基于74HC164扩展单片机系统I/O端口的研究

随着面向应用的增加,单片机系统IVO端口数量有限的问题日益突出。根据74HC164串行输入、并行输出的工作原理,对单片机系统的I／O端口进行扩展。设计具有16个按键的中断串行键盘和具有8个数码管的串行数码管显示,用4个I／O端口完成了传统并行技术中需要24个I／O端口才能实现的功能。给出了硬件电路、程序和需要注意的问题。实践表明,基于74HC164扩展单片机系统I／O端口的效果良好。     

自平衡机器人小车实验平台的研究

机器人小车是进行实践性教学、培养学生实践创新能力的良好实验平台,本文利用微控制器作为控制中心,通过陀螺仪和加速度计监测车身的平衡状态,根据平衡位置,通过PID控制原理驱动电动机实现两轮小车自主平衡,并通过智能手机的蓝牙通讯功能,达到手机控制小车运动的目的,实现控制—反馈的闭环控制系统。该系统可作为学生自主学习或综合设计的实验平台。     

基于遗传计算模糊PID的数字随动系统设计

针对计算机控制系统课程教学的实际需要以及工科学生实践能力的培养,开发了以TMS320F28335为主控芯片的数字随动系统控制器。实现了遗传计算模糊PID控制算法在微控制器上的应用。上位机软件采用MFC程序设计编写,实现控制器与PC机的串行通信,将给定量与反馈量在PC机上进行波形和形态显示,便于更直观地对其控制性能进行分析。实验结果表明,实际控制效果与Matlab仿真有一定的差距。遗传计算模糊PID控制与PID控制相比较,系统的稳态性能增强,动态性能减弱。仿真与真实系统的对比可以使学生对理论与实际有更加直观的认识和深入的理解,能够取得良好的学习效果。     

LED光空间分布测量装置北大核心

根据光电信息科学与工程专业光电综合实验课程的需要,该文介绍了一种测量LED光空间分布的方法,并设计了一套基于PIC单片机的光照度采集系统。该系统以PIC单片机作为控制器,通过数字光照传感器模块采集LED光照度数值,通过IIC两线串行总线传输给单片机,单片机将接收到的光照度数据转换为四位八段数码管译码,再将译码通过IIC总线输送给数码管驱动芯片,驱动数码管显示光照度值。通过该系统可以实现LED光照度的采集,利用MATLAB对测量数据进行拟合,得到直观的LED光空间分布图形,即配光曲线。将该系统应用到光电综合实验中,可以加深学生对LED光空间分布测试方法的理解,掌握数据处理的方法,培养学生应用综合知识的能力。     

LED光空间分布测量装置

根据光电信息科学与工程专业光电综合实验课程的需要,该文介绍了一种测量LED光空间分布的方法,并设计了一套基于PIC单片机的光照度采集系统。该系统以PIC单片机作为控制器,通过数字光照传感器模块采集LED光照度数值,通过IIC两线串行总线传输给单片机,单片机将接收到的光照度数据转换为四位八段数码管译码,再将译码通过IIC总线输送给数码管驱动芯片,驱动数码管显示光照度值。通过该系统可以实现LED光照度的采集,利用MATLAB对测量数据进行拟合,得到直观的LED光空间分布图形,即配光曲线。将该系统应用到光电综合实验中,可以加深学生对LED光空间分布测试方法的理解,掌握数据处理的方法,培养学生应用综合知识的能力。     

数控LED恒流驱动实验教学系统研制

为了满足光电信息综合实验课程教学的需要,研制了数控LED恒流驱动实验教学系统,由上位机、数控LED恒流驱动电路板、光谱仪及电源组成。数控LED恒流驱动电路板使用微控制器作为控制核心,利用其片内集成的I/O端口和MOS管构成控制LED电流通断的开关,实现不同颜色LED光源的亮灭控制;利用微控制器芯片内置的DAC模块和运算放大器配合实现了LED工作电流的精确控制,实现对不同颜色LED发光强度的精确控制。不同颜色LED光源的开关状态及LED工作电流都可由上位机通过RS-232串口给微控制器发送指令来实现。实验中还可以利用光谱仪测量出不同颜色LED的发光光谱。该系统可以帮助学生了解并掌握利用微控制器产生数控恒流源的方法,并实现对不同颜色LED亮度的精确控制。     

温度测量与控制电路创新实验设计

设计了一个新颖的温度测量与控制的实验项目,该实验项目内容广泛,涵盖了电工电子技术中的受控源、电流/电压变换、电压跟随器、信号放大器、电压比较器、继电接触控制、A/D转换以及数码管显示等内容,还可以延伸到单片机、控制理论等学科。可以根据不同专业、不同实验层次对该实验项目的实验内容进行适当取舍,非常适合作为学生的综合设计性实验和课程设计项目。     

基于单片机的直流电机转速测量与控制系统设计

介绍了基于单片机的直流电机转速测量与控制系统的设计。该系统以STC89C52单片机为核心,主要包括转速测量与显示、转速控制、电机驱动等模块。其中电机采用L298N芯片驱动,通过霍尔传感器实施转速测量并在4位数码管上显示转速值,利用ADC0809产生PWM波控制转速,给出了控制系统硬件和软件的实现方法。实验结果表明,该系统结构简单、工作稳定,能很好地实现转速的测量与控制。     

基于瑞萨MCU的三方交互通信实现

以三个瑞萨78K0R微控制器为核心,外接功能模块分别采用C语言编程实现不同的功能,然后根据串行通信原理设计搭建了三方之间交互通信环境,通过控制不同的MCU相互收发数据,实现瑞萨微控制器之间可靠稳定的数据传输功能,并通过各自液晶显示终端显示相应MCU之间的收发状态和各功能模块实现情况.该设计实现三方交互通信方式成本低,数据传输灵活、方便、可靠,具有较高的实用性.     

基于CPLD的开关和数码管驱动模块化设计

结合普通拨码开关和LED数码管的各自性能特点,分别介绍了实现8421码拨码开关和7段数码管译码的控制模块的设计方案,并给出主要的硬件选择及算法实现、软件仿真。研究此模块的目的,是通过应用Altera公司的EPM7192芯片实现单片机有限I/O口的扩展,解决普通可编程并行I/O接口芯片无法实现的功能复用且译码复杂等局限性。在此基础上将8421码拨码开关驱动与7段数码管驱动有机结合起来,一并解决两者硬件上无法融合的矛盾,节约了成本,增强了抗干扰性。该模块已经应用于真空溅射监控显示系统、新型真空计等开发项目中,在复杂的电磁场环境中依然能够稳定准确地运行。通过实践证明,该设计方案能同时驱动3位8421码拨码和2位7段数码管,并且还可以根据实际需要进行扩展。因此,具有较高的通用性、可靠性。