单片机人机接口设计
目录
1.课程设计目的 (1)
2.课程设计要求 (1)
3.KEIL基本介绍 (1)
4.人机接口设计 (2)
4.1实验设计流程 (2)
4.2实验原理图 (3)
4.3实验源代码 (3)
5 结果分析 (5)
6 实验总结 (6)
7、参考文献 (6)
单片机人机接口设计
1.课程设计目的
(1)对大学所学课程进行汇总。
(2)通过设计单片机来实现人机接口。
(3)掌握基本keil的运用。
2.课程设计要求
1. 熟悉人机接口基本原理。
2. 设计人机接口电路。
3. 焊接电路板。
4. 调试程序并进行结果验证及分析
3.keil基本介绍
Keil C51 μVision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。
如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C 语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
C51工具包的整体结构，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows
和for Dos的继承开发环境（IDE），可以完成编辑，编译，连接，调试，方针等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编辑器编译生成木匾文件（OBJ）。Keil C51集成开发环境的主要功能有以下几点：
1.μVision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中；
2.C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块；
3.A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块；
4.BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块；
5.LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件；
6.OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件；
7.RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。
这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。
4.人机接口设计
4.1 实验设计流程
1.按照原理图焊接电路板
2.设计程序实现的功能
3.根据功能编写程序
4.上机调试实验程序
5.将程序拷到板子中
6.运行查看结果
4.2 实验原理图
图4.1 实验原理图
4.3 实验源代码
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*延时子程序*/
void delay(uint time)
{
while(--time); //当time的值为非0时，执行空语句。当time为0时，跳出while语句。
}
void main(void)
{
//扫描第一行
P2=0xFE;
if((P2&0xFC)!=0xFC)
{
delay(10);
if((P2&0xFC)!=0xFC)//去抖{
if((P2&0x04)!=0x04)
{
P1=0xFC;
delay(57550);
}
else{
if((P2&0x08)!=0x08)
{
P1=0xF3;
delay(57550);
}
}
}
}
//扫描第二行
P2=0xFD;
if((P2&0xFC)!=0xFC)
{
if((P2&0xFC)!=0xFC)//去抖
{
if((P2&0x04)!=0x04)
{
P1=0x3F;
delay(57550);
}
else
{
if((P2&0x08)!=0x08)
{
P1=0xCF;
delay(57550);
}
}
}
}
}
5 结果分析
将程序拷到板子中后，运行程序得出。在通电情况下，依次按动开关，8个灯按照顺序每次亮两个灯，实现人机接口功能。
6 实验总结
这次为期2个礼拜的创新实践周告一段落。对于大学学习的单片机和c语言有了更深的了解，运用了综合知识，对于所编的程序有了所能看到的结果。以前考试成绩还是不错的，但是实践起来发现自己真是一塌糊涂，看来是之间的理论知识学习的不到位，知识囫囵吞枣似的应付个考试，在卷子上，大体知道是个怎么样的这道题就差不多能做出来，但是到了实践中，只要差一点点，就会导致单片机配置不正确，或者显示不一样。
这些理论学的东西在实践过程中一步一步的实现，让我感到以前所学的真是太皮毛了，这次课设通过指导老师细心的教导让我受益匪浅，让我在以后的学习和工作的过程中认真对待每一件事，切不可囫囵吞枣不可以看待事物只停留书本停留表面，终究那些不清楚的东西还是要学的，表面的东西要更深入要把理论和实践联系起来。
7、参考文献
[1] 何宏主编. 单片机原理与接口技术. 北京：国防工业出版社. 2006.07
[2] 杨西明, 朱骐主编 . 单片机编程与应用入门. 北京:机械工业出版社 .2004.06
[3] 江力. 单片机原理与应用技术清华大学出版社.2007.10
[4] 马秀丽.c语言程序设计清华大学出版社.2009.08
[5] 樊昌信,曹丽娜.通信原理[M]，北京：国防工业出版社，2007
新型人机交互接口电路的设计
摘要主要介绍了TI公司的新型的16位超低功耗Flash型h6N30F44X系列单片机的结构、特性和功能及液晶显示器LCD的发光原理和类型，讨论了该系列单片机与ILD及键盘的人机接口电路的设计方案和相应的软件的实现方法，最后给出它在体内电刺激器的应用实例。 关键词单片机；MSP430；LCD；人机交互接口 1引言 在当今的各种实时自动控制和智能化仪器仪表中，人机交互是不可缺少的一部分。一般而言，人机交互是由系统配置的外部设备来完成，但其实现方式有两种：一种是由MCU力口驱动芯片实现，如键盘显示控制芯片SK5279A，串行数据传输数码显示驱动芯片MAX7219等等，这时显然MCU没有LCD的驱动功能。另一种就是MCU本身具有驱动功能，它通过数据总线与控制信号直接采用存储器访问形式或I／O设备访问形式控制键盘和LCD实现人机对话。这里的MCU主要有世界各大单片机生产厂商开发的各种单片机，其中TI公司的MSP430系列因其许多独特的特性引起许多研究人员的特别关注，在国内外的发展应用正逐步走向成熟。 2LCD简介 LCD(Liquid Crystal Display)，即液晶显示器。液晶显示是通过环境光来显示信息的，它本身并不发光，因而功耗很低，只要求液晶周围有足够的光强。LCD是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管(CRT／C athode Ray Tube)显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生。LCD由于具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以 及影像稳定不闪烁等优势，逐渐占据显示的主流地位。 LCD的类型，根据其分类方式的不同而不同。如根据LCD显示内容的不同可以分为段式LCD和点阵L CD。根据LCD驱动方式的不同可以分为静态驱动和多路驱动。 3MSP430F44X简介 MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集单片机[2]。该系列单片机性价比相当高，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优势。它主要应用在各种要求极低功率消耗的场合，特别适合用于智能测量仪器、各种医疗器械、智能化家用电器和电池供电便携设备产品之中。 3.1系统结构 MSP430F44X的系统结构，主要包括：CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡器)、看门狗定时器／通用目的定时器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／D转换)、复位电压控制／电源电压管理、基本定时器(Basic Timerl)、定时器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比较器(多达160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各种具体的型号稍有差别。在本次设计中，具体选择MSP430F449作为人机接口电路的设计具有许多独到的优势。这一点，读者可以根据TI公司相关的数据手册进行比较。 3.2片内外模块特性 MSP430F44X具有丰富的片内外围模块，其明显的特点是：具有48条I／0口线的6个并行口P1-P6，其中P1、p2具有中断能力，同时具有2个可用于UART/SPI模式选择的串行口(USART0和USARTl)；内含12位的A／D转换器ADCl2，快速执行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到结果的硬件乘法器；多达160段的LCD控制器／比较器，可以实现多种方式的驱动显示；可以实现UART、PWM、斜坡ADC 的16位Timer-A和16位Timer-B；非常灵活的时钟系统，既可用32768Hz的钟表晶振产生低频时钟，也可以用450kHz-8MHz的晶体产生高频时钟，同时还可以使用外部时钟源或者用不同控制频率的DCO；多达几十kB的Flash空间，这样数据既可以保存在片内的Flash信息存储器，也可保存在程序的Hash中的剩余空间。 4接口电路设计 4.1接口电路简图及说明 典型应用电路示意图。在该图中，LCD类型和键盘种类及数目的选择、下拉电阻的数值大小都必须认真
基于51单片机的USB键盘设计与实现
三江学院 本科生毕业设计（论文）题目基于51单片机的USB键盘设计与实现高职院院（系）电气工程及其自动化专业 学生姓名梁邱一学号 G105071013 指导教师孙传峰职称讲师 指导教师工作单位三江学院 起讫日期 2013年12月10日至2014年4月12日
摘要 随着计算机技术的不断更新和多媒体技术的快速发展,传统的计算机外设接口因为存在许多缺点已经不能适应计算机的发展需要。比起传统的AT，PS/2，串口，通用串行总线USB,具有速度快,使用方便灵活,易于扩展,支持即插即用,成本低廉等一系列优点,得到了广泛的应用。 本论文阐述了51系列单片机和USB的相关内容，详细介绍了系统的一些功能设计，包括硬件设计和软件设计。在程序调试期间用简单的串口通信电路，通过串口调试助手掌握了USB指令的传输过程，这对整个方案的设计起到了很大的指导作用。论文以单片机最小系统配合模拟键盘组成的USB键盘硬件系统，通过对D12芯片的学习与探索，在其基本命令接口的支持下，结合硬件进行相应的固件程序设计，使其在USB协议下，实现USB模块与PC的数据通信，完成USB键盘的功能模拟。 总结论文研究工作有阐述USB总线的原理、对本设计的系统要求作出了分析、根据要求选定元件和具体编程方案、针对系统所要实现的功能对相关芯片作了详细介绍以及在硬件部分设计了原理图。 关键词：USB；D12；PC
Abstract With the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer peripheral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of the https://www.360docs.net/doc/ba2676465.html,pared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, has been widely used. This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructions, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and exploration D12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corresponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation. This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, components and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure. Keywords:USB；D12；PC
单片机接口与触摸屏控制
四线电阻式触摸屏控制和单片机接口 人机对话的界面种类有很多,比如显示器、LED、LCD及带触摸屏的LCD等。其中后者是最近几年刚发展起来的一项新技术,它通过计算机技术处理声音、图像、视频、文字、动画等信息,并在这些信息间建立一定的逻辑关系,使之成为能交互地进行信息存取和输出的集成系统。换言之,它能综合信息发布者的意愿和接受者对信息的需求及接受习惯,对信息进行收集、加工、整合并双向式传播。触摸屏系统符合简便、经济、高效的原则,具有人机交互性好、操作简单灵活、输入速度快等特点。它与迅猛发展的计算机网络和多媒体技术相结合,使用者仅仅用手指触摸屏幕,就能进行信息检索、数据分析,甚至可以做出身临其境、栩栩如生的效果;较键盘输入简单、直观、快捷,具有丰富多采的表现能力,比以往任何传媒更具亲合力。 触摸屏和单片机接口,可以使一些小系统的操作更加方便、快捷。使用触摸屏时最重要的问题是确定触摸点的坐标位置,本文以四线电阻式触摸屏为例,通过单片机控制准确地采样到被触摸点的坐标位置,至于该点响应何种按键只是交给相应的处理软件进行处理即可。 一、四线电阻式触摸屏 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘,见图1。 图1 四线式触摸屏结构示意图 当手指触摸屏幕时,平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触,因其中一面导电层接通Y轴方向的Vref均匀电压场,使得侦测层的电压由零变为非零, 控制器侦测到这个接通后,进行A/D转换,并将得到的电压值与Vref
51单片机与PC机通信资料
《专业综合实习报告》 专业：电子信息工程 年级：2013级 指导教师： 学生：
目录 一：实验项目名称 二：前言 三：项目内容及要求 四：串口通信原理 五：设计思路 5.1虚拟串口的设置 5.2下位机电路和程序设计 5.3串口通信仿真 六：电路原理框图 七：相关硬件及配套软件 7.1 AT89C51器件简介 7.2 COMPIN简介 7.3 MAX232器件简介 7.4友善串口调试助手 7.5 虚拟串口软件Virtual Serial Port Driver 6.9八：程序设计 九：proteus仿真调试 十：总结 十一：参考文献 一：实验项目名称：
基于51单片机的单片机与PC机通信 二：前言 在国内外，以PC机作为上位机，单片机作为下位机的控制系统中，PC机通常以软件界面进行人机交互，以串行通信方式与单片机进行积极交互，而单片机系统根据被控对象配置相应的前向，后向信息通道，工作时作为主控机测对象，作为被控机接受PC机监督，指挥，定期或受命向上位机提供对象及本身的工作状态信息。 目前，随着集成电路集成度的增加，电子计算机向微型化和超微型化方向发展，微型计算机已成为导弹，智能机器人，人类宇宙和太空和太空奥妙复杂系统不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以多台单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以一台PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成一种以集中管理、分散控制为特点的集散控制系统。 为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多地采用集总分算系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位主计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机（单片机）构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数：二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策和报表。从机被动地接受、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应烦人实时数据，报告其运行状态。 用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机，由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的穿行通讯接口，阴齿可以很方便的构成一个主从式系统。 串口是计算机上一种非常通用的设备通讯协议，大多数计算机包容两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通过用的通讯协议，很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时串口通讯协议也可以用于获取远程采集设备数据。所以，深入的理解学习和研究串口通信相关知识是非常必要的。此次毕业设计选题为“PC机与MCS-51单片机的串口通讯”，使用51单片机来实现一个主从式
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计
本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程 设计题目：基于51单片机的 简易逻辑分析仪设计 学生姓名 指导教师 （姓名及职称） 班级 学号 完成日期：年月
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计 物理与电子工程学院电子信息工程 [摘要]本设计完成了一种能进行数字电路中多路数据测试的简易逻辑分析仪。它以51单片机控制核心，数模转换器为逻辑信号门限电平控制电路，用按键和 12864LCD作为人机交互界面，采用C51进行模块化编程，实现了四路信号的测试，具有成本低，使用方便等特点。 [关键词]数字电路单片机数模转换器逻辑分析仪 1 设计任务与要求 本设计的主要任务及参数指标是：数据位数4位，存储深度80字；数据速率最高1kHz；输入阻抗大于50kΩ；逻辑信号门限电平在1.0V～4.0V 范围内按8级任意设定。 2 设计方案 本系统采用51单片机为控制核心，系统由单片机系统、逻辑电平控制、按键、LCD显示、系统电源等模块构成。被测数据输入到逻辑电平控制模块，然后进行单片机进行测试，按键用于控制逻辑信号门限电平的大小，系统电源为各模块供电，各模块的供电电压为5V。
图1 系统框图 3 设计原理分析 3.1 单片机系统电路设计 图2 单片机系统电路 单片机系统为逻辑分析仪的核心，负责控制逻辑分析仪的逻辑电平、检测按键并驱动LCD 进行显示。单片机系统电路如图2所示，由晶体振荡器Y1、电容C3和C4构成振荡器电路，为单片机提供时钟信号。电容C1、电阻R2和R1、按键KEY1构成单片机复位电路，高电平复位，当按键KEY1按下的时间超过2个机器周期以上时，单片机就执行复位操作。EA 接高电平，单片机首先访问内部程序存储器。J1为1KΩ的排阻，作为P0口的外部上拉电阻。在硬件制作时为了方便单片机的测试和功能的扩展，把所有的I/O 口均通过排针引出。 EA/VP 31X119X218RESET 9 RD 17WR 16 INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27 28 PSEN 29 ALE/P 30TXD 11RXD 10U18051 P10 P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27 123456789J1 1K +5 Y112M +5 RXD TXD RD WR T0T1INT0INT1C3 22p F C4 22p F R28.2K C110u F +5 12J6CON2 KEY1SW2 R1100 . .
AT89C51单片机与PC机串行通信的接口实现
AT89C51单片机与PC机串行通信的接口实现[摘要] 本文介绍了AT89C51单片机与PC机采用RS232C标准进行串行通 信的接口实现。在接口中采用MAX232作电平转换电路，简单的通信协议，PC 机用VB编程，AT89C51单片机采用中断收发方式。文章给出了相应通信接口电路与程序。 [关键词] 通信协议RS232C 通信接口电路通信接口程序 AT89C51是一种带4K字节可编程可擦除只读存储器（FLASH FPEROM）和128字节的存取数据存储器（RAM）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。采用了ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术，与MCS-51系列的单片机兼容。具有集成程度高、系统结构简单、价格低廉等优点被广泛应用到控制领域中。但是在复杂的数据处理、良好的人机交互等方面不能满足需要，常采用PC 机与AT89C51单片机进行通信，AT89C51单片机（下位机）实时采集数据传送给PC机（上位机）处理，然后接收PC机处理的结果，并进行相应的控制的方式来弥补。本文介绍单片机与PC机进行串行通信的一种接口实现。 一、接口电路的设计 （一）接口逻辑电平的转换 在PC机系统大都装有异步通信适配器，为标准的RS-232C接口。RS-232C 为负逻辑，用+3V~+15V表示逻辑“0”, 用-3V~-15V表示逻辑“1”。AT89C51单片机采用正逻辑TTL电平0和+5V.所以AT89C51与PC机通信时必须进行电平转换。转换的方法有多种。常采用MAXIM公司生产的专用的双向电平转换集成电路MAX232。MAX232引脚排列与外围电路如图1所示。 图1MAX引脚及外围接口图 （二）通信接口电路 本文采用可靠性高的MAX232作电平转换芯片，选择其中一对发送器与接收器，PC机的串行口与MAX232的电平端口相连，MAX232的逻辑电平端口与单片机的串行口相连，接口电路如图2所示。 图2PC机与AT89C51通信接口图 二、通信接口程序 （一）通信协议 PC机与AT89C51进行通信必须有一定的通信协议，本文采用简单的通信
单片机外接电路剖析
单片机外接电路 一.各个外接电路原理： 1．最小系统及二极管电路原理图： 104 图1 最小系统及二极管电路原理图 应用89C51（52）单片机设计并制作一个单片机最小系统，达到如下基本要求： 1、具有上电复位和手动复位功能。 2、使用单片机片内程序存储器。 3、具有基本的人机交互接口。按键输入、LED显示功能。 4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。 （1）复位及振荡电路 图2 复位及振荡电路图 复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。AT89S系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为8.2K和10uF。 按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。MCS51 LITE使用
22.1184MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。 （2）蜂鸣器电路 图3 蜂鸣器电路图 蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，板上使用的是直流蜂鸣器，当P3.7输出低电平时，蜂鸣器鸣叫。由于蜂鸣器为感性原件，可以在两端并接一个二极管来起到泄放作用。 （3）RS232串口电路 图4 RS232串口电路图 RS232串口电路使用MAX232CPE作为电平转换芯片，并通过套件提供的串口电缆连接到计算机背后的COM口（9针D型口），用于MCS51 LITE与上位机通信以及和其他串口设备的数据交互。需要注意的是这里在电路板上对TxD和RxD进行了交叉，对应使用的DB9接头类型为Female，使用的线缆为延长线，也叫做直连线，线缆一头为Female一头为Male。如果电路板上不将RxD和TxD交叉，就应该采用Male类型的接头和交叉线缆(两头均为Female)连接。 2.1602液晶显示器电路原理图：
基于51单片机实现的电梯模型设计
电梯模型设计报告 学院：自动化学院 队名：xxx 队员：xxx 日期：2009.11.20
一、概述 电梯模型以51为核心处理器，步进电机为控制电机，用L298N 搭建驱动电机模块，结合光电传感器实现对电梯的上升，下降，准确平层各种运行方式的控制。利用矩阵键盘、ISD1760语音芯片，数码管等各种功能模块实现电梯的扩展功能及人机交互功能。 二、方案论证 方案一：直流伺服电机+光电传感控制方式。 优点：直流电机速度可以平滑调节，自带编码盘可以记录电梯运行位移，速度调节范围大。 缺点：用编码盘测量位移误差较大，对CPU运算处理要求较高而且直流电机运行时带有一定惯性，对平层带来较大难度。 方案二：步进电机+光电传感控制。 优点：步进电机可以用脉冲方式控制轿厢位移，配合光电传感模块可以准确实现轿厢平层；步进电机为输入脉冲时，电机可以卡死不发生转动，使得电梯在楼层处安全停止，等待相应操作。 缺点：步进电机转速较慢，速度控制要通过该变脉冲频率来调节，控制电路要求较高。 由于本作品为电梯模型，速度要求不高，通过单片机可以方便输出电机所需脉冲，配合L298芯片可以实现对步进电机的完美控制，
所以我们选择方案二。 三、详细设计方案 1.楼层模型设计 电梯模型采用易于加工的木材，选用1.2米长的木板作为模拟楼层，底座用三角架固定，确保电梯运行过程不会出现模型摇动现象。电梯轨道处拉两根铁丝作为电梯导轨，保障电梯的运动轨迹。 轿厢用纸盒模拟代替，盒子敞开一面，可以放入物品，模拟乘客进出电梯。 2.驱动电路模块 控制电机选用四相步进电机，步进角为1.8度。步进电机可以通过直流斩波改变顺序控制电机正反传，51单片机的定时/计数器可以模拟输出4路直流斩波，通过步进电机驱动电路控制步进电机。 驱动电路以L298N驱动芯片为核心部件，L298N芯片的电平电压与51单片机兼容，驱动电压可达50V完全可以驱动电梯模型所用控制电机。驱动电路如下图：
基于单片机开发的可定制人机交互界面
随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期愈来愈短，因而要求设计者能很快地设计出新产品；而在产品的整体设计中，人机交互界面的设计往往占据着很大一部分工作，这样，不但极大地增加了产品的开发成本而且延长了产品的上市周期。本文论述的基于P89C51RD2的人机交互界面是一种界面可定制、结构紧凑、价格低廉、简单易用、性能优良的通用型人机交互界面，能很好地解决上述问题。 1 系统工作原理 1.1 工作原理 按照实际应用中控制系统的需要及控制系统与人机交互界面的约定，通过PC机上的可视化人机界面定制软件，定制好整个界面信息，再把定制好的界面信息下载到人机交互界面系统中，就可以轻松地实现人机界面的定制。在应用中，人机交互界面通过串行接口与控制系统进行交互，发送按键等信息给控制系统，并接收所需的可变信息，以完成人机交互。 现以空压机控制器的部分人机界面为例来说明相关概念，界面系统示意图如图1所示。相关概念说明如下： ①屏幕，即LCD显示区，由一个或多个屏幕项组成； ②屏幕项，即屏幕里面的按其显示内容的性质差异来划分的一个个整体单元，如文本屏幕项等； ③屏幕项的分类，按其显示内容的性质差异分为文本、整型、浮点型、枚举型、图形等。 整个人机界面系统由一个个存在链接关系的屏幕构成，而每个屏幕又由一个或多个屏幕项组成。各屏幕项有其自身的属性，也存在着某些相互的链接关系(例如，由某个屏幕项链接到另外一个屏)。这样，通过对各屏幕项的合理组织而构成一个链表网络，再通过对此链表网络的操作来实现人机界面的操作，即屏幕的显示操作。
1.2 系统的工作过程 系统的软件部分由用户引导程序和应用程序组成。系统运行后，由用户引导程序决定是执行界面信息的更新还是正常运行。若执行界面信息的更新，则系统通过串行接口从上位机接收界面定制信息，并通过在应用编程(IAP)功能保存所接收的信息，然后通过本地读取新的界面定制信息建立链表网络；若正常运行，则直接从本地读取旧的界面定制信息建立链表网络。应用程序实现的功能包括按键的输入、界面的显示及与控制系统的通信。 2 系统硬件设计及电路原理图 本系统采用Philips公司功能强大、资源丰富的P89C51RD2单片机作为微控制器，通过扩展液晶模块及按键模块来构成人机交互界面。系统的硬件电路原理如图2所示。 2.1 P89C51RD2单片机简介 P89C51RD2是Philips公司内核基于8位80C51单片机的派生产品，在完全保留80C51指令系统和硬件结构的大框架下，进行了多方面的加强、扩展和创新。 P89C51RD2具有64 KB并行可编程的非易失性Flash程序存储器，并可实现对器件串行在系统编程和在应用中编程。 2.2 液晶显示模块 本系统采用的是OCM12864图形点阵液晶显示模块。OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与CPU直接相连；具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。 2.3 按键输入模块 根据系统的需要，系统至少需要设定如下6个屏幕操作按键：左、右、上、下、换屏、确定按键。其中，左、右键用于切换屏幕项；上、下键用于修改可变屏幕项；确定键用于产生所选屏幕项对应的功能动作；换屏键用于进入所选中项的链
单片机人机界面设计
************************************************************************* 独立按键与菜单显示系统的设计 **************************************************************************** 引言： 通过按键和LCD液晶显示组成的人机界面是电子产品设计的常用的人机交互方式，如果能够将复杂且耗时的按键驱动、液晶驱动、菜单维护等工作从系统中分离出来并提供完备的功能，对于减少资源占用提高系统实时性、简化系统设计具有重要的意义。本文以设计一套包含按键置数、菜单滚动、动态显示变量、系统状态发送等功能的最小化的单片机系统，并且以此为契机探讨按键和显示程序设计中应当注意的种种问题和程序的优化设计。 一、独立设计按键和显示系统的意义 人机交互界面就是是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。按键驱动和液晶显示部分是很多电子设计采取的交互手段，它的好处是接口简便、成本低。实际上多数的设计中按键和液晶的响应控制不需要有很高的实时性，按键程序通常都包含100ms左右的消抖延时，液晶显示时只要刷屏速度大于150ms（60HZ）肉眼是看不出分别的，但这段时间相对于实时系统来说是一个很长的，如果和系统混合在一起编译运行将占用很大的存储和运行开销。能够将按键和显示部分从应用系统中剥离出来对于提高开发效率完备程序设计都有很高的价值，特别的对于电子竞赛短时间内需要完成完整的功能设计的情况都有重要的意义。 从系统应用的角度看不同的系统对于按键的处理和显示的功能都是很类似的，比如按键输入一个数据、屏幕的特定位置显示一个变量、菜单上下滚动选中其中的某一行等等。一个只有三个按键的系统输入一个变量时需要很多的中间变量，还要配合按键扫描、变量数据上下限判断、液晶屏显示当前值、标记显示当前正在输入的位等一系列的功能函数调用步骤才能完成，然而最后系统所关心的只是输入变量的值是多少。不难看出将按键与显示部分分离出来不仅简化应用系统的设计而且可以大幅提高系统实时处理能力。 设计一个完整的按键菜单液晶模块对于初学者来说也并不是一件容易的事，通常在很熟悉编译环境和语言的前提下要完整编写这些代码也需要几个星期甚至更长的时间，重复编写这些功能不仅耗时而且没有必要。本设计中带有一个简单的单片机系统完全实现按键和显
人机接口技术word版本
第四章人机接口技术 一、填空题 1.在多位LED显示器接口电路的控制信号中，必不可少的是信号和信号。 2.在7段LED显示器接口中，如果采用软件译码法，那么显示数据时，CPU输出的 是，如果采用硬件译码法，CPU输出的是。 3.在8位的7段LED显示器接口中，如果采用动态显示法，CPU需要输出2路数据，一路 用于，另一路用于。 4.矩阵式非编码键盘识别按键有两种方法：一种是传统的，另一种 是速度较快的；其中必须采用可编程并行接口。 5.智能仪器的非编码键盘按组织方式分，有和， 若系统需要32个按键，宜采用键盘结构为好。 二、选择题 1.在利用字符发生器的点阵式LED显示器中，当要显示一个字符时，CPU输出的是（） A．点阵码 B.二进制数据 C.字型码 D.ASCⅡ码和点阵序列号 2.为给扫描法工作的键盘提供接口电路，在接口电路中需要（） A．一个输入口 B．一个输出口 C．一个输入口和一个输出口 D．两个输入口 3.8279芯片与80C51接口电路时，其内部时钟信号是由外部输入的时钟信号经过分频产 生的。如80C51的fosc=6MHz，8279为取得100KHz的内部时钟信号，则其定时值为A．20D B．10D C．20H D．10H 4.在矩阵式非编码接口中，线反转法的特点在于（） A．接口线中作为输入线或输出线是固定的 B．接口线中作为输入线或输出线是变化的 C．接口线作为输出线的，输出扫描码；作为输入线的，输入键特征码 D．微机通过地址线输出扫描码，接口线输入键特征码 三、判断题 1.8279和zlg7289都是用于键盘和LED显示器的专用接口芯片。（） 2.在单片机与微型打印机的接口中，打印机的BUSY信号可作为查询信号或中断请求信号 使用。（） 3.为给扫描法工作的8*8键盘提供接口电路，在接口电路中只需要提供两个输入口和一个 输出口。（） 4.LED显示器的字型码是固定不变的。（）
单片机人机接口设计
目录 1.课程设计目的 (1) 2.课程设计要求 (1) 3.KEIL基本介绍 (1) 4.人机接口设计 (2) 4.1实验设计流程 (2) 4.2实验原理图 (3) 4.3实验源代码 (3) 5 结果分析 (5) 6 实验总结 (6) 7、参考文献 (6)
单片机人机接口设计 1.课程设计目的 (1)对大学所学课程进行汇总。 (2)通过设计单片机来实现人机接口。 (3)掌握基本keil的运用。 2.课程设计要求 1. 熟悉人机接口基本原理。 2. 设计人机接口电路。 3. 焊接电路板。 4. 调试程序并进行结果验证及分析 3.keil基本介绍 Keil C51 μVision2集成开发环境是Keil Software，Inc/Keil Elektronik GmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。 如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C 语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 C51工具包的整体结构，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows
和for Dos的继承开发环境（IDE），可以完成编辑，编译，连接，调试，方针等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编辑器编译生成木匾文件（OBJ）。Keil C51集成开发环境的主要功能有以下几点： 1.μVision2 for Windows：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中； 2.C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块； 3.A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块； 4.BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块； 5.LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件； 6.OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件； 7.RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。 这个工具套件是为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80C51单片机的绝大部分应用。 4.人机接口设计 4.1 实验设计流程 1.按照原理图焊接电路板 2.设计程序实现的功能 3.根据功能编写程序 4.上机调试实验程序 5.将程序拷到板子中 6.运行查看结果
ADC0809与MCS-51单片机接口实验
实验报告一 学院：电气工程学院专业：测控技术与仪器班级：测仪101 姓名学号实验组实验时间指导教师成绩 实验项目名称ADC0809与MCS-51单片机接口实验 实验目的 通过本实验的学习，使学生了解A/D转换器与计算机接口时数据线和信号线如何连接，数据采集电路的时序怎样设计，了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程，掌握芯片ADC0809的程序设计方法，进一步训练进行软件和硬件联合调试的技能，为后续“测控系统原理课程设计”的学习奠定基础。 实 验要求 利用实验板上的ADC0809做A/D转换器，用电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成二进制数字量，用发光二极管显示。 实验原理 A/D转换器大致有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近法A/D转换器，精度，速度，价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。 实验用的ADC0809属第二类，是八位A/D转换器，是采用逐次逼近式工作的转换器件，每采集一次一般需100us。它带有8路模拟开关，可进行8路模/数转换，通过内部3-8译码电路进行选通并锁存地址。 启动ADC0809的工作过程：先送通道号地址到A、B、C三端，由ALE信号锁存通道号地址，选中的通道的模拟量送到A/D转换器，执行语句 MOVX ＠DPTR，A产生写信号，启动A/D转换。当A/D转换结束时，ADC0809的EOC端将上升为高电平，执行语句MOVX A，＠DPTR产生读信号，使OE有效，打开锁存器三态门，A/D转换结果的8位数据就读到CPU中。编程时可以把EOC信号作为中断请求信号，对它进行测试，用中断请求或查询法读取转换结果。
人机接口部分设计
Xxxxxxxxxxxxxxxxxx大学 毕业设计(论文)开题报告题目：基于ARM7的定量装车系统—人机接口部分设计 系别 专业 班级 姓名 学号 导师 年月日
1、题目背景、研究意义及国内外相关研究情况 1.1研究背景、意义 随着石化工业和的发展、装运水平的不断提高，先进的、现代化的石化产品装运系统也随之而出。不同的用户对现代化的装车系统提出了不同的要求，但是对装车速度、装车精度、装车自动化3 个方面的要求是共同的，这也是衡量一个装车系统水平的基准。文中设计的定量装车系统—人机接口，属于该系统的一部分，主要完成数据采集与通信。 定量装车控制系统的核心设备是装车仪，它是以嵌入式ARM处理器为核心的智能化仪表，具有精度高、响应快的特点。可实现与流量计、液位开关、温度变送器、接地开关、控制阀组成完整的单机控制系统；可与微机连接实现分布式物流控制系统，实现远程监控，数据共享。适用于石油、化工、储运等企业自动化实现自动装车功能。采集的数据主要有：流量计数据、温度数据、液位开关，控制的设备有：阀门、泵，装车仪带有液晶显示屏和键盘，并且与上位机通过RS485通信，操作方便。 1.2国内外研究情况 SP-ZC800 全自动定量装车仪是珠海市摩尔自动化设备有限责任公司研制的新一代液态物料自动装车控制设备，可广泛应用于各种液态物料的定量装车控制，尤其适用于液态化工产品、石油制品的装车和装桶，是液态仓储行业的理想选择。 基于装车台定量装车控制器(集成可编程逻辑控制器PLC)的XY6000“一卡通”集散式定量装车系统是针对石化炼厂、油库、危险品仓库等生产流程控制及信息化建设的要求而设计的系统；用IC卡“一卡通”方式集成电子、网络、防爆、射频识别等技术，从而将定量装车系统和IC卡门禁控制系统连为一体，实现用户开票、进出库区、自动装车、过磅称重等生产管理流程的自动化，保证在生产管理的各个环节信息传递的高效、准确，避免人工录入数据的不确定性，同时简化流程作业中的二次数据录入环节，减少人为误差，提高生产效率并便于车辆管理。 泰安煤机公司针对目前大型快速定量装车系统部分装车速度慢、误差大的问题,经过技术攻关,研发成功了新型差值补偿定量装车系统。该系统对传统筒仓装车系统进行改造,通过计算机控制,在只增加定量补偿系统的情况下,就可以进行定量装车,节约了新建大型定量装车站的巨额投资。该系统具有占用场地少、投资少、适用范围广等优点。
基于51单片机的双轮平衡车设计方案
摘要 本设计采用两块Cygnal公司推出的C8051F005单片机分别作为“双轮直立自平衡机器人”（以下命名为Sway）和人机交互上位机的控制核心。车体倾斜角度检测采用AD公司推出的双轴加速度传感器ADXL202及反射式红外线距离传感器。利用PWM技术动态控制两台直流电机的转速。上位机与机器人间的数据通信采用迅通生产的PTR2000超小型超低功耗高速无线收发数传MODEM。人机交互界面采用240*128图形液晶点阵、方向摇杆及按键。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，实现了Sway的平衡控制与数据交换。 本设计的主要特色： 1.高速（25MIPS）低功耗的SOC单片机为各种复杂算法的实现提供了保障，丰富的片内外设为高速数据采集及PWM调制信号的生成提供了方便，片内温度传感器方便对温度的采集。片内JTAG功能为程序的调试及对系统的现场编程提供了方便。 2.高效的H型PWM电路提高了电源的利用率，实现了电机的平滑变速。 3.双轴加速度传感器及光电传感器的使用提高了车体倾斜角度检测的精度，差分算法的应用提高了系统的抗干扰能力。 4.优化的软件算法，智能化的自动控制使车体运动准确平稳。 5.高速的无线数据传输给各种远程数据采集和智能控制提供了保障。 6.大屏幕液晶（蓝屏）显示及360度方向摇杆为人机交互提供了良好的界面。 一、硬件方案的选择与论证 根据设计要求，系统可以划分为几个基本模块，如下图所示。对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案。 车体系统模块组成 无线控制上位机模块组成
1、MCU主控制器 方案一：采用89S52单片机作为主控制器。优点：价格低廉，程序资源丰富，技术比较成熟。缺点：运算速度慢，很难担任复杂算法的计算工作；程序储存空间小，不能储存大规模程序代码；数字外设少，片内没有模数转换器，不能直接进行数据采集。 方案二：采用PHILIPS公司出品的LPC2119ARM7内核处理器。优点：处理速度快（指令速度可达60MIPS），可以担任大部分复杂算法的计算工作；片内外设非常丰富，可以进行实时数据采集，多种数据通信方式可供选择。缺点：价格昂贵，对于已有51系列单片机开发经验的人员来说原有程序不兼容。 方案三：采用Cygnal公司推出的C8051F005单片机。优点：具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容，方便原有程序的移植。指令速度大大提高（最高25MIPS）,可以担任复杂算法的运算工作。片内集成了一个12位100KSPS的多通道ADC子系统，2个电压输出DAC、2个电压比较器、片内电压基准，这为进行实时的数据采集提供了方便。片内具有4个通用的16位定时器、一个具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列（PCA）,这为生成PWM信号给电动机调速提供了方便，又不会过多占用CPU资源。片内拥有2304B内部数据RAM，32KB FLASH储存器，可以在系统编程与全速非侵入式JTAG 调试，这为生成大量程序代码和在线调试提供了保证。 基于上述理论分析，拟选择方案三。 2、倾角检测 方案一：采用水银开关。优点：价格便宜，货源广泛，原理简单。缺点：输出开关量，不能线性调整。震动易受到干扰，很难应用于高速高噪声场合。 方案二：采用光电接近传感器。优点：价格便宜，输出线性度好，方便对其输出的数据进行处理与调整。缺点：反射强度随着反射面材料或颜色的不同而改变，很难广泛适应不同的路面。 方案三：采用AD公司生产的双轴加速度传感器ADXL202。优点：PWM输出，方便与单片机进行接口，线性输出，输出精度高，可以做高精度控制。缺点：价格昂贵，算法复杂。 方案四：综合采用光电接近传感器与ADXL202。优点：既克服了光电传感器对材料与颜色的挑剔，又克服了ADXL202的算法复杂。