多传感器数据采集与传输电路设计毕业设计
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天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education
毕业设计
专业：
班级学号：
学生姓名：
指导教师：
二〇一年月
天津职业技术师范大学本科生毕业设计
多传感器数据采集与传输电路设计Design of A Circuit for Multiple Sensors Data Acquisiton and Transmission
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
学院：自动化与电气工程学院
201 年0 月
摘要
在工业、农业和生活中，对温度和湿度数据的监测具有非常重要的实际应用。人们生活水平的改善和科技的不断进步，无论是农业还是工业或日常生活中对温度和湿度数据监测都有越来越高的要求。本课题的设计基础是基于nRF24L01通信模块的无线多路温湿度数据采集与传输电路系统的设计，主要应用于特殊环境或工农业现场的温湿度采集与监测。系统采用无线通信技术和无线温湿度传感器采集技术，利用无线数据的通信技术能够在很大程度上降低空间布线所带来的施工难度和施工成本。本系统选用STM32单片机作为主控芯片，系统包括无线数据通信模块，DHT11温湿度传感器，LCD液晶显示模块，蜂鸣语音报警模块，以及模拟继电器LED指示等外围电路。
系统由主机-从机-从机的结构体系组成，主机系统可同时对多个传感采样节点进行数据的汇集。传感器节点通过从机将实时温湿度数据采集到单片机，经过数据运算再通过nRF24L01模块发送给主机，主机接收到从机的数据之后需要对数据进行测量和处理，与程序设定的上限值进行比对，判断监测传感节点的参数是否达到预警值，并对报警电路和模拟继电器模组进行相应的控制。最后经过实际的软硬件测试之后，本作品实现了STM32单片机采集多节点温湿度传感器数据，通过nRF24L01模块及特殊通讯协议进行一定距离的传输，最后在主机的LCD12864液晶上显示出来的模型。
关键词：单片机；nRF24L01；传感器；主机；LCD液晶屏
ABSTRACT
In the industry, agriculture and life, the monitoring of the temperature and .. The improvement of people's living standards and the continuous improvement of technology, whether it is the agricultural or industrial or daily life of the temperature and of the subject is based on nRF24L01 communication module of multi-channel wireless temperature and and transmission circuit system design, mainly used in special environment or agriculture and industry field of temperature and and monitoring. System uses wireless communication technology and wireless temperature and technology can reduce the wiring space brought about by the construction difficulty and the construction cost in a great extent. The system use STM32 microcontroller as the main control chip. The system comprises a wireless data communication module, temperature and and other peripheral circuits.
The system consists of a collect data from multiple sensing nodes simultaneously.. Sensor nodes through from the machine will be real-time temperature and to the microcontroller, after data processing by
nRF24L01 module to send to the the machine, and procedures set upper limit value for comparison, judgment parameters monitoring sensor node whether it reaches the warning value and the alarm circuit and analog relay module were corresponding control. Finally after the actual multi node temperature and distance through the nRF24L01 module and special communication protocol, finally in the
目录
第1章绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 课题的研究背景及意义 (1)
1.3 国内外研究状况及发展趋势 (2)
第2章系统总体设计 (4)
2.1 系统总体方案设计 (4)
2.1.1 系统功能 (4)
2.1.2 系统方案 (4)
2.2 系统各模块设计与选择 (4)
2.2.1 温湿度传感器模块设计与选择 (4)
2.2.2 无线数据传输模块的设计与选择 (5)
2.2.3 电源的设计与选择 (5)
2.2.4 单片机最小系统设计与选择 (6)
2.2.5 显示电路设计与选择 (6)
第3章硬件电路设计 (8)
3.1 系统硬件组成 (8)
3.2 CPU主控模块 (8)
3.3 温湿度传感检测模块 (9)
3.4 无线数据收发通讯模块 (9)
3.5 LCD液晶显示模块 (11)
3.6 蜂鸣语音报警模块及模拟继电器LED指示模块 (11)
3.7 电源驱动模块 (12)
第4章系统软件设计 (13)
4.1 软件的总体设计 (13)
4.1.1 发送部分 (13)
4.1.2 接收部分 (13)
4.2 部分软件设计 (13)
4.2.1 传感节点温湿度检测的软件设计 (13)
4.2.2 无线发射模块软件设计 (13)
4.2.3 无线接收模块软件设计 (14)
4.2.4 LCD12864显示模块软件设计 (14)
第5章系统的调试及实验结果 (15)
5.1 调试步骤 (15)
5.2 测试数据分析 (15)
结论 (17)
参考文献 (18)
附录A：作品实物图 (19)
附录B：STM32F103C8T6最小系统原理图 (20)
附录C：无线收发模块电路图及LCD12864电路图 (21)
附录D：主函数及无线收发部分程序 (22)
致谢 (30)
第1章绪论
1.1 引言
在现代测量控制系统中，均需要采集被测点传感器的数据，而且在数据的采集与处理过程中，往往都需要上位机对采集到的数据进行处理或加以统计。在检测点相对集中的地方，可以采用有线连接的通信方式进行数据的检测与收集。但是在一些特殊的环境下有线连接却不能满足实际需求。在测量点相对分散且分布不均匀的情况下，如果采用个有线数据采集的方式往往需要高昂的工程。例如具有腐蚀性的环境、无法在现场实施明线安装或者为了避免危险等许多特殊条件下，通过有线传输方式进行数据的采集，如通过CAN总线、MAX485等方式等已经远远不能满足数据采集和传输的要求，如果采用无线数据通信的方式就体现出巨大的优势，因为无线数据传输不会受到地理环境、时间、季节、气候等外部条件的限制，具有相当广阔的应用和发展前景。
1.2 课题的研究背景及意义
由于社会的不断进步和工业生产的需求，采用无线数据通讯的方式进行传感监测节点数据的采集与传输已经广泛应用到我们的生活的各个方面。
在一些工业现场的生产环境非常恶劣，工作人员无法长时间在现场观察生产设备的运行是否正常，此时就需要通过采集现场的某些运行数据并传输到一个相对较好的操控室，那么就会出现数据传输方式的问题。由于车间大、设备分布不均匀、需要传输数据较多，若使用有线数据传输的方式需要铺设大量的通讯线，不仅浪费资源，占用空间，而且可操作性差，若出现问题或设备位置变动，就会需要重新布线，操作非常繁琐，不仅费时费力，更加大了生产成本。而且，如果数据采集点是处于运动状态、所处的环境比较特殊不允许或根本无法铺设电缆时，甚至数据无法传输，此时就需要通过无线传输技术进行数据采集与传输。
在农业生产上，无论是对温室大棚内不同位置点的温湿度监测，还是粮仓的大范围监测管理，传统方法都是通过人工进行分区取样的方法，不仅工作量非常大，可靠性差，而且温室大棚或粮仓的占地面积大，检测位置比较分散，检测点较多，使用传统的方法已经无法满足当前农业发展的需要。在当前的先进科技水平下，无线通讯技术的快速发展，使得远程无线温湿度采集测量的方法，不仅测量精确，而且简便易行。
在日常生活中，随着社会的进步和人们生活水平的逐步提高，居住环境也逐渐
变得更加智能化。现在很多的家庭都已经安装了室内温湿度采集控制系统，其主要原理就是通过无线通信技术采集室内环境的温湿度数据，并根据室内温湿度的情况进行遥控通风等安全操作，不仅可以自动调节室内温湿度，而且能够更好地改善人们的居住环境。
以上简单列举了几个在实际应用场合的例子，在我们的日常生活中，无线温湿度采集与传输系统已经被逐渐应用于工农业的环境监测、军事国防和机器人控制等许多领域。目前在一些布线繁琐或不允许有明线的特殊场合都能够通过无线通信技术方案解决。因此，就需要设计相应的通信接口系统，来控制无线射频模块的工作，一边完成可靠并且稳定的无线数据通信系统。
1.3 国内外研究状况及发展趋势
近年来，伴随着计算机技术的发展，无线射频通信技术在近几年也得到了迅猛的发展，目前国内的无线射频技术也逐渐成熟，很多公司开研发出种类齐全的射频无线数据传输模块和芯片。并且这些无线射频芯片不仅传输速率很快而且灵敏度也很高。如今此类的射频芯片正向着集成化和微型化的方向发展，很大程度降低了使用成本，因此无线射频芯片在嵌入式产品的研发中具有非常大的应用前景。目前，国内外很多知名厂商都很重视无线射频芯片技术研究，以及更好的应用到射频芯片的嵌入式系统中。
随着射频技术的快速发展，无线传输芯片的体积和尺寸也越来越微型化，功能也越来越丰富，加上辅助电路在性能上更加的优越，传输距离也越来越远，信号更加的稳定性，拥有更快点的传输速率和更强的抗干扰能力，特别适用于复杂的工业控制场合。目前Nordic公司已经成功推出一款nRF24L01芯片，同时国内很多公司也相继推出基于nRF24L01的无线传输模块。nRF24L01无线通信模块是目前市场上应用较为普遍的无线收发器件，其工作频段在2.4 GHz至2.5 GHz之间。nRF24L01无线通信模块可以通过软件程序对通讯的通道及输出功率进行配置，不仅内部融合了ShockBurst技术，而且内部继承了多种功能模块，包括频率合成电路、功率放大器及振荡器和解调器等。nRF24L01模块功率损耗特别低，在以-6dBm的功率发射时，模块的测试工作电流在9mA左右；模块工作在接收模式时，也只有12.3mA的工作电流，该模块的掉电模式和空闲模式等多种低功率工作模式使节能设计更加方便。目前这种基于此频段的通信方式已日渐趋向成熟。
目前无线射频通信技术已经在很多工业和农业系统中得到了广泛的推广和实际应用，对施工成本和系统稳定性都的到了很大的提高：例如无线数据远程监测系统，粮仓温湿度检测系统，远程抄表系统，工业现场的无线数据检测系统，机器人控制等多种应用场合。这些先进技术的进步与发展以及实际应用给我们的日常生活带来
了很大的便利。
第2章系统总体设计
2.1 系统总体方案设计
2.1.1 系统功能
温湿度的检测技术在日常生活和工程现场都会经常用到，由于科技的不断进步和生活水平的提高，对温湿度检测系统的检测精度有了越来越高的要求，传统的温湿度测量装置已经很难满足检测精度的要求，本设计采用DHT11作为温湿度传感器，使用低功耗STM32单片机。而且本课题采用nRF24L01无线模块对单片机采集到的温湿度数据进行近距离的无线传输，避免了传统的通讯线传输所带来的布线困难，成本高等问题。本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控CPU，外加DHT11温湿度采集模块、nRF24L01无线收发模块和数码显示模块组成整个系统，系统结构示意图如图2-1所示。
图2-1系统结构示意图
2.1.2 系统方案
本系统包括：一个主机、两个从机、无线通讯模块、温度采集、湿度采集、继电器模组、报警电路、定时中断等子程序。开机时系统显示系统时间并复位，从机采集一组环境的实时温湿度数据，通过无线通讯模块将传感检测节点周围的温湿度数据发送给主机并在液晶上显示出来，主机通过程序判断是否达到预警值，并控制报警电路等相关模组工作的程序流程。
本设计是以STM32F103C8T6单片机为CPU，以nRF24L01无线数据模块为通信方式的一套多传感器数据采集与传输系统，其中涉及到单片机与nRF24L01无线数据模块、温度与湿度检测、蜂鸣器语音报警、模拟继电器驱动LED指示、LCD显示等部分电路的设计。整个系统的结构框图如图2-2所示。
图2-2系统结构框图
2.2 系统中功能模块的选型
2.2.1 温湿度检测模块的选型
方案一：数字式温度传感器的选择在目前很多工农业场合很多采用DS18B20作为系统的测温元器件，由于该测温元件的输出信号为数字信号，能很好的与微控制
器进行命令和数据的传输，并且该测温元件的外围电路要求简单，稳定性也相对不错，能够很大程度上简化硬件电路的设计，但其检测范围仅限于温度测量，检测功能单一，需要搭配湿度检测器件才能满足本设计要求，因此，该器件不适用于本系统的设计。
方案二：DHT11传感器是一款能够输出温度和湿度的数字式温湿度一体传感器，并且该传感器的输出信号已经经过校准后输出给控制器。为了确保该传感器的可靠性和稳定性，传感器内部采用了专用的温湿度传感技术和数字模块采集技术。该传感器采用单总线的数据传输方式，并且其体积小，功耗低，传输距离能达到20米以上，能够很好的与单片机进行连接并嵌入到系统中。
DS18B20与DHT11相比，在功能和检测精度上都低于DHT11温湿度传感器，因此本设计选用方案二作为环境数据的检测器件。
2.2.2 无线数据传输模块的选型
方案一：NRF24L01的工作频率在2.4~2.5GHz范围，是目前通用的一种基于ISM 频段的无线数据收发器芯片。nRF24L01无线通信模块可以通过软件程序对通讯的通道及输出功率进行配置，不仅内部融合了ShockBurst技术，而且内部继承了多种功能模块，包括频率合成电路、功率放大器及振荡器和解调器等。并且可以通过SPI 通讯协议进行模块的驱动，编程方法简单，稳定性高。
方案二：蓝牙模块是一种目前近距离数据传输比较常用的一种方式，蓝牙模块的数据传输距离在10cm～10m左右，如果外加相关功率放大电路或某些外设，蓝牙的传输距离可以达到几十米。目前蓝牙技术虽然被描述的前景非常广阔，但是蓝牙技术现在还不是非常的成熟，其稳定性能不是很好，并且抗干扰能力也比较差，因此该技术还需要实际应用的严格考验。虽然蓝牙的通讯速率不是很高，但是在这个发展迅速的信息化和智能化时代，也有可能会对它的发展有一定的影响。
经过对比nRF24L01无线收发模块有较强的抗干扰能力，并且其稳定性和可靠性都优于蓝牙模块。为了实现系统的功能要求，本设计的无线传输模块最终选用nRF24L01芯片。
2.2.3 系统供电电源的选型
方案一：通过单相变压器将AC220V的交流电降压到AC12V之后，再经过由单向不可控二极管搭建的桥式整流电路对其进行进一步的电压整流处理，然后再将整流后的电压通过三端稳压电源芯片和相关滤波电路对其电压进行进一步的处理。例如可以LM7805稳压芯片实现稳压功能，该芯片的3脚可以将整流后的12V电压通过稳压芯片内部的稳压整流电路转换为DC5V的电压传输给系统供电，这个稳压电
路的搭建相对简单，但是其稳定性和转换精度不高。
方案二：采用电源适配器，电源适配器能够很好的输出较为平稳的直流电压，其输出电流也相对稳定，并且电源适配器有塑料外壳能够起到电源芯片的防尘和防爆作用，其内部电路的功耗较低，稳定性也相对比较好，携带也比较方便。电源适配器一般都具有多种自我保护功能，使用更加安全可靠。
经过对以上两种方案的对比，最终选择方案二作为本系统的供电方式，因为方案一在整个电路搭建过程比较复杂，成本较高，而且稳定性和安全性都低于电源适配器。
2.2.4 单片机系统的选型
方案一：STM32F103C8T6单片机，工作电压为3.3V，且含有32位的高速处理芯片。其运算和运行速度都非常快，编程环境是Keil uVision4，编程界面较为简单并且改控制器的强大之处在于其代码的移植非常方便，能够很好的进行编程。Cortex-M3系列的单片机的内部资源和接口非常强大，拥有多路串口、AD接口、SPI 接口及外部中断，能够很好的应用到系统中，并且该单片机的价格便宜，工作也稳定。
方案二：AT89C51单片机，该单片机的外部IO资源和内部寄存器的资源相对较少，是目前市场上功能较为落后的一款控制芯片，但是该芯片是上市比较早的一款高性能的8位微处理器芯片，并且该芯片的市场价位相对较低，比较适合用于对系统稳定性和精度要求不是很苛刻的场合，而且该芯片的编程方法比较简单，非常适合刚开始接触微控制器的初学者。该该芯片的运算速度相对于STM32单片机来说有一定的差距，而且其外部IO资源和寄存器较少，与STM32单片机相比较显得有些不足。
经过对本系统的功能分析，因为本系统在整个工作过程中需要不断地对数据通过SPI接口发送和接收，对系统的运算速度有很高的要求，并且还用到了很多内部定时器及中断资源，因此选用STM32F103C8T6单片机作为系统的控制器芯片。2.2.5 人机显示模块的选型
方案一：人机交互界面在每个系统中都有很重要的作用，LCD12864液晶显示就是一种常见的人机界面显示方式，LCD12864的显示功能比较强大，不仅仅能显示中文和英文，而且一些较为复杂的图形符号都可以通过编程的方式在液晶屏上显示出来，LCD12864液晶屏与单片机的连接方式有串行连接和并行连接，可以根据不同场合和显示数据量的大小进行选择。并行连接的数据显示和传输速度快，适合对显示速度要求高的场合，但是IO资源占用的较多；串行连接的数据显示和传输速度相对
较慢，但是其IO资源占用较少，对显示速度要求不高的场合可以选用串行方式连接。并且LCD12864液晶屏的显示程序比较简单，与外部控制器的电路设计连接非常方便，能够很好的嵌入到系统中。
方案二：选用数码管对数据显示。数码管一般都是七段数码管，分为共阴极数码管和共阳极数码管，其编程方式采用循环扫描将不同的数据和变量在数码管上显示出来，数码管的市场价格相对便宜，而且编程简单，但是该模块只能显示简单的英文字母和阿拉伯数字，其显示效果相对较差，并且外围电路的搭建较为复杂，需要配合595等类型的锁存器使用，较为复杂。但是数码管的显示对单片机的初学者能起到很好的编程思路学习，但是本系统设计要求较高，不适应用数码管进行显示。
经过对系统分析，最终选择方案一作为本系统的人机交互显示方式的模块。
第3章系统硬件电路设计
3.1 硬件系统的组成
本课题的硬件系统由一个主机和两个从机硬件电路组成，主机系统的电路由七部分组成，分别包括：CPU主控模块、DHT11温湿度一体传感器、nRF24L01通讯模块、LCD12864液晶显示模块、蜂鸣语音报警模块、模拟继电器LED指示模块以及电源驱动模块。两个从机电路与主机电路有一定的差异，从机电路设计由五个电路模块组成，分别包括：单片机主控模块、温湿度传感检测模块、无线数据收发通讯模块、模拟继电器LED指示模块以及电源驱动模块。主机与从机的主要区别在于主机系统有人机显示界面，能够通过主机上的LCD12864液晶模块监控从机一和从机二所检测的传感节点位置的当前环境参数，起到整个系统的监控作用。
3.2 CPU主控模块
此次设计的芯片采用的是STM32F103C8T6单片机，由于STM32系列基于ARM Cortex-M3内核的高性能单片机，其工作频率高达72MHz，芯片内部集成有高速存储器，丰富的IO接口。内部包括多路ADC接口、串口、中断定时器、硬件SPI、CAN通信以及外部中断等多种资源接口。STM32F103C8T6单片机的温度工作范围很宽，能够在零下40摄氏度到零上105摄氏度的范围里面正常工作。并且该单片机的工作电压一般在3.3V左右就能正常工作，其功耗非常低，因此能够很好的嵌入到大部分系统中。STM32单片机的系统原理图如图3-1所示。
在单片机系统的设计过程中，设计者都非常注重复位电路的设计，因为复位系统是保证单片机系统在启动之后能否正常工作的一个重要过程，如果复位电路设计的不合理，甚至不正确，那么系统就无法正常启动，更无法运行后续的程序设计，导致整个系统程序停止，因此在系统复位电路的设计非常重要的一部分。复位电路设计如图3-1右下图所示。
STM32单片机晶振电路是CPU工作的心脏，所以在设计系统的晶振电路时一定要对单片机的内部机构性能有非常详细的了解，才能保证单片机能够正常的在系统中起到核心控制的作用，STM32单片机有两个晶振时钟源，一个是系统时钟源工作电路，该电路采用8M频率的晶振作为起振电路，外接两个22pF的电容辅助晶振电路的正常工作；另一个时钟源是STM32单片机特有的RTC时钟源，该单片机内部集成有RTC时钟电路，能够较容易的使用程序驱动内部RTC时钟的工作，使系统在对实时时间的程序编写及硬件电路的设计简化了很多问题。
图3-1 STM32F103C8T6最小系统原理图
3.3 温湿度传感检测模块
DHT11传感器是一款能够输出温度和湿度的数字式温湿度一体传感器，并且该传感器的输出信号已经经过校准后输出给控制器。为了确保该传感器的可靠性和稳定性，器内部采用了专用的温湿度传感技术和数字模块采集技术。该传感器采用单总线的数据传输方式，并且其体积小，功耗低，传输距离能达到20米以上，能够很好的与单片机进行连接嵌入到系统中。DHT11温湿度传感器的湿度检测范围是20％~90％RH；±5％RH的测量精度；温度检测的范围是0~50℃，±2℃的测量精度，其额定供电电压在3.0至5.5V均可，供电范围较宽，响应时间短，最长不超过5秒，DHT11温度传感器有4个外接引脚，给传感器上电后，需要经过一秒钟左右的预热时间，因为刚上电会有一个不稳定过程，所以在这段时间内控制器不需要发送任何指令个传感器。DHT11实物如图3-2所示。
图3-2的三个引脚中有两个是电源引脚，有一个是输出数据的引脚，只需要给模块供上正常的电压，然后就可以通过单片机的某个IO口从DHT11的输出引脚采集到所需要的温湿度数据。DHT11是数字式的温湿度传感器，所以其DATA端可直接以数字方式传输所采集的当前环境温湿度数据，由于DHT11是通过单总线的通信方式进行检测数据的输出，所以仅需将MCU的一个IO接口与DHT11的DATA端连接在一起就能够进行实时温湿度数据的采集了，为了保证接收数据的稳定性和正确性一般都会在DHT11的输出端与单片机的连接处焊接一个5K的上拉电阻，该电路的设计相对于其他电路来说比较简单。DHT11传感器典型应用电路如图3-3所示：
图3-2 DHT11实物图图3-3 DHT11传感器典型应用电路
3.4 无线数据收发通讯模块
该模块由Nordic公司生产的nRF24L01单片收发芯片及相关外围电路搭建而成。nRF24L01无线通信模块是目前市场上应用较为普遍的无线收发器件，其工作频段在2.4 GHz至2.5 GHz 之间。nRF24L01无线通信模块可以通过软件程序对通讯的通道及输出功率进行配置，不仅内部融合了ShockBurst技术，而且内部继承了多种功能模块，包括频率合成电路、功率放大器及振荡器和解调器等。nRF24L01芯片的功耗低，当该模块的发射功率在-6dBm时，实际的测试的模块电流仅在9mA左右；模块工作在接收模式时，也只有12.3mA的工作电流，该模块的掉电模式和空闲模式
等多种低功率工作模式使节能设计更加方便。
图3-4 nRF24L01无线通讯模块结构图及实物
（1）nRF24L01芯片的引脚排列及各引脚功能描述如下图所示。
图3-5 nRF24L01芯片引脚
引脚功能说明
（2）nRF24L01模块有四种工作模式，包括发射模式、接收模式、空闲模式及掉电模式，这四种工作模式可以通过配置其内部寄存器进行设置，配置原则如表3.1所示。
从表3.1可以看出，当nRF24L01模块工作在待机模式1状态时，没有任何数据的传输，因此其工作的电流损耗将会在最低状态；如果使模块处于待机模式2状态时，需要CE=1且寄存器FIFO内部为空；当模块在掉电模式时，模块将会进入待机模式，虽然此时模块在待机模式，但是仍然会保留寄存器所有的配置的数据，此时模块的电流损耗最小。
表3.1 nRF24L01模块的工作模式
3.5 LCD液晶显示模块
在本系统中LCD12864液晶显示用于显示当前的日期时间、主机周围的温湿度数据以及从机一和从机二周围的温湿度数据。LCD12864的显示功能比较强大，不仅仅能显示中文和英文，而且一些较为复杂的图形符号都可以通过编程的方式在液晶屏上显示出来，LCD12864液晶屏与单片机的连接方式有串行连接和并行连接，可以根据不同场合和显示数据量的大小进行选择。并行连接的数据显示和传输速度快，适合对显示速度要求高的场合，但是IO资源占用的较多；串行连接的数据显示和传输速度相对较慢，但是其IO资源占用较少，对显示速度要求不高的场合可以选用串行方式连接。并且LCD12864液晶屏的显示程序比较简单，与外部控制器的电路设计连接非常方便，能够很好的嵌入到系统中。虽然本系统中单片机接口资源丰富，但是考虑减轻电路焊接的工作量，所以采用串行传输的方式与LCD12864液晶显示屏连接通讯。LCD12864液晶显示屏实物如图3-6所示。
3.6 蜂鸣语音报警模块及模拟继电器LED指示模块
由于蜂鸣器是直流电压驱动期间，只需给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发出响声。单片机驱动蜂鸣器有两种方式：一种是通过单片机输出PWM直接对蜂鸣器进行驱动，另一种是通过单片机的IO电平翻转产生不同的驱动波形对蜂鸣器进行驱动。因为蜂鸣器的工作电流比较大，所以无法直接通过单片机的IO口进行驱动，一般需要通过放大电路才能驱动蜂鸣器发出声响。驱动电路如图3-7所示。
图3-6 LCD12864液晶显示屏
图3-7报警驱动电路
3.7 电源驱动模块
电源适配器能够很好的输出较为平稳的直流电压，其输出电流也相对稳定，并且电源适配器有塑料外壳能够起到电源芯片的防尘和防爆作用，其内部电路的功耗较低，稳定性也相对比较好，携带也比较方便。电源适配器一般都具有多种自我保护功能，使用更加安全可靠。此处我们选用5V-1A的直流输出型电源适配器作为电源驱动模块。这种电源驱动模块安全可靠、运行稳定、工作效率高，并且适配器内部还设计了过流保护，这样就使得整个系统更加稳定。在该系统中还需要提供 3.3V 的电压作为单片机系统的供电电压，因此还需要设计5V转3.3V的稳压整流电路，系统选择AMS1117-3.3V稳压芯片，通过该稳压芯片的内部整流和稳压电路对输出电压进行精确的降压，保证控制系统电压的稳定性。5V转3.3V的稳压电路图如图3-8所示。
图3-8 电源5V转3.3V驱动电路
第4章系统软件设计
4.1 软件的总体设计
4.1.1 发送部分
对于发送部分的总体循环思路，首先对DHT11温湿度传感器进行初始化操作，然后从DHT11读出温度和湿度数据，将得到的温湿度数据的转化成十进制，分别取温湿度数据的高两位（即整数部分）写入TX_buffer发送数据数组，然后初始化nRF24L01，将数据通过无线发送出去，其工作流程图如图4-5所示。
4.1.2 接收部分
对于接收部分总体思路的设计，首先对nRF24L01模块进行初始化操作，然后程序进入while(1)大循环函数进行扫描是否有接收中断信号的到来。如果检测到中断信号的到来就从RX_buffer读取数据，并将读取到的数据进行数据计算和处理后在LCD12864液晶显示屏上面显示出来，其工作流程图如图4-6所示。
图4-5发射部分总体流程图图4-6接收部分总体流程图
4.2 部分软件设计
4.2.1 传感节点温湿度检测的软件设计
为了确保通信数据接收的稳定性和准确性，对于DHT11温湿度检测传感器软件设计的测温原理必须遵循标准的单总线通信协议，单片机通过标准的时序写入和读出DHT11寄存器中的数据，包括初始化命令、等待应答脉冲、发送指令及数据合并计算等操作。传感器复位完成后，需要等待接收应答信号，然后发送扫描命令并启动温度转换，最后等待温度转换完毕后，保存数据。如此反复，完成所有操作，其流程图如图4-1所示。
图4-1DHT11 数据采集程序流程图
4.2.2 无线发射模块软件设计
首先需要对nRF24L01进行初始化，为了保证nRF24L01模块的正常通信，需要从两个部分进行初始化的操作，一部分是对单片机的IO的设置，另一部分是对单片机硬件SPI内部寄存器的初始化配置。从机的nRF24L01模块需要通过配置SPI
传感器课程设计电容传感器
燕山大学 课程设计说明书题目：电容式纸张厚度传感器的设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 09级仪表一班 学号： 学生姓名： 指导教师：童凯 教师职称：副教授
燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：基层教学单位： 学号0901******** 学生姓名陈志浦专业（班级）09仪表一班设计题目电容式纸张厚度传感器的设计 设计技术参数1测量范围0-2mm；2输出电压0-10V；3极板间距4mm； 4灵敏度； 5精度。 设计要求1学习掌握电容传感器的相关知识；2设计电容厚度传感器的极板； 3设计电容传感器的转换电路； 4电容厚度传感器的硬件调试； 5撰写报告、完成答辩。 工作量第18-19周（完成资料查阅、方案设计、电路仿真、硬件调试、测试及误差分析等内容） 工作计划设计时间共10天。 第1-2天资料查阅（图书馆及网络）；理论工作原理学习。第3-4天设计方案制定。 第5-6天电路仿真，各器件选型。 第7-8天传感器硬件调试。 第9-10天撰写报告，完成答辩。 参 考 资 料 张玉龙等。传感器电路设计手册。中国计量出版社。1989年 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 工作态度认真 较认真 不认真 理论分析 正确完善 较为合理 一般 较差 方法设计 完善 合理 一般 较差 成绩： 指导教师： 2011年6月25 日答辩小组评语： 原理 清晰 基本掌握 了解 不清楚 设计结论 正确 基本正确 不正确 成绩： 评阅人： 2011年6月25 日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 赵彦涛、程淑红、林洪斌 2011年6月25 日
毕业论文指导教师要求及论文指导程序 (1)
徐州经贸高等职业学校机电工程系毕业论文指导教师要求及论文指导程序 第一部分指导教师的工作要求 一、毕业设计(论文)教学实行指导教师负责制。每个教师应对整个毕业设计(论文)阶段的教 学活动全面负责。 二、指导教师的条件 1、指导教师应由讲师或相当职称的人员担任。初级职称的人员一般不单独指导毕业设计(论文)，但可协助指导教师工作。指导教师由教研室安排，经系主任审批后报教务处备案。 2、在校外做毕业设计(论文)，可采用合作指导的形式聘请合作单位中级职称以上的科研人员、工程技术人员担任指导教师，但应有本专业中级职称以上的教师负责，掌握进度、要求，协调有关问题。 三、指导教师的职责 1、指导教师应为人师表、教书育人，对学生严格要求。应始终坚持把对学生的培养放在第一位。 2、指导教师要重视对学生独立工作能力、分析解决问题的能力、创新的能力的培养及设计思想和基本科学研究方法的指导。应注重启发引导，注意调动学生的主动性、创造性和积极性。 四、指导教师的具体任务 1、指导学生选题，在毕业设计(论文)开始前向学生明确课题的目的、性质、内容及具体要求。 2、指导学生制订任务书，并定时检查。 3、指导学生进行调研及收集必要的参考资料，查阅有关文献，督促和检查学生阅读资料文献的情况。 4、在设计过程中尽量激发学生的主观能动性，注重培养学生独立思考、分析和解决问题的能力及创新能力，可分阶段指导性地对学生介绍一些设计思路。 5、检查设计(论文)进度和质量，定期辅导答疑，及时了解学生在设计(论文)过程中遇到的问题，并给予辅导。 6、对学生必须严格要求，培养学生树立良好的治学态度和工作作风。 7、对每个学生的设计(论文)情况应有一个比较全面的掌握，并做好书面记录。
键控大数据采集及数值显示电路设计(微机原理)
二○一二～二○一三学年第一学期 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计计划书 班级：自动化1006班 课程名称：微机原理及应用课程设计姓名： 指导教师： 二○一二年月十二日
一、设计题目 键控数据采集及数值显示电路设计 二、设计任务 按不同的数字键（0、1、2、3、4、5、6、7）采集0809相应数据通道的模拟量，并在LED数码管上显示值。设定输入模拟量在0—5V范围内，显示值在0—255范围内。 三、设计要求 1.画出连接线路图或功能模块引脚连接图。 2.采用8088CPU作主控制器，0809作A/D转换器，采用直接地址译码方法，给各芯片分配地址，选取芯片中必须包含有8255。 3.采用3个共阴极型LED动态显示，只需显示0—255范围内的值。 四、设计思想及需要用的主要芯片 1、设计思想 首先通过编程对8255初始化，然后通过8255对ADC0809转换器初始化，通过0~7号按键（在这里0~7号按键用开关实现，有按键的过程中会有抖动，所以需要加入一个74LS244芯片，用于缓冲），经8088微处理器处理后选择ADC0809的模拟通道，将0~5V内的模拟量通过选择的模拟通道传递给模数转换器，通过转换器把模拟量转换为0~255之间的数字量，将数字量通过可编程并行接口8255（在这里端口A作为数据输入端，端口B作为数据输出端，端口C 作为控制端），送给LED数码管显示。 2.主要芯片及其功能 ADC0809是8位逐次逼近式A/D转换器。片内有8路模拟开关及地址锁存与译码电路、8位A/D转换和三态输出锁存缓冲器。其芯片引脚图如下
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O 口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。。 74LS244是数据输入三态缓冲器。外设输入的数据和状态信号，通过数据输入三态缓冲器井经过数据总线传递给微处理器。8个数据输入端与外设相连，8个数据输出端与微型计算机的数据总线相连。其引脚图如下 74LS273是数据输出寄存器。8个输入端微型计算机的数据总线相连，8个数据输出端与外设相连，由时终端控制数据的写入。其引脚图如下
数据采集及处理系统的设计
课程设计 题目数据采集及处理系统的设计学院自动化学院 专业自动化 班级0902班 姓名何润
指导教师张丹红 2012年07月03日 课程设计任务书 学生姓名：何润专业班级：自动化0902班 指导教师：张丹红工作单位：自动化学院 题目: 数据采集及处理系统的设计 初始条件： 设计一个64路巡回数据采集及处理系统，系统循环周期为1秒，16路模拟信号输入，16路开关信号输入，16路模拟输出，16路数字输出。 要求完成的主要任务: 1．输入通道及输出通道设计（0~20mV输入），（0~10V输出）2．每周期内各通道采样10次； 3．对模拟信号采用一种数字滤波算法； 4．完成系统硬件电路设计，软件流程及各程序模块设计； 5．完成符合要求的设计说明书。 时间安排： 2012年6月25日~2010年7月4日
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 摘要 数据采集及处理系统是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采用非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。而数据处理就是通过一些滤波算法，删除原始数据中的干扰和不必要的信息，分离出反映被测对象的特征的重要信息。本次课程设计采用A/D和D/A转换器和MCS-51单片机组成数据采集系统，数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号，并且可以方便的实现数字信号存储。该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统在工农业控制系统、医药、化工、食品等领域得到了广泛的应用。数据采集器具有良好的市场前景，在我们工业生产和生活中有着举足轻重的地位，因此，本次课程设计数据采集及处理系统有着一定的实际意义 关键词：数据采集，处理，A/D转换，D/A转换，采样保持
毕业课程设计
目录 第1章绪论 (3) 第2章设计总体方案 (4) 2.1设计要求 (4) 2.2 设计思路 (4) 2.3 设计方案 (4) 第3章硬件电路设计 (5) 3.1 A/D转换模块 (5) 3.1.1 逐次逼近型A/D转换器原理 (5) 3.1.2 ADC0808 主要特性 (6) 3.1.3ADC0808的外部引脚特征 (6) 3.1.4 ADC0808的内部结构及工作流程 (7) 3.2 单片机系统 (9) 3.2.1 AT89C51性能 (9) 3.2.2 AT89C51各引脚功能 (9) 3.3 复位电路和时钟电路 (10) 3.3.1 复位电路设计 (10) 3.3.2 时钟电路设计 (11) 3.4 LED显示系统设计 (12) 3.4.1 LED基本结构 (12) 3.4.2 LED显示器的选择 (13) 3.4.3 LED译码方式 (14) 3.4.4 LED显示器与单片机接口设计 (14) 3.5 总体电路设计 (15) 第4章程序设计 (17) 4.1 程序设计总方案 (17) 4.2 系统子程序设计 (17)
4.2.1 初始化程序 (17) 4.2.2 A/D转换子程序 (17) 4.2.3 显示子程序 (17) 4.2.4程序代码 (17) 第5章总结 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22)
第1章绪论 什么是数字电压表？数字电压表就是采用数字化技术，把需要测量的直流电压转换成数字形式，并显示出来。通过单片机技术，设计出来的数字电压表具有精度高，抗干扰能力强的特点。通过网上资料显示，目前由各种A/D转换器构成的数字电压表已经广泛的应用于电工测量，工业自动化仪表等各个领域。 在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。 目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。
传感器课程设计题
1. 控制要求 某设备要实现一个报警控制功能, 当报警信号成立(BJ=ON) 时, 一方面蜂鸣器鸣叫, 另一方面, 警灯闪烁, 闪烁方式为: 亮2s, 灭1s, 警灯闪烁10 次后, 自动停止报警。 2. 设计步骤 (1) 功能模块划分。从控制要求分析可知, 报警的条件是报警信号(BJ) 成立, 而当报警信号成立后, 要实现三个功能, 即: ①蜂鸣器鸣叫功能: 当BJ=ON 时, 立即进行鸣叫( 长音) 。 ②警灯闪烁功能: 当BJ=ON 时, 立即闪烁, 亮2s, 灭1s 。 ③自动停止报警功能: 警灯闪烁10 次后自动停止报警。 进一步分析可知, 功能模块之间还具有相互联系, 即蜂鸣器和警灯是在BJ=ON 时同时开始工作的; 在警灯闪烁10 次后, 蜂鸣器和警灯同时停止工作。 (2) 功能及端口定义。主要完成PLC 资源的分配及I/O 口接线图。 ① PLC 资源分配。
3. 功能模块梯形图程序设计 功能模块梯形图程序设计, 就是设计各个功能的单独控制程序( 程序段), 这些程序在设计时, 往往采用典型的控制程序再加以一定的修改来获得。 (1) 蜂鸣器鸣叫功能程序设计: 由分析可知, 该程序是一个典型的启停控制电路, 根据经验, 可直接画出其梯形图, 如图7 所示。停止信号先空着, 在程序组合时再进行处理。 2.警灯闪烁功能程序设计: 由分析可知, 该控制程序其实就是一个振荡电路, 可用两个定时器来实现。警灯闪烁与蜂鸣器是同时开始工作的, 所以可用蜂鸣器的驱动输出线圈Y001 作为警灯闪烁开始的信号, 这样可省掉一个警灯闪烁自锁电路( 读者可自行分析), 设计后的梯形图如图8 所示。 (3) 自动停止报警功能程序设计: 由控制要求可知, 当警灯闪烁10 次后实现自动停止报警, 因此, 可用一个计数器对警灯的驱动输出线圈Y002 进行计数, 当计到10 次时, 实现自动停止报警功能。当一次报警结束后, 需要对计数器进行复位, 在此可用报警信号来实现( 即在报警前先对计数器进行复位), 为了防止报警信号的闭合时间超过警灯闪烁的周期而使警灯闪烁次数超过10 次( 读者可自行分析原因), 需对报警信号进行一定的处理后才可用于计数器的复位, 设计后的梯形图如图9 所示；
毕业论文教师指导意见
2012届08级毕业论文（设计）工作 开题报告指导意见 为搞好2012届毕业论文工作，提高我们的毕业论文质量，要求大家认真学习我校?xxxx学院本科毕业论文工作管理暂行规定?和?关于毕业论文工作安排意见的通知?的精神，以及发给大家的?科研论文撰写的原则?等资料，认真按照理工学院和物理系关于毕业论文（设计）的具体工作要求，做好毕业论文（设计）的开题工作和开题报告的撰写。 2011年12月21日至2012年1月7日，是08级本科各专业毕业论文（设计）开题报告的编写工作时间。 编写开题报告的第一周:组织、指导该组成员进行选题工作 该生确定了毕业论文设计的课题——xxxxxxx。接着要求该学生尽快完成论文前期的资料准备，制定相应的课题工作计划和实施细则，这些都应在报告书里体现出来。 其中必须做到以下几点： 1.查阅相关文献，明确课题的要求及主要内容； 2.对所查找的文献资料进行整理、拓展、修改并提出自己的创新之 处； 3.提出研究方法或方案，对自己的论文有一定的把握，形成思路。 4.然后根据开题报告的格式要求，构思如何写开题报告。由于该生 的论文大多为公式，因此要求多花时间熟悉公式编辑器，以便更好地完成以后的论文写作。
编写开题报告的第二周:对学生所提交的开题报告书进行审核并提出要求 该生研究的题目是：xxxxxxxxx。由于解空间各点的电势问题的方法有多种方法，要求该生用格林函数法来写该论文。因此这周主要是对学生拟出的开题报告提出意见并指导其进行修改。让其说说阅读文献后的收获和见解，及与其进行探讨，通过与该生交谈，可以看出其收获还是显著的，有理解和掌握相关知识，但是个人想法偏少。我建议该生在看文献的时候尽量要多思考。最后进行修订完成后交导师签署意见后打印交上，交到物理专业主任xxx处。 2011年12月21日
数据采集电路PCB的设计与制作
分类号：TP315 U D C：D10621-408-(2007)6203-0 密级：公开编号：2003032184 成都信息工程学院 学位论文 基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 论文作者姓名： 申请学位专业： 申请学位类别： 指导教师姓名（职称）： 论文提交日期：
基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作 摘要 “基于C51的数据采集电路PCB的设计与制作”是针对现代水利行业水情数据采集而设计制作的电路PCB。同时，也是为了响应国家提出的数字水利这样一个大背景下，把水利信息化尽快的实现、完善、壮大起来。本设计讲述了电子电路设计软件Protle99的基本功能，而后逐一介绍开发数据采集系统的步骤：需求分析、系统分析、系统设计、系统实现、系统维护。需求分析介绍了针对水利行业而进行了本系统的设计，在系统分析中分析了电子电路设计功能的各种元气件功能和各种连线要完成的功能，以及整个要完成的功能。在系统的设计中，详细的展现了系统的各个功能模块、原理图绘制、PCB的完成所需的准备步骤。在系统的实现中，给出了一个满足系统功能的完整PCB。通过反复的测试，我们得出结果，整个系统的设计是成功的，可以应用到所有的水利行业，进行数据的采集。 关键字：PCB；数据采集；电子电路；数字水利
The Design and Implementation of Data Acquisition Circuit Based on C51 Abstract “The design and implementation of data acquisition circuit based on C51” is the circuit PCB designed and implemented according to data of water situation of modern conservancy industry. At the same time, in order to response to the digital conservancy raised by our country, it makes the conservancy informationization implement, perfect and grow. This paper discusses the basic function of electronic circuit design software-Protle99. It takes this system for example to introduce the development steps of this system one by one: demand analysis, syst em analysis, system design, system implementation and system maintenance. Demand analysis introduces the design of this system focusing on conservancy industry. It analyses functions of various components and various connections of electronic circuit desig n in system analysis, as well as the function of completion. In the design of this system, it shows the preparing steps of every functional module, drawing of principle chart, and completion of PBC of this system. In the implementation of this system, it gives a complete PBC matched for the function of the system. After repeated tests, the result is that the design of this system is successful and it can be applied to all conservancy industries to collect data. Key word s：PCB; data collection; electronic circuit;digital conservancy
8路数据采集系统
单片机课程设计 课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院 专业机械设计制造及其自动化班级3班 学生姓名曾繁宁 学号2010963036 指导教师李玉声 2013年12月29 日
1.设计内容 以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集, 2.设计要求 要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序. 3.系统总体设计步骤 第一步：信号调理电路 第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。 第三步：发送端的数据采集与传输控制器 第四步：人机通道的接口电路 第五步：数据传输接口电路 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计 4.1信号调理 信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图： 图5-1-1多路数据采集输入通道结构图 注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。 4.2 A/D转换器的选取 转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
毕业课程设计格式模板
克拉玛依职业技术学院 毕业设计 题目 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师
摘要 摘要部分说明： “摘要”是摘要部分的标题，不可省略。 标题“摘要”选用模板中的样式所定义的“摘要”；或者手动设置成字体：黑体，居中；字号：小三；1.5倍行距，段前为0行，段后1行。 设计摘要是设计的缩影，文字要简练、明确。内容要包括目的、方法、结果和结论。单位制一律换算成国际标准计量单位制，除特殊情况外，数字一律用阿拉伯数码。文中不允许出现插图，重要的表格可以写入。 摘要正文选用模板中的样式所定义的“正文”，每段落首行缩进2个汉字；或者手动设置成每段落首行缩进2个汉字，字体：宋体，字号：小四，行距：多倍行距 1.25，间距：前段、后段均为0行，取消网格对齐选项。 篇幅以一页为限，摘要正文后列出3－5个关键词，关键词与摘要之间空一行。 “关键词：”是关键词部分的引导，不可省略，黑体，小四。 关键词请尽量用《汉语主题词表》等词表提供的规范词。关键词之间用分号间隔，末尾不加标点。
1 正文格式说明 (1) 1.1 设计格式基本要求 (2) 1.2 设计页眉页脚的编排 (2) 1.3 设计正文格式 (2) 1.4 章节标题格式 (3) 1.5 各章之间的分隔符设置 (3) 1.6 正文中的编号 (3) 2 图表及公式的格式说明 (5) 2.1 图的格式说明 (5) 2.1.1 图的格式示例 (5) 2.1.2 图的格式描述 (5) 2.2 表的格式说明 (6) 2.2.1 表的格式示例 (6) 2.2.2 表的格式描述 (7) 2.3 公式的格式说明 (7) 2.3.1 公式的格式示例 (7) 2.3.2 公式的格式描述 (8) 2.4 参考文献的格式说明 (8) 2.4.1 参考文献在正文中引用的示例 (8) 2.4.2 参考文献在正文中引用的书写格式 (8) 2.4.3 参考文献的书写格式 (8) 2.4.4 参考文献的书写格式示例 (9) 2.5 量和单位的使用 (9) 2.5.1 使用方法 (9) 2.5.2 中华人民共和国法定计量单位 (9) 2.6 规范表达注意事项 (11) 2.6.1 名词术语 (11) 2.6.2 数字 (11) 2.6.3 外文字母 (12) 2.6.4 量和单位 (12) 2.6.5 标点符号 (12) 3 打印说明 (13)
传感器电路设计毕业论文范文
毕业设计 设计题目：传感器电路设计
目录 1. 引言 1 2. 溶解氧传感器简介 1 3.信号输入部分电路 4 3.1 电源滤波电路图 4 3.2 信号放大电路 5 3.2.1信号放大电路图 5 3.3 AD623放大器简介 6 3.3.1AD623放大器的特点 6 3.3.2AD623放大器的工作原理 6 4 单片机电路7 4.1 单片机电源电路图8 4.2 89LPC925芯片简介8 4.2.1 P89PLC925芯片主要功能8 4.2.2 P89PLC925的低功耗选择11 4.2.3 P89PLC925的极限参数11 4.2.4 P89PLC925芯片管脚图11 5.MiniICP下载线的电路连接13 6.PCB板的绘制13 7.程序流程14 8. 总结16 参考文献16
传感器电路设计 摘要：溶解氧数字化传感器是应用单片机控制的智能化传感器，它可以对液体中溶解氧 的含量进行准确的测量。本设计从总体上介绍了溶解氧数字化传感器的工作原理，着重介 绍了电路元器件的选取以及输入信号的放大和P89LPC925芯片的工作原理，利用P89LPC925 芯片实现对溶解氧浓度的准确测量。 关键词：溶解氧传感器；P89LPC925;AD623 The design of the dissolved oxygen sensor (College of Physics and Electronic Engineering, Electrical Engineering and Its Automation, Class2 Grade2003, 0323110235) Abstract:Dissolved oxygen digital sensor is a king of intelligent sensor which use single-chip computer to control, it could measure the oxygen dissolved in liquid accurately. This design introduces the work principle of dissolved oxygen digital sensor, it introduces the selection of the circuit components and amplification of input signals and the work principle of P89LPC925 chip, P89LPC925 chip using the dissolved oxygen concentration on the measurement accuracy. Key Words: dissolved oxygen sensor; P89LPC925; AD623 1 引言 氧是维持人类生命活动必不可少的物质，它与人类的生存息息相关。氧也是与化学、生化反应、物理现象最密切的一种化学元素，无论是在工业、农业、能源、交通、医疗、生态环境等各个方面都有重要作用。特别是在水产养殖中，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响。缺溶氧（溶解氧低于4mg/L）时将导致水生物窒息死亡；低溶氧导致水生物生长缓慢,增重率低而饵料系数高，对疾病的抵抗能力发病率高,生物的生长受到限制；高溶氧时某些鱼类幼体可能会出现气泡病。因此溶解氧浓度的精确测量显得尤为重要。 2 溶解氧传感器简介 溶解氧是溶解在水中的分子态氧，该定义是可查资料[1]-[4]，随着科技和经济的发展，溶解氧测量已从水介质延伸到了非水液体介质，如丙酮、苯、氯苯、环乙烷、甲醇、正辛烷。分布方式有水平分布和垂直分布两种.溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化，一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。
毕业论文教师指导意见
2012届08级毕业论文(设计)工作 开题报告指导意见 为搞好2012届毕业论文工作，提高我们的毕业论文质量，要求大家认真学习我校?xxxx学院本科毕业论文工作管理暂行规定?和?关于毕业论文工作安排意见的通知?的精神，以及发给大家的?科研论文撰写的原则?等资料，认真按照理工学院和物理系关于毕业论文(设计)的具体工作要求，做好毕业论文(设计)的开题工作和开题报告的撰写。 2011年12月21日至2012年1月7日，是08级本科各专业毕业论文(设计)开题报告的编写工作时间。 编写开题报告的第一周:组织、指导该组成员进行选题工作 该生确定了毕业论文设计的课题——xxxxxxx。接着要求该学生尽快完成论文前期的资料准备，制定相应的课题工作计划和实施细则，这些都应在报告书里体现出来。 其中必须做到以下几点: 1. 查阅相关文献，明确课题的要求及主要内容; 2. 对所查找的文献资料进行整理、拓展、修改并提出自己的创新之 处; 3. 提出研究方法或方案，对自己的论文有一定的把握，形成思路。 4. 然后根据开题报告的格式要求，构思如何写开题报告。由于该生 的论文大多为公式，因此要求多花时间熟悉公式编辑器，以便更 好地完成以后的论文写作。 1 编写开题报告的第二周:对学生所提交的开题报告书进行审核并提出要求
该生研究的题目是:xxxxxxxxx。由于解空间各点的电势问题的方法有多种方法，要求该生用格林函数法来写该论文。因此这周主要是对学生拟出的开题报告提出意见并指导其进行修改。让其说说阅读文献后的收获和见解，及与其进行探讨，通过与该生交谈，可以看出其收获还是显著的，有理解和掌握相关知识，但是个人想法偏少。我建议该生在看文献的时候尽量要多思考。最后进行修订完成后交导师签署意见后打印交上，交到物理专业主任xxx处。 2011年12月21日 2 2012届08级物理毕业(设计)论文 论文定题和寒假、学期初工作要求 寒假期间和开学初论文工作安排与要求: 1、寒假期间，要求结合毕业论文(设计)课题，认真研读相关资料，并查阅和网上查找有关资料，进行进一步的研究，明确课题研究方向，为下学期论文设计工作做好准备。 2、寒假期间在课题研究中有疑问时，可以随时通过QQ方式或打电话、发短信，与导师进行随时问答。 3、开学初，在查阅资料或研究过程的基础上，根据导师的指导，着手设计编写论文大纲稿，并交导师审阅后定稿。 2012年1月7日 3 2012届毕业论文(设计)前期工作导师指导意见 1、开学初前两周，根据导师的指导着手设计编写论文大纲稿。该学生的论文方向是研究xxxxxxxxxx，其题目需要结合的物理和数学知识相对比较多，公式比较繁琐抽象，理解起来比较不容易，因此要求该生多多阅读原资料，特别是数学物
实验七 数据采集电路PCB板设计
实验七数据采集电路PCB板设计 一、实验目的 （1）掌握电路原理图设计流程。 （2）掌握电路原理图层次设计。 （3）掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。 （4）掌握PCB设计流程。 二、基本要求 在自己的工程组的PCB工程文件中建立多个原理图文件，并建立一个PCB文件。按实验内容，设计出PCB板。 三、实验器材 P4计算机、Protel DXP软件 四、实验内容 绘制出下列电路原理图，进行层次设计，并进行PCB板设计。 图7-1 5V电源电路原理图 图7－2 串行通信电路原理图
图7－3 数据采集电路原理图 五、实验步骤 1. 建立原理图文件 (1) 运行Protel DXP，进入Protel DXP设计环境。 (2) 打开工程组文件：执行菜单命令【File】→【Open Project Group…】，在弹出的“Choose Project Group to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的工程组文件”所在的路径，并将该文件打开。 (3) 关闭当前的工程文件。 (4) 建立工程文件：执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Project】，建立PCB Project1.PrjPCB工程文件。 执行菜单命令【File】→【Save Project】，在弹出的“Save [PCB Project1.PrjPCB] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路PCB工程”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。这样即可建立并更改工程文件名。 (5) 建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (6) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“5V电源电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“5V电源电路”文件。按图7-1所示，绘制出5V电源电路原理图，并给元件编号。 (7) 向当前工程“数据采集电路PCB工程”中添加“串行通信电路原理图”文件：右键单击【Project】中的“数据采集电路PCB工程”工程文件名，在弹出的菜单中选择菜单命令【Add to Project…】，弹出“Choose Document to Add to Project [数据采集电路PCB工程.PRJPCB]”，选择打开文件“串行通信电路”。 (8) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (9) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集电路”文件。按图7-3所示，绘制出数据采集电路原理图，并给元件编号。 (10) 继续建立原理图文件：执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】，建立原理图文件Sheet1.SchDoc。 (11) 保存并更改原理图文件名：执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名（如输入：“数据采集系统电路”），然后选择保存路径，再单击“保存”按钮。至此已建立好“数据采集系统电路”文件。
(完整版)工商管理专业毕业课程设计
课程设计 设计内容：森马公司的薪酬体系设计 所属课程：《薪酬制度设计》 设计时间：2013年 12 月 5 日至2013年 12 月 25 日 学生姓名： 学生学号： 班级：
指导教师： 所在院（系）：商学院工商管理系 2013 年 12 月 25 日
课程设计成绩评定表
森马公司薪酬体系设计 一、公司简介 浙江森马服饰股份有限公司是以虚拟经营为特色，以系列成人休闲服饰和儿童服饰为主导产品的品牌服饰企业，公司旗下拥有“森马”和“巴拉巴拉”两大服饰品牌。“森马”品牌创立于1996年，是中国休闲服饰行业的领先品牌，先后荣获中国驰名商标、中国名牌和国家免检产品等殊荣。“巴拉巴拉”品牌创立于2002年，是中国儿童服饰行业的领军品牌，也是首批荣登中国名牌榜单的童装品牌。 森马自创立以来，大胆采用虚拟经营模式，巧妙地采用“借鸡生蛋”的虚拟生产策略，在珠三角、长三角两大区域以及山东、湖北等地整合了160多家生产能力强大、技术力量雄厚、产品质量过硬的专业生产厂家，强强联合，实行订单化生产，通过服装产业链的垂直整合，建立了一套快速反应的供应链体系，构建成“大物流、大管理”的发展格局。同时强化品质管理，先后通过了ISO9001国际质量体系认证和ISO14001环境管理体系认证，使企业的质量管理直接与国际接轨。森马创立并发展了“小河有水大河满”的经营思想，坚持终端是最好的品牌传播渠道，推出了一系列双赢共赢的市场拓展政策，极大地
鼓舞了广大加盟商的投资热情，销售市场得到迅速扩大。到目前为止，森马在全国各地的销售网点已达5000多家。公司先后与法国PROMOSTYLE公司、韩国色彩协会、德国永恒力物流、北京用友软件、上海奥美广告、美世咨询、上海东华大学、浙江理工大学等一批国内外机构结成战略合作伙伴，成立设计开发中心和技术中心，始终致力于国际化与本土化、时尚与流行的完美结合。2009年又与世界顶级咨询公司--麦肯锡展开了深度合作，为森马制定了未来五年的战略发展目标，致力把森马、巴拉巴拉打造成为一个真正的民族品牌、世界品牌；在品牌提升上，森马全面导入“360度品牌管理”，分别从产品、声誉、顾客、卖场通道、视觉识别、形象等方面提升森马品牌影响力。2003年森马聘请香港小天王谢霆锋和香港美少女组合--TWINS 共同演绎“穿什么就是什么”的品牌休闲风格。2008年，森马又正式携手时下两岸三地最具人气的当红偶像--罗志祥和中韩两地超人气偶像团体--SuperJunior-M共同演绎“Neverthesame”的品牌风格，更好地传播森马崇尚年轻活力、炫耀青春本质的品牌主张。2009年，森马通过对消费者更深入地研究，对时下年轻人生活形态的洞察，将品牌定位作了重新梳理。广告语也正式从“穿什么就是什么”升级为“穿什么潮
传感器课程设计题目
传感器课程设计题目及要求 每位学生从以下十个设计题目当中选择其中一个题目，独立完成课题既定要求。原则上每班学生所选单个题目的人数不得超过五人。本学期第18周周五（1月8日）之前，上交课程设计电子版以及纸质打印版各一份。 总体目标： 1.完成设计报告、项目开发报告、说明书等； 2.成果分享； 3.锻炼学生自学能力和灵活运用所学知识的能力，写作能力和口头表达能 力。 总体要求： 设计报告字数不少于3000字，采用统一的格式，毕业论文的结构，包括封面、目录、正文、参考文献、附录等环节。文档、图、表、注释等格式也要按照毕业论文的要求排版。 题目一、教室日光灯控制系统设计 某学院为节约用电，拟在教室里安装传感器。当教室里有人时，日光灯就亮，当无人的时候，经过几分钟，灯熄灭。在白天光线很亮的情况下，即使教室中有人，日光灯也不亮。请按要求设计一个可行方案，完成设计报告，报告包括3大段落：a．“必要性”；b．“可行性”（主要谈传感器）；c．如何实现这个设想的具体方案。 要求： （1）在报告中给出选用器件的型号。 （2）在报告中画出该“日光灯控制系统”的安装立体图（以这门课的上课教室为例）。包括：教室顶部的传感器、日光灯、课桌、学生等，应使阅读报告人能看得懂你的设想，特别应标出传感器在图上的安装位置。 （3）在报告中画出该“日光灯控制系统”的系统原理框图(包括控制单元（如
单片机、ARM等）、所用的传感器、强电控制电路等）。 （4）在报告后给出参考文献。 题目二、感应水龙头的设计 某卫生洁具公司打算开发一个用于医院门诊部、给医生和就诊病人使用的“感应式水龙头”。 1.请先按以下给出提示分析“感应式水龙头”的原理。 1）当使用者的手靠近该“感应式水龙头”的出水口时，它就______，而人经过时无反应。为实现上述功能，你选用经济、体积小的______传感器，该传感器应安装在水龙头的______位置，属于______（接触/非接触）式测量。 2）为节约用水，水龙头在______（30/3/0.3）s后自动______。为实现上述功能，你选用______（整形/延时/放大）电路来达到目的。 3）水龙头的出水和断水使用______（放大器/显示器/电磁阀门）来控制。 4）该日夜工作的“感应式水龙头”的电源应为______（9V干电池/380V/220V/1000V）为宜。 5）设计该“感应式水龙头”时，特别应注意防止______（雷击/受潮/振动）。 6）你认为参考该“感应式水龙头”的原理，还可以用于什么场合？ 2.根据以上要求和分析，给公司领导写一份项目开发报告，报告包括如下内容： a.你的动机和设想；b.如何实现这个设想；c.系统的工作原理和工作过程。 要求： （1）在报告中给出选用器件的型号。 （2）在报告中画出该“感应式水龙头”的正视图或侧视图，包括外型、传感器、显示电源的LED、人的手等应使阅读报告人能看得懂你的设想。 （3）在报告中画出该“测控系统”的系统原理框图(应包括传感器、信号处理电路、控制电路、执行机构（以上均须写出具体名称）、显示器、电源等。）。（4）在报告后给出参考文献 题目三、大厦火灾报警系统的设计 由于高层建筑都有建筑高度高、建筑面积大、用电设备多、供电要求高、人
数据采集系统的设计
摘要 数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。 关键字：数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信
数据采集系统的设计 1 设计内容及要求 设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 要求：①选择合适的芯片；②设计原理电路（包含译码电路）；③编制数据采集的程序段；④编制数据通信程序段；⑤撰写设计说明书。 2 数据采集系统原理及实现方案 本课设是设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。硬件设计应用电子设计自动化工具，数据采集原理图如图1所示： 图1 数据采集原理图 由原理图可知，此设计主要分三大部分：模拟量的输入采集，数字量的输入采集，从机向主机的串行通信。 信号采集分析：采集多路模拟信号时，A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波
等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。
课程设计模板
__________ 大学课程设计 年月日
___大学课程设计任务书 课程 题目 专业姓名学号 主要内容： 选取一种方法设计音乐彩灯控制器，要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管作课题实验。 基本要求： （1）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 （2）第二路按音量的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且灯被点亮的数目增多。 （3）第三路按音量高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分灯电亮。 参考资料： [1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18. [2]刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].山东:石油大学出版社,2003. [3]苏成富.彩灯控制器[J].北京:电机电器技术,2000，（01）. [4]祝富林.音乐彩灯电路CS9482[J].北京:电子世界,1995，（12）. [5]彭介华.电子技术课程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997. 完成期限2014.6.30至2014.7.6 指导教师 专业负责人 年月日
目录 1设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1简单声控音乐彩灯控制器 (2) 3.2音乐彩灯控制器 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1整流电路的设计 (3) 4.2滤波电路的设计 (4) 4.3高通滤波器 (5) 4.4低通滤波器 (5) 4.5元件参数的计算及选择 (6) 5总电路图 (7) 6总结 (7) 参考文献 (8) 附录 (9)