水质浊检测仪设计PPT课件

1、1主要内容主要内容：1：系统总体设计；2：硬件电路设计及PCB板绘制；3：软件程序设计；4：系统调试；5：结论与展望。 第1页/共22页21 1 系统设计系统设计1 传感器：APMS-10G传感器2 微处理器：ATmega16单片机3 LCD液晶：SMG12864G2-ZK点阵型液晶（ST7920控制器） 第2页/共22页3传感器介绍传感器介绍1.APMS-10G传感器 ： 浊度测量范围是 0-4000NTU， 响应时间是1.3秒。 电源电压8-30V。 精度为0.1NTU。 第3页/共22页4微处理器介绍微处理器介绍2 ATmega16主要性能：1）该单片机为高性能、低功耗的8位AVR系列微

2、处理器；2）具有16K字节的系统内可编程Flash，擦写寿命可达10，000次；3）异步串口USART口 ；4）32个可编程I/O引脚，3个外部中断以及多个内部中断；第4页/共22页5液晶介绍液晶介绍SMG12864G2-ZK点阵型液晶 （ST7920控制器）： 12864 点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置国标GB2312 码简体中文字库(16X16点阵)、128 个字符(8X16 点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)， 其优点：低功耗、体积小、显示内容丰富、模块化、接口电路简单。第5页/共22页62 2 硬件电路设计硬件电路设计硬件电路基本框图第6页/共22页

3、7 LCDLCD接口电路模块接口电路模块12864LCD与单片机的数据接口方式有串行和并行两种。采用8位的并行数据口与LCD进行显示数据的传输，虽然并行方式占用的I/O口较多，但程序编写较为简单。第7页/共22页8晶振电路模块晶振电路模块ATmega16 的标定的片内RC振荡器提供了固定的1.0、2.0、4.0 或8.0 MHz 的时钟。但是，在一些要求较高的场合，比如要与RS232通信需要比较精确的波特率时，需要使用外部的晶振电路。 第8页/共22页9复位电路模块复位电路模块 当ATmega16工作时，按下RESET开关，复位脚RESET变成低电平，便会触发ATmega16芯片复位。通过接一

4、只10K的上拉电阻R9到电源VCC引出RESET端到ATmega16，为了可靠，再加上一只0.1F的电容C0以消除干扰、杂波。二极管D4的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在VCC+0.5V 左右；另一个作用系统断电时，将电阻R9短路，让电容C0快速放电，使得下一次来电时，能产生有效的复位。第9页/共22页10电源模块电源模块 78xx系列为负极接公共地的稳压集成电路元件，三端1.5A正电源稳压电路7805的特点最大输出电流1.5A，输出电压为5V，具有热过载保护，短路保护，输出晶体管安全工作区保护。C10的一般都要求使用，因为7805一般都远离稳压电源，电容C11的作用是改善电源的稳

5、定性和瞬态响应。 第10页/共22页11RS232RS232电路电路 单片机系统一般使用的是TTL电平 ，串口通信接口标准以RS-232C为主 。RS-232C是用正负电平来表示逻辑电平状态，而TTL则是以高低电平表示逻辑状态。第11页/共22页12ISPISP接口电路接口电路系统单片机中需要下载程序，所以系统硬件电路需要一个下载编程接口电路； ISP (In System Programming)技术即在线系统可编程技术，是指在用户设计的目标系统中或印刷电路板上，为重新配置逻辑或实现新的功能而对器件进行编程或反复编程的能力。第12页/共22页13总体电路原理图总体电路原理图设计及设计及PCB

6、PCB板的制作板的制作 Protel99SE不仅在绘制原理图、PCB版布局布线等方面功能更加完善，因此在电路的整个设计周期都可以仿真查看和分析其性能指标，以便及时发现设计中存在的问题并加以改正，从而更好的完成电路设计。设计流程图第13页/共22页14电路原理图电路原理图第14页/共22页15PCBPCB板图板图 PCB 设计过程中，必需考虑布局与布线原则，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果。对系统布局完毕以后，要对PCB 图进行审查，看系统的布局是否合理，是否能够达到最优的效果。第15页/共22页163 3 软件程序设计软件程序设计单片机的串口通信程序 ：采用查询发送，中

7、断接收的方式 串行通信流程图第16页/共22页173 3 软件程序设计软件程序设计LCD显示的程序主要有初始化程序，地址设置程序，以及字符显示程序构成液晶显示流程图第17页/共22页184 4 系统调试系统调试 系统调试包括软件调试、硬件调试以及软硬件联调。 硬件调试：用万用表检查电源模块是否提供正常的工作电压；检查外部晶振是否正常工作；通过下载程序来检查ISP编程接口能否正常下载；通过执行简单的程序检查LCD液晶接口是否正常；用串口调试助手调试RS232接口能否正常通信。软件调试是利用AVRStudio软件完成软件程序的调试。系统联调是指用户系统的软件在其硬件上实际运行，进行软硬联合调试，从

8、中发现故障。 第18页/共22页19系统调试结果系统调试结果 完成系统的整体调试，其调试最终实验结果如图所示,其所测浊度值是3.1NTU。系统调试成功，系统完成浊度传感器的数据采集与液晶显示，达到预期实验结果。第19页/共22页205 5 结论与展望结论与展望 1 结论：本文在分析浊度数据采集与显示的设计要求，结合51单片机的不足及LED无法满足汉字显示的缺点，提出运用AVR单片机的串/并口通信，以及LCD点阵式液晶显示的设计方案。设计数据的采集与显示硬件电路，并完成数据采集、处理和LCD液晶显示程序的设计。最后在AVR单片机开发板上完成系统调试，实现浊度传感器的数据采集与液晶显示。 2 展望：由于本次设计受到时间限制，未能做出PCB板，但在AVR开发板上搭建硬件电路