16路DI开关量输入通道的设计

单片机课程设计16路D/I开关量输入通道的设计学院：班级：学号：姓名：16路D/I开关量输入通道的设计一.设计目的与任务选择24V电源输入，设计16路D/I开关输入通道。二.设计中所需软件及设备PC机电脑、KeilC软件、Protues软件。本次设计所需软件为KeilC51以及ProteusISIS仿真软件，应用ProteusISIS对实验电路进行仿真，得到实验结果。三.设计原理说明1.实验方案设计图由于是16路的24V电源输入，所以不能直接将24V电源输入到单片机，故需要有隔离或转换电路，将16路24V电源转换为转换为16路的信号输入到单片机I/O口，由单片机采集16路电平信号。方案设计结构图如下图2.硬件设计与结构图（1）电源模块电源部分我们采用变压器降压，用整流桥整流为直流，然后滤波。最后输出24V直流电压。:::1616路信号输入16路电压输入：：：电源部分24V输入电源电平转换电路（光耦电源隔离）I/O（P1）I/O（P2）CPU：：：（2）单片机接口单片机我们使用最常用的51单片机。3.元件的型号选择（1）光耦：由于我们的设计是16路输入，故在隔离光耦的选择上因尽量利用最少的元件达到16路输入，通过查阅资料最终选择TLP521普通光耦。下面是TLP521光耦基本参数：特性最小值典型值最大值单位提供电压524V转换电流1625mA发射极电流110mA工作温度-2585°C光耦元件的内部结构见下图光耦合器的主要优点：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。（2）电阻：在本设计中共用到三种阻值的电阻①1.2k电阻，使用在24V电源光耦隔离，用于限流经计算。②10k电阻。用于单片机最小系统中的上电复位电路。③200Ω电阻用于单片机信号输入的上拉限流电阻。（3）其他元件12M晶振、27P瓷片电容、1uF电解电容。4.所需的全部元器件表名称型号数量（个）电阻1.2K162001610K1开关普通单刀开关16光耦TLP521-44瓷片电容27P20.1uF1晶振12M1七段数码管2.52电解电容1uF11000uF1二极管1N40074变压器24V变压器1单片机80C511四.总体电路原理图及其仿真图五．设计程序主函数首先实现单片机的初始化。然后将I/O口数据传送至虚拟终端。最后执行虚拟终端显示打印函数，在加一段演示程序，便于观察。源程序#includereg51.h#includeSTDIO.Hvoidinti(){SCON=0xDA;//SCON:mode1,8-bitUART,enablercvr*/TMOD|=0x20;//TMOD:timer1,mode2,8-bitreload*/TH1=0xFD;//TH1:reloadvaluefor1200baud@12MHz*/TR1=1;//TR1:timer1run*/TI=1;//TI:setTItosendfirstcharofUART*/}voidmain(){unsignedcharx;unsignedchary;unsignedintdelay;P2=0xFF;inti();while(1){y=P1;x=P2;printf(1~8:%X\n,x);printf(9~16:%X\n,y);for(delay=0;delay40000;delay++);}六.设计结果与总结在实现电路的输出中我们采用虚拟终端显示。七．课程设计心得与总结课程设计是我们运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题，通过课程设计能否锻炼我们的的实践能力锻炼实践能力。在此次单片机的课程设计中，我感觉自己学到了很多以前不被重视的东西。从接到设计题目的时候我们就开始构思，通过查资料，和小组同学们一起交流讨论，我们终于确定了我们的设计思路。在查资料复习的过程中，相当于把以前学过的知识再巩固了一遍，在设计的过程中，小组的同学配合默契，大家分工合作，目标明确。同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在这次设计的过程中出现了很多的问题，有设计思路上的偏差，软件应用上的错误，在不断的调试和改正下，对于设计的认识更加的深刻了，实践永远是做好的老师，它能告诉我们在学习的过程中有哪些的不足需要提高，哪些的知识没有涉及到。通过此次设计任务，也加强了我们小组之间的团队配合意识，这对我们以后的工作经历有很大的帮助。总之，在这次的课程设计中，学到了很多的知识，对以后单片机的学习有很大的帮助。这次课程设计终于顺利完成了，在单片机设计中遇到了很多编程及调试问题，最后在老师和同学们的帮助下都完成了，在此表示感谢。