的電壓和頻率要求很高，此種工作方式一般不采用。方案二：采用無源蜂鳴器。無源蜂鳴器沒有內(nèi)部驅(qū)動電路，有些公司和工廠稱為訊響器，國標中稱為聲響器。無源蜂鳴器工作的理想信號方波。如果給預直5流信號蜂鳴器是不響應的，因為磁路恒定，鉬片不能振動發(fā)音。本系統(tǒng)最后選取的是操作方便，信號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)總體方案通過以上的論證，最終決定控制器采用單片機 STC89C51，溫度傳感器采用DS18B20，顯示采用 4 位 LED

18、數(shù)碼管，報警采用有緣蜂鳴器、LED 燈實現(xiàn)，按鍵用來設定報警上下限溫度并將設置好的值保存在 STC89C51 的 EEPROM 中（具有掉電保護功能） 。本設計的具體的系統(tǒng)方案如下圖 1.1 所示。圖 1.1 系統(tǒng)方案63系統(tǒng)硬件電路設計系統(tǒng)硬件電路設計字體字體：宋小四宋小四 ， 段落固定值段落固定值 2525 磅磅； 首行縮進首行縮進 2 2 字符字符；（打印時刪掉紅色字體打印時刪掉紅色字體）本章節(jié)主要介紹本設計中各個部分電路的設計原理。通過各個模塊的功能描述了解其工作原理以及在設計的中作用。3.1STC89C51 單片機系統(tǒng)設計單片機系統(tǒng)設計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 存儲器。STC89C51 使用經(jīng)典的 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能。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用系統(tǒng)提供高靈活、非常有效的解決方案。具有以下標準功能：8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復位電路，3 個 16 位定時器/計數(shù)器，4 個外部中斷，一個 7 向量 4

20、 級中斷結構（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級中斷結構） ，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、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率 35MHz，6T/12T 可選。3.1.2STC89C51 單片機的最小系統(tǒng)單片機的最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)說的通熟易懂的話就是以最少的元器件組成能讓單片機工作起來的系統(tǒng)，接下來開始介紹 51 單片機最小系統(tǒng)必備的器件及其作用。首先電源這對于一

21、個電子產(chǎn)品的話是必不可少，它提供能源給系統(tǒng)運作，在7本設計中由于 51 單片機的工作電壓在 4.55.5V 之間都可以正常工作所以我們采用了 USB 電源線連接手機充電器插頭或者 5V 的移動電源給系統(tǒng)進行供電。其次晶振電路，XTAL1 和 XTAL2 是獨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鐘驅(qū)動。圖 2.1中采用的是內(nèi)時鐘模式，即采用利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時元件（一個石英晶體和兩個電容） ，內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。一般來說晶振可以在 1.212MHz 之間任選，甚至可以達到 24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實驗套件中采用的 12M 的石英晶振。和晶振并聯(lián)的兩個電容的大小對振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調(diào)作用。當采用石英晶振時，電容可以在 20 40pF 之間選擇（本設計使用 30pF） ；當采用陶瓷諧振器件時，電容要適當?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晶振電路再來就是復位電路，復位電路分為：上電自動復位和開關復位。圖 2.2中所示的復位電路就包括了這兩種復位方式。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時電容的負極和 RESET相連，電壓全部加在了電阻上，RESET的