時間：2023-10-13 16:14:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機的電路設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：單片機 控制電路 步進電機 驅動模塊
中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0019-02
1 前言
近年來，步進電機在多個領域得到了開發和應用，并取得了良好的使用效果。步進電機是一種常見的執行元件無論是結構還是操作方法，都比較簡單，其性能也與工業生產控制要求相適應，在工業技術中對其進行應用，已是一種既定的趨勢。步進電動機以其顯著的特點，在數字化制造時揮著重大的用途。與此同時步進電機調控也發生了相應的升級和轉變，本文對單片機和步進電機進行同步應用，以控制軟、硬件，不斷提高步進電機工作效率。
2 單片機的應用意義及原則
2.1 單片機的應用意義
單片機與步進電機進行同步應用，既能夠滿足工業生產要求，又是步進電機電路設計過程中的基本訴求。單片機的性質是集成電路芯片，以具體技術為依托，對中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、中斷系統和定時器等子系統功能進行實現。它能夠對數據信息進行收集、分析和處理，在步進電機控制系統中極具應用優勢，達到良好的應用效果。
首先，提高步進電機性能。依據實際情況，對反應式、永磁式和混合式等步進電機類型進行合理選擇，充分發揮它的設計功能，適應社會需要。如果對該三種反應原理進行單一應用，步進機將喪失其整體性能，也會對步進電機的工作質量產生不同程度的影響，使它的應用效果大打折扣。單片機能夠依據步進電機的工作環境、運動特性、控制性能和實際功用等，對它進行局部性的優化和升級，以補強步進電機控制系統整體，實現步進電機結構層面上的一體化，充分發揮它的使用性能，為工業生產提供物質及技術支持。
其次，降低步進電機維護及保養成本，節省資金。步進電機的材質一般比較昂貴。接收電信號脈沖之后，長期工作周期背景下，運動軌跡會發生明顯變動。對步進電機的使用效果和結構產生直接性影響，產生裂紋或在記錄過程中出現失誤，使步進電機維護更加困難。在實際應用中需要在特定周期內，對步進電機進行維護和保養，確保其具備良好的應用效果及安全性。單片機能夠從結構和功能上對步進電機進行協調，使電機不再受局部區域干擾，避免出現運動差錯，對步進電機的維護和保養成本進行有效控制，實現資源節約。
2.2 單片機在步進電機電路中的實用性原則
設計單片機步進電機控制系統的時候，需要考慮資金要素，要依實際情況，對設計成本進行有效控制，減少不必要的資金浪費，使單片機在步進電機電路中得到充分應用。
3 步進電機概述
3.1 步進電機發展
步進電機別名階躍電動機或脈沖電動機，它能夠對脈沖信號進行轉換，使其成為角位移或直線位移電機，也使它的分析過程更加便利。該種步進電機發展較早，無論是位移量與脈沖數，還是位移速度與脈沖頻率都呈現正相關。
步進電機的最初研發時間是上世紀二十年代，距今已有很長年限。上世紀五十年代，人們開始在步進電機上對晶體管技術進行應用，實現了對步進電機的數字化控制，使其控制過程更加快捷便利。此后，研究人員再次對步進電機性能進行升級和改善，使其具備分解性、響應性、精度性和可依賴性等多方面優勢。加之，微電子技術和計算機技術的發展，自動化控制系統中開始對步進電機進行頻繁應用，使其逐漸成為機電一體化中的重要執行元素。步進電機的優勢非常明顯，它既能夠提升工作效率，實現自動化，也能夠使位置控制更加快捷、準確，不斷提高生產效率，實現經濟效益最大化[1]。
步進電機廣泛應用在生產實踐的各個領域。它最大的應用是在數控機床的制造中，因為步進電機不需要A/D轉換，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以被認為是理想的數控機床的執行元件。早期的步進電機輸出轉矩比較小，無法滿足需要，在使用中和液壓扭矩放大器一同組成液壓脈沖馬達。隨著步進電動機技術的發展，步進電動機已經能夠單獨在系統上進行使用，成為了不可替代的執行元件。比如步進電動機用作數控銑床進給伺服機構的驅動電動機，在這個應用中，步進電動機可以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉矩，其二是傳遞信息。步進電機也可以作為數控蝸桿砂輪磨邊機同步系統的驅動電動機。除了在數控機床上的應用，步進電機也可以并用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅動器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中等等。
3.2 步進電機的工作原理
定子和轉子是步進電機的主要元件。正常工作狀態下，如果有電流經過，定子繞組會產生一個矢量磁場，繼而對轉子產生帶動，使其在具體作用下旋轉，轉子和定子的磁極磁場方向會發生偏差，形成相應的角度。步進電機主要對通過定子繞組的電流進行支配，實現轉子旋轉角度控制。一旦輸入脈沖信號，轉子即發生偏轉，即步距角。完成脈沖信號給出規律設定之后，電流的通過將會更具規律性，而轉子也會有規律的進行持續轉動，對電機進行帶動，使步進電機實現工作。如圖1所示，步進電機結構。
傳統電動機的轉動具有持續性特征，控制難度相對較大。當前的步進電動的驅動方式是數字信號，能夠依據實際情況，對它的定位和運轉等使用狀態進行有效調節。我們對輸入脈沖的電機繞組通電順序、頻率和數量等進行合理調整，對步進電機接受脈沖信號而旋轉指定的角度進行科學合理的指揮，使其滿足最初訴求。如今，步進電機的正常運行得益于脈沖信號。如果沒有輸入脈沖信號，步進電機將處于定位狀態。單片機能夠對步進電機這一特性進行有效控制。對單片機和步進電機進行同步應用，有助于提高其生產效率。傳統電動機的主要功用是能量轉換，而步進電機則作為電路控制元件存在，極具精確性，對人們日常生產和生活具有正向性影響。
4 基于單片機控制步進電機電路的設計
步進電機可以以硬件系統實現控制。但是，基于市場因素考慮，硬件系統不具備經濟性，而它的各項功能也不具備適用性。一旦發生設計變更，則需要對硬件電路進行整體性修改，加大了工作負擔，很難實現便利性。單片機具備可直接編程優勢，能夠對運算功能進行有效執行，在具體應用過程中，可對步進電機進行適應性控制，對具體的轉向、步數和速度等進行合理調節。借助軟件的更改，能夠滿足不同設計訴求。設計人員對顯示電路和鍵盤電路進行有效結合，能夠進行人機交換，最大程度降低外部干擾，使其更加可靠、高效。
4.1 系統硬件設計
4.1.1 單片機最小系統
電路設計中離不開單片機最小系統設計，它是步進電機電路的起始部分。主要功能是生成步進電機轉動需要的脈沖，并對其加以控制。我們可以借助單片機的軟件編程功能，對步進電機所需要的信號進行輸出，使單片機輸出脈沖數與步進電機旋轉角度呈現正相關，單片機輸出脈沖頻率與步進電機轉動速度也呈現正相關。同時，單片機也能夠對電流值進行有效處理，并借助數碼管明確顯示電機的轉速和方向。
單片機的主要模塊有復位電路和晶體振蕩電路。如圖2所示，單片機最小系統線路圖。
P0口主要對數碼管顯示情況進行控制，使其顯示結果更加明確，且極具準確度；P1口著重控制步進電機中單片機的編程，使芯片處于良好的讀寫狀態；P2口作為數碼管位選，對公共端工作進行有效控制。同時，它也能夠對掃描電路鍵盤工作情況進行合理控制。P3口著力于模數轉化成芯片的工作控制[2]。
4.1.2 數碼管顯示電路
數碼管顯示模塊的主要顯示內容有步進電機選擇速度、旋轉方向、步進電機電流通過情況。該設計中，借助數碼管對設計進行顯示，直接點亮數碼管，實現位選部分，對單片機控制端的地輸出電壓問題進行有效控制。因而，需要將輔助三極管添加到位選和單片機控制端。
4.1.3 串口通信模塊
串口通信模塊的應用原理是對計算機和單片機進行連接，實現二者之間的信息交互和流通。它的應用原理是借助計算機對程序進行編程，然后對程序進行復制，在單片機芯片中對其進行應用。
4.1.4 電機驅動模塊
步進電機的信號功率比較小，很難對電機進行驅動，使其運行。因此要添加電機驅動模塊，使步進電機信功率不斷放大。集成的驅動芯片價格比較低，控制難度相對較小，可以將其作為核心元件應用到電機驅動電路設計中。
如圖3所示，該電機驅動電路中，電機驅動核心由驅動芯片L298和其周圍的電路組成，L298N的管腳IN1，IN2，IN3，IN4和ENA，ENB與單片機的I/O端口P1口的六個管腳依次連接相連，接收脈沖信號。L298N的OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機的一相。其中IN1，IN2，IN3，IN4管腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉。ENA，ENB控制使能端，控制電機的停轉。而控制步進電機的運行速度只要控制系統發出時鐘脈沖的頻率或換相的周期，即在升速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸增加；在減速過程中，使脈沖的輸出頻率逐漸減少。該種連接模式和驅動芯片與單片機和步進電機之間的串聯模式相符合，使電路控制和操作更加簡單和便利。
4.1.5 獨立按鍵電路
內部電路中的按鍵是獨立的，在單片機端口上對其進行連接。將其作為外部性按鍵，使內部各項模塊具有較好的中斷功能，以對步進電機旋轉方向進行科學合理的選擇，并對它的速度進行科學調控，使其電流呈現良好的現實狀態，對步進電機進行合理控制。它屬于步進電機電路設計中的輔裝置，具有不可或缺的重要作用。
4.2 系統軟件設計
軟件系統主要為硬件系統電路設計提供依托和支持。依據單片機本身的性質和特點，對系統軟件進行合理編程和讀寫，以充分體現出設計功能，并對其進行合理更改，實現電路控制。系統軟件設計與硬件系統電路設計具有緊密相關性。軟、硬件中的任一設計模塊都直接關乎最終設計效果和步進電機電路的整體運行狀態。因而，需對系統軟件設計進行合理把控，以提升其整體性能。
4.2.1 紅外線編碼
遙控器編碼形式是32位二進制碼組，前16位是用戶識別碼，能夠對不同的電器設備進行有效區分，避免不同機種遙控編碼相互干擾。該芯片用戶識別碼固定高8位地址和低8位地址分別為OBFH和40H，后16位則是8位操作碼和它的反碼。單片機接收紅外線之后，可按以下方式開展解碼工作：中斷信號產生-EA清零-延時短-等待高電平-延時不足4.5ms-再次等待高電平-延時0.84ms-P3.2腳電平值讀取，對32位代碼進行依次讀取，前16位是識別碼，后18位中，數據碼和數據反碼均為8位[3]。
4.2.2 步進電機程序
步進電機程序設計的基本訴求是對旋轉方向進行判斷，再依據正確的順序，將其傳送給控制脈沖，繼而對所需控制步數進行判定，觀察其具體傳動情況，直至將要求控制步數傳送完畢。分別將步進電機和單片機作為具體執行元件和控制器，并將檢測元件定義為光敏電阻傳感元件背景下的傳感器。而手動輸入信號則是手動按鈕，以紅外遙控裝置開展遙控操作，對時鐘控制和狀態顯示的步進電機控制系統進行綜合限定輔助，使步進電機的手動、自動和遙控多功能操作更加便利，保障其可靠性。
5 程序原理分析
5.1 程序設計思路
依據電路設計，單片機的輸入和輸出分別為P1口的前6個管腳和P1口的后2個管腳及P2口的前4個管腳。首先，主程序部分向驅動電路輸出4路高電平，停轉電機。繼而對定時器T0的具體工作模式和允許中斷位置高電平進行合理設置，將“停轉”狀態顯示點亮，然后進行按鍵掃描，按下按鍵之后，實現程序段跳轉。如果沒有按下按鍵，即會回歸到程序的初始部分。正轉部分需對正轉狀態指示進行點亮，然后執行起始脈沖輸出，繼而對按鍵進行掃描，并對不同狀態下的執行情況進行合理判斷，調配到定時器T0賦初始值子程序，對累加器A中的數值進行累加。幾經循環，使步進電機處于正轉狀態。反轉部分的設計過程亦是如此。加速和減速中，對定時時間進行改變，即可實現定時器定時初始值更改。
5.2 設定定時器計數初始值
程序設計中對定時器T0的定時中斷進行選用，以實現步進電機細部性時間控制。對T0的定時時間進行更改，即可改變步進電機轉速。假定步進電機的步距角為7.5°，轉一圈耗費的脈沖數量為48。將轉速假設為N（r/min），而每一分鐘脈沖數據輸送數量為48N，每送一個脈沖信號需要花費的時間為s。
定時器T0的技術初值為。將步進電機最低轉速假定為20r/min，最高轉速為100r/min，速度級的界定為5r，共17級。
6 結語
步進電機在應用層面極具優越性，在工業設備中已經得到了廣泛應用，有助于提高生產質量及效率。我們要結合具體操作背景，對單片機的優越性進行重點分析，在步進電機電路控制系統中對它進行全面應用，使步進電機工作性能得到充分提升。伴隨著不同的數字化技術的發展以及步進電機本身技術的提高，步進電機將會在更多的領域得到應用。
參考文獻
[1]洪新華，陳建鋒，等.基于單片機的步進電機控制系統的設計[J].湛江師范學院學報，2010，（06）：84-87.
[2]令朝霞.基于單片機的遙控步進電機控制的設計[J].自動化技術與應用，2012，（04）：78-80+91.
[3]劉建南.基于單片機的步進電機控制系統的設計研究[J].科技廣場，2016，（03）：61-63.
關鍵詞：射頻卡；MSP430；MTP-K4；門禁系統
中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：B
文章編號：1004-373X(2008)10-171-03オ
Design of RFID Card Reader Circuit Based onMSP430
LIU Jiping,TAN Yaohui
(Hunan Industry Polytechnic,College Changsha,410208,China)オ
Abstract： With the practical application of RFID technology as background,uses the low cost proximity reader MTP-K4,combines with 16-bit low cost microcontroller MSP430 which has RISC instruction set and Flash EEPROM to design RFID card reader circuit.The designing principle schematics of each hardware part are given,the implementing methods of each function are described,and part source code is given.The access control system based on this circuit have feature of stronger confidential and remote supervision.
Keywords：RF card;MSP430;MTP-K4;access control system
非接觸式IC卡又稱射頻卡，封裝在一個標準的PVC卡片內，芯片及天線無任何外露部分。是世界上最近幾年發展起來的一項新技術，結束無源(卡中無電源)和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。卡片在一定距離范圍（通常為5~10 mm）靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數據的讀寫操作。非接觸式IC卡具有可靠性高、操作方便、安全防沖突的特點，越來越多地被應用于各種場合。目前，射頻卡按工作頻率分為2種：13．6 MHz與125 kHz。本文中介紹的電路適用于工作頻率為125 kHz射頻卡的信息讀取。
目前，隨著技術的發展和應用的需求，IC卡（又稱智能卡）在人們的日常生活中已經得到了廣泛應用。通常，IC卡可以分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡2類。接觸式IC卡是卡與讀卡器直接物理接觸進行數據交換，部分金屬電路是在外面的，如手機卡、公共IC電話號等。非接觸式IC卡又叫射頻卡，由IC芯片、感應天線組成，他成功的將射頻識別技術和IC卡技術結合起來，射頻與讀卡器之間通過射頻信號進行數據交換，不需物理接觸，電路是封裝在內部的，如公交車的收費卡等。非接觸式IC卡與接觸式IC卡相比，具有可靠性高，使用方便，不怕雨水、靜電以及沒有接觸劃傷等優點，因此，得到了更廣泛的應用。
射頻卡與讀卡器之間的射頻信號調制方式常見的有FSK（調頻）、PSK（調相）、BIPH（雙相）、Manchester（曼徹斯特）。
1 讀寫器設計
1.1 MTP-K4讀卡器電路
在實際應用硬件電路中，讀寫器一般由天線、基站芯片、MCU組成。其中，基站芯片主要實現高頻接口模塊的功能，用于完成數據的調制、發射和射頻的接收以及數據的解調任務。
射頻卡的讀寫以無線電波的方式進行，當卡片移到電磁場的有效作用范圍時，卡片里的線圈將感應到讀寫器模塊天線發送的電磁波，從而獲得電源并在電磁感應的作用下得到觸發，進行調制數據傳送。本文采用MTP-4K射頻收發模塊，他采用5 V電源供電，125 kHz的工作頻率，能識別EM4001/4102 或兼容卡，通過韋根26位/RS 232 TTL （ASCII）輸出數據。MTP-K4總共有9個引腳，引腳3接高為RS 232 TTL（ASCII）輸出格式，接低為韋根26位輸出格式。讀卡器電路圖如圖1所示。
本系統采用標準韋根26位輸出格式：
Wiegand輸出[WB]Pin3接Low
Pin1 Antenna 0To External Antenna
Pin2 Antenna 1To External Antenna（L：680uH）
Pin3 Strap to +0V
Pin4 BEEP/LED2.7 kHz Logic
Pin5 One Output
Pin6 Zero Output
Pin7 /ResetLow Active
Pin8 Ground0V
Pin9 VCC+4.6 through +5.5V
圖1 MTP-K4讀卡器電路圖[FL)]
12345678910111213[]14151617181920212223242526
[BHDG5mm]P(1)EEEEEEEEEEEE[]OOOOOOOOOOOOP(2)
[BHDG5mm,K84.5mm。2]EVEN Parity(E)[]EVEN Parity(E)ODD Parity(O)
[FL（K2]
P(1)=Parity Start Bit，第1位為2~13位的偶校驗位。
P(2)=Parity Stop Bit，第26位為14~25位的奇校驗位。
（1） 輸出資料為卡片號碼（62E3086CED）的后3個Bytes：08H，6CH，EDH。
Wiegand26輸出時，將去除原卡片號碼的高16 b的數據，從剩余卡片號碼的最高位開始輸出。
（2） Bit0 =1：D0=1，D1=0
Bit23=0：D0=0，D1=1
（3） 輸出波形如圖2所示。
圖2 韋根26位輸出波形圖
1.2 射頻卡
射頻卡有很多種分類方法，其中按芯片可分為3類：只讀卡，讀寫卡和CPU卡。
本文采用的是只讀卡（又稱為ID卡）EM4100，他靠讀寫器感應供電并讀出存儲在芯片E2PROM中的惟一卡號，卡號在封裝前一次寫入，封卡后不能更改。
EM4100ID卡的主要特點：載波頻率RF為125 kHz；感應距離為2～15 cm；數據存儲容量共64位，其中包括9個起始位，40個數據位（前8位為版本或制造商信息，后32位為用戶信息），10個行校驗位，4個列校驗位，1個結束停止位；數據的傳送速率有64 b/s，32 b/s和16 b/s三種。
在讀寫器工作狀態下，當ID卡進入讀寫器產生的射頻場內時，依次將卡內64位數據循環輸出，直到ID卡離開讀寫器失電為止。
2 射頻卡讀卡電路設計
本系統采用低功耗的MSP430單片機作為主控制器，MSP430是TI（德州儀器）的一款超低功耗FLASH型16位RISC指令集單片機，他具有強大的處理能力、豐富的片上模塊和方便高效的開發方式。射頻卡讀卡電路如圖3所示。
MTP-K4讀卡器的數據從第5，6腳輸出到MSP430，MSP430對數據進行卡片號碼獲得、數據加密等處理，同時對讀到的射頻卡卡號與預先存儲在MSP430存儲器中的卡號進行比較，判斷射頻卡是否為合法卡并通過P3.6輸出提示信息。在沒有讀卡期間，MSP430定時從P3.7腳發出復位信號對MTP-K4進行復位，保證電路沒有死機現象。
3 系統軟件設計
簡單地說微處理器對MTP-K4 的控制事實上就是對非接觸式智能射頻卡的控制。當有卡刷入時，單片機從讀卡器芯片讀入卡號，判斷他是否為合法卡，然后根據結果發出控制信號。韋根通信方式讀卡程序如下：
圖3 射頻卡讀卡電路圖
4 結 語
本文采用低功耗MSP430單片機和EM4100只讀卡構成的讀卡電路，簡單、實用，成本低廉的特點，可實現卡號永不重復、具有卡號復制困難、安全級別高，為信息查詢、參數設置的實現提供了電路支持。
參 考 文 獻
［1］顏重光.BL75R06近距離非接觸射頻識別IC卡芯片［J］.電子設計應用，2007，60（4）：128-129.
［2］Klause Finkenuller．射傾識別(RFID)技術［M］.北京：電子工業出版社，2001.
［3］北京遠興時代科技有限公司.MTP-125K4 Series Low Cost Proximity Reader.
［4］秦龍.MSP430單片機常用模塊與綜合系統實例精華［M］.北京：電子工業出版社，2007.
［5］余永權.FLASH單片機原理及應用[M].北京：電子工業出版社，1997.
［6］趙亮.單片機C語言編程與實例[M].北京：人民郵電出版社，2003.
［7］李朝青.單片機及DSP數字IC技術手冊[Z].北京：北京航空航天大學出版社，2002.
［8］陳潤泰，許琨.檢測技術與智能儀表[M]．長沙：中南工業大學出版社，2001.
［9］沈德金.MCS-51系列單片機接口電路與應用實例[M].北京:北京航空航天大學出版社,1990.
［10］胡漢才.單片機原理及其接口技術[M]．北京：清華大學出版社，1996.
本文通過對自己設計調試51單片機硬件實驗經歷的反思，分析其中的缺點，提出一種新的設計調試方法，即以新款的EDA仿真軟件Proteus為平臺，設計出一套符合潮流需要的實驗調試系統。
【關鍵詞】Proteus 單片機 實驗調試系統
電子設計的傳統方法是：選取實物元器件，連接電路，加載程序，調試分析。該方法對于單片機系統設計缺乏相應程序的即時聯調，而常用的PROTEL、ORCAD、EWB等軟件也無法滿足此要求，由此，更加凸顯了單片機系統設計周期長、開發費用高等缺點。
EDA設計的新方法是：以Proteus軟件為平臺，開發一套51系列的單片機仿真實驗系統。板上集成譯碼器、繼電器、雙色點陣等模塊，實驗從易到難，能夠對較復雜的項目有直觀的認識。文中涉及到的核心芯片是由ATMEL公司開發的AT89C51，并配合第三方軟件KEIL，用以改寫軟件程序，使得在設計調試的過程中可以多次使用已開發的成果。除了具備一般硬件實物板的所有功能外，開發出的虛擬實驗系統還具有很好的聯調聯試仿真功能。
1 PROTEUS 軟件的主要結構
PROTEUS 是由英國 Lab center Electronics 公司開發的 EDA 工具軟件。主要由兩個程序組成：ARES 和 ISIS。前者主要用于 PCB 自動或人工布線及其電路仿真，后者主要采用原理布圖的方法繪制電路并進行相應的仿真。除上述基本應用外，該軟件的革命還在于它的電路虛擬仿真是互動的。
2 PROTEUS功能模塊電路以及軟件的設計
2.1 譯碼器模塊
采用AT89C51，LED-RED，RESISTOR，POWER，74LS138等元件，組成如附圖所示原理圖，實現單片機一組端口進行段碼控制。
程序設計：設置輸出初值 0FEH，順次點亮與 P2 端口相連的LED燈，之外的LED燈全部熄滅；隨后，循環右移 1位輸出初值帶進位，并移位輸出。移位輸出 8 次后，依次循環。
程序調試完成后生成.HEX 文件，加載該文件，運行 Proteus ISIS。
2.2 繼電器模塊
采用AT89C51、RTE24005F、DIODE、LAMP、PNP、RESISTOR等元件，組成如附圖所示原理圖，使繼電器動作。
程序設計： PNP晶體管的一側接在單片機的P2.4端口，當靠近單片機側端線加低電平，使三極管接通，繼電器和指示燈正常工作。
程序調試完成后生成.HEX 文件，加載該文件，運行 Proteus ISIS。
2.3 雙色點陣模塊
采用AT89C51、74HC595、SIP8HX2等元件，組成如附圖所示原理圖，實現雙色點陣運行。
程序設計：采用無返回值的Ms延時函數，向單片機發送字節，并在發送n個字節后由74HC595鎖存。在74HC595級聯發送數據后，方使鎖存有效。此時，8列紅色點陣顯示心形，并加載防重影函數。以此類推，使用8列綠色點陣反向顯示同樣圖形，閃爍紅綠心形圖案。
程序調試完成后生成.HEX 文件，加載該文件，運行 Proteus ISIS。
2.4 液晶顯示屏模塊
采用AT89C51、BUTTON、RESISTANT、LCD等元件，組成如附圖所示原理圖，驅動液晶顯示屏。
程序設計：首先運行無返回值的us延時函數，爾后進行判忙流程，忙則等待，直至寫入命令函數和數據函數。隨后執行清屏函數，提示“press any key”。初始化函數，執行按鍵掃描函數，使用行列反轉掃描法，并檢測有無按鍵按下。
程序調試完成后生成.HEX 文件，加載該文件，運行 Proteus ISIS。
我設計的 51 系列單片機仿真實驗系統只是運用了Proteus軟件功能的一個部分，其對PCI、ARM7、AVR等CPU都能進行仿真實驗。自己所做的僅是拋磚引玉，提出電子設計的新理念―EDA仿真開發。另外，應用EDA技術來開發電子產品，不僅是提高電子設計效率的需要，也是我國電子工業立于世界的需要。
3 附圖
以上為部分模塊的仿真結果，仿真時只需順次連線于單片機運行即可，整體如圖1所示：
參考文獻
[1]蔡美琴，張為民，沈新群著.MCS-51系列單片機系統及其應用[M].北京：高等教育出版社，1992.
[2]葉建波，朱雙東著.基于Proteus的單片機電路的虛擬仿真[J].電子工程師，2008.
作者簡介
滕輝（1989-），男，山東省招遠市人。現在讀于山東科技大學碩士。研究方向為電力系統及其自動化。
公茂法，現為山東科技大學教授。
關鍵詞：單片機；教學；實踐
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0181-02
單片機具有體積小、控制功能強、可靠性高、性價比高等特點，得到越來越廣泛的應用。目前，很多工科高校都開展了《單片機原理及應用》課程，并且在各相關專業中占有重要地位。《單片機原理及應用》是一門實踐性、綜合性很強的課程，可以綜合學生所學的電路、數字電路、模擬電路、可編程邏輯器件、編程語言、控制系統設計、傳感器等多門基礎課和專業基礎課的知識，主要培養學生進行智能化電子系統整體設計能力。《單片機原理及應用》必須加強實踐教學才能取得好的效果。但是，目前在實踐教學過程中所使用的教學設備主要是實驗箱，其主要元件一般是目前已經淘汰的插接式器件，同時由于實驗時間場地的限制，學生很難有足夠的實踐時間。為此，本文設計了單片機教學實踐系統，主要元件均采用貼片元件，體積小、成本低，可直接使用計算機的USB接口供電和下載程序，并且采用了目前單片機應用領域最流行的多種總線技術，CPLD技術等，使學生可以從認識元件開始，到設計、加工、調試、設計較復雜測控系統，全面培養學生的設計、實踐能力。
一、單片機實踐教學系統組成
為使學生在學生使用過程中，盡可能學生更新的知識，并且與教學過程相匹配，同學又要留有足夠的擴展空間供學有余力的學生有更多深入學習的機會，因此在設計過程中，既保留的目前教學課本中最經典的教學內容，同時，又引入了目前實際應用領域中廣泛使用的新技術。系統主要組成如圖1所示。
教學系統以AT89S52單片機為核心，設計了CPLD擴展電路、人機接口、模擬信號輸入輸出電路、數字量輸入輸出電路、存儲器擴展電路及幾種比較典型的應用電路。
二、單片機實踐教學系統電路設計
1.CPU及CPLD擴展電路設計。CPU選擇AT89S52作為主控CPU，可以在線編程，內部8K的Flash存儲器，不需要擴展程序存儲器，內帶看門狗，最大工作頻率33MHz。擴展8K數據存儲器（62624），可以滿足學習需要。數字量的輸入、輸出羅輯均由CPLD實現，CPLD采用EPM7128，它帶有2500門，128個宏單元，8個邏輯陣列，可用輸入輸出引腳100個。CPLD輸出實現數字量的輸入、輸出外，還實現單片機總線擴展的鎖存器、譯碼器等需要的數字邏輯單元。為學生使用方便，為學生提供輸入、輸出接口、計數器、數值比較器等基本數字電路的程序示例及單片機控制程序示例，以保證沒有學過CPLD的同學無障礙的學習使用單片機。
2.模擬信號輸入輸出電路設計。模擬信號輸出采用目前教學過程中普遍采用的8位逐次逼近型A/D轉換器ADC0809，帶8個模擬通道，芯片內帶通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態數據鎖存器，啟動方式為脈沖啟動方式，每一通道的轉換時間大約100微秒。模擬信號輸出通道采用DAC0832，它由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉換器組成。模擬信號的參考電壓均采用REF195設計，輸出5V標準信號。地址譯碼及選通信號等邏輯信號均在CPLD中編程實現，可以使學生充分靈活的實現自己的接口設計。
3.人機接口電路。人機接口電路采用了單片機電路最常用的鍵盤、數碼管管理器件HD7279作為核心電路，設計了3×4的小鍵盤及四位數碼管，可以滿足測控的基本需要，同時可以滿足學生對于人機接口程序設計聯系的需要。
4.USB下載電路及供電電路設計。單片機實踐教學系統采用USB供電，即可以保證學生可以充分自由的使用教學系統，同時也保證使用安全。單片機程序下載采用USB下載，提供給學生上位機的下載程序，方便學生使用。下載電路采用AVR的單片機Atmeg8為核心，Atmeg8是一個簡指令單片機，是一款功能強、可靠性高的工業級單片機，內帶Flaseh、SRAM、EEPROM等典型存儲器，A/D轉換器等實用的單元。電路設計中除了將它用于程序下載外，還提供了一路數字量和一路模擬量的輸入，以使學有余力的學生可以學習到一種新的單片機，擴展單片機知識。
5.典型應用電路設計。為保證學生不僅學到單片機的基礎知識，還要兼顧目前流行的新技術，同時又要提高學生的學習效率，在盡可能短的時間內學習到更多的知識，選擇了三種典型的新器件，既具有實用性，又具有代表性。其中DS18B20是基本于單總線的溫度傳感器，DS1302是基于SPI總線的日歷時鐘芯片，AT24C02是基于二線串行總線的EEPROM芯片，三種芯片采用了三種不同的總線，基本涵蓋了單片機測控領域最常用的串行總線方式。
【關鍵詞】單片機；防盜報警系統；紅外線
隨著社會的發展和科學的進步，人們對于自身生命財產安全的保護意識有著很大的提升，對于現代的防盜措施也提出了更高的要求。本文的防盜報警系統就是為了滿足現代家庭防盜而進行設計的。
1.整體方案設計思路
在本文的設計中，包含有硬件設計和軟件設計兩個模塊。就設計來說，單片機的使用是其中的核心環節，本文采用的是，因此從某種意義上看，此防盜系統也是單片機的具體應用。單片機的應用系統同樣也是由軟件和硬件所構成的，其中硬件包含了單片機、應用電路、輸入輸入設備等等，而軟件則是所有工作程序的集合。
此設計主要包含有以下的結構：報警電路、熱釋電紅外傳感探頭電路、單片機、復位電路還有一些控制管理的軟件。本文所采用的處理器是單片機AT89C51，系統整體都是在軟件的調節控制下運行的，首先被設置于監測點的紅外探頭能夠感應到人體所輻射出來的紅外線，將其轉變成電流信號，再通過放大和比較電路，傳送到門線開關，將門限的閥門打開將TTL電平傳送到單片機AT89C51。在單片機內部，通過軟件進行查詢以及識別，最終判決是否應該實時的發送出警報信息。一旦入侵控制信號被發出，驅動電路就會將該警報進行放大，并且控制相應的聲音光線警報設備來配合相應指令。警報狀態在持續了15秒后能夠自動解決，人們也可以手動進行解除。最后復位電路會將整個警報系統復位，或者系統內的定時器也會自行的進行復位。
當人們外出的時候，能夠將家里的警報系統設置為運行狀態，當有人闖入到檢測區域的時候，熱釋電紅外傳感器就會檢測到相應的入侵行為，從而及時迅速的通過轉換輸出，發送出警報，從而起到防盜的效果。紅外線具有較強的隱蔽性，在監控區域設計紅外線，能夠較為的便捷的探測到某位置是否有人進出，不僅能夠較為準確的判斷是否有人進出，還能夠在很大程度上提高檢測的范圍。系統的有效性和穩定性一直都是報警系統追求的目標，最終的警報形式能夠采用聲音或者光線信號。
2.電路模塊設計
2.1熱釋電紅外傳感器電路設計
在本設計中熱釋電紅外傳感器的電路是通過雙探測員的模式來進行檢測工作的。在VCC的電源端通過分別通過C1和R2來保證報警系統的電壓處于穩定的狀態，在傳感器電路的輸出部分也使用了穩壓元件來穩固電路的信號。一旦系統探測到了人體所散發出的紅外線警報，所形成的點和信號通過FET進行放大，再通過C1和R2的穩壓，能夠將輸出信號轉變成高電位，最后通過NPN的轉變，就會在OUT處輸入低電平。
2.2防盜報警系統放大電路的設計
防盜報警系統放大電路設計如圖1所示，這是一個很基本的放大電路，其中其中Vi和Vo分別代表了輸入的電壓信號以及經過放大的輸出電壓信號。
圖1 防盜報警系統的放大電路
2.3防盜報警系統的時鐘電路設計
在防盜報警系統的時鐘電路設計中XTAL1和XTAL2兩部分分別代表了反向放大器的輸入端口和輸出端口。這個反向放大器能夠配置成片內振蕩器。即可能夠采用石晶振蕩，也可以通過陶瓷振蕩。如果需要在系統中使用外部時鐘源的驅動器件，應該將XTAL2的連接斷開。
由于單個機器的周期總共包含有六個狀態周期，而每一個狀態周期又能夠劃分為2個振蕩周期。因此，在一個完整的機器周期之中總共包含了12個振蕩周期，如果采用的是石晶振蕩器，其振蕩的頻率是12MHZ的話，那么單獨一個振蕩周期時間就是1/12us，那么一個完整的機器周期就是1us。
2.4防盜報警系統復位電路的設計
在報警系統的復位問題上，提供了兩種方式。一種是電自動復位，另外一種就是在系統外部通過按鍵進行手動復位。單片機運行過程中，在時鐘電路進行工作后，在復位端口持續性的實現2個機器周期的高電平就能夠完成復位工作。比如所采用的晶振頻率是12MHz的時候，那么復位信號所應該持續的時間不能夠低于2us。在本文防盜報警系統的設計中，采用的是人為的在外部通過手動按鍵的方式進行系統復位。
2.5防盜報警系統發光二級管電路設計
在電路設計中，四個發光二級管在連接電阻之后，會連接到單片機部門的RXD的引腳，同時需要外接VCC。如果單片機的RXD引腳被改變成低電平，那么發光二級管就會閃亮，從而起到迅捷的警報作用。
3.防盜報警系統的軟件程序設計
3.1主程序的運行流程圖
通過上文所描述的工作原理以及設計的硬件結構進行分析，能夠了解本防盜報警系統的主程序設計如圖2所示。
圖2 防盜報警系統主程序流程圖
3.2中斷服務程序運行流程圖
系統設計中，中斷服務程序所起到的作用是，當單片機接收到外部熱釋電傳感器傳達的脈沖信號的時候，也就意味著有人進入了監控區域，再通過單片機的內部程序加工處理，就會控制驅動讓聲光警報部分發出警報以提醒人們。在警報維持了15秒后系統會自動停止，系統會再度開始循環的運行狀態，來檢測是否還存在有觸發信號，等待著報警使得報警器能夠維持連續的運行狀態。當然，在警報信息還沒有維持15秒的時候，也能夠通過手工按鍵的方式來實現中斷。
4.總結
本設計主要研究了基于單片機的防盜報警系統。這個報警系統的核心是AT89C51單片機，是系統運營的處理器，在外部鏈接熱釋電紅外傳感器，這是一種新型的被動式的紅外線探測儀器，能夠在遠程不接觸的情況下檢測出人體發出的紅外線，并且將這種輻射轉變成相應的電流信號。同時還具有良好的抗干擾能力。在正常狀態中，傳感器輸出的是低電平，一旦有人出現在監測區域中，低電平就會轉變成高電平，然后輸送到單片機處理器，成為一種觸發信號，在通過處理器內部加工處理之后，單片機會將控制信號輸出，控制聲光警報設備發出信號。這個防盜警報系統最大的特點就是操作便捷簡單，而且安裝過程不負責，有著相當高的智能性。隨著現代人安全保衛意識的提升以及現代科學技術的不斷發展進步，報警系統必然會在將來得到更長遠的發展。
【參考文獻】
[1]黃布毅，何超前，李冬富，石軍.基于無線傳感器網絡的家庭安防報警系統設計[J].安防科技，2008，（03）.
[2]周高杯，戴瑜興，閻博文.智能無線防盜系統的設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2004，（07）.
[3]王松德，梁會琴，張須欣，朱小龍.熱釋電紅外傳感器在無線遙控報警系統中的應用[J].安防科技，2008，（03）.
[4]徐向嶺，李曰穎.基于AT89S52單片機的溫度采集與控制系統[J].科技信息，2011，（11）.
本文設計了一款辦公室燈光自動控制器，實現辦公室燈光的實時控制，自動判斷是否開燈，最大程度的節電，避免人工控制中因管理不到位而造成電能的浪費。系統能自動感知人體以及外界照明情況的變化，由熱釋電紅外傳感器和光敏晶體管探測，信號傳輸到單片機，以控制和調節燈光。
1.控制系統結構
如圖1所示，系統包括控制器主控芯片、電源模塊、手動調節、燈光驅動電路、熱釋電紅外傳感器、數碼管顯示和光敏原件等模塊。
熱釋電紅外傳感器感知辦公室內是否有人類活動，然后針對這兩種情況進行不同的燈光控制。在特殊情況下的用電要求的時候，光傳感器連接主控單片機，對室內光線強度進行監控，手動控制燈光，可使燈保持一直開啟或是一直關閉的狀態。
數碼管模塊顯示室內光線強度，并按照設定的時間進行無人倒計時。燈光驅動模塊：光電耦合器實現光電之間的相互轉化。220V交流電由電源模塊輸出后，又經過變壓器、全橋整流、穩壓、7805穩壓，得到5V直流電。這個電流就是為單片機、傳感器以及其他元器件提供電能的。
2.單元模塊電路設計
2.1 電源電路設計
輸入為220V交流電，輸出為穩定的5V直流電。可以看出，這個電路的設計十分方便，并且能夠輸出穩定的電壓，最大輸出電流為1A，電路能帶動一定的負載，具有實用性。具體電路如圖2所示。
變壓器的輸入端連接到電源插頭，變壓器后接到橋式整流電路。由于整流后電壓波動較大，所以連接一個330μF/25V的電解電容。三端穩壓器LM7805輸出5V的電壓，其最大輸出電流為1A，內部有限流式短路保護。為了濾波和阻尼，三端穩壓器后連接一個10μF的電容。在最后，C2兩端接了一個輸出電源的插針，這使得它可以與用電端口連接。
2.2 數碼管顯示電路設計
當某一字段的陰極置高時，該字段不發光。把發光二極管的陰極全部連在一起，形成共陰極數碼管。把公共極COM連接到地線GND，如果把某個發光二極管的陽極置高，對應的字段就被點亮；如果置低，該字段就不亮。數碼管顯示電路如圖3所示。
2.3 感光電路設計
光敏器件采集環境光照信息，經過A/D轉換后直接發送給主控單片機。感光電路如圖4所示。
2.4 人體感應電路設計
人的體表溫度通常為37℃左右，發出的紅外線波長為10μm左右。人體發射的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。本系統采用CS9803GP熱釋電紅外控制電路。電路通過連接了熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件，可以起到開關的作用。
2.5 復位電路設計
本系統采用上電按鈕復位方式，按下復位按鈕前，第9管腳接地，輸入低電平，按下復位按鈕后，第9引腳點位提升到+5V，輸入高電平，復位生效，單片機執行復位命令。復位電路的具體電路如圖5所示。
2.6 時鐘電路設計
由于在室內使用，所以該系統還受時間的控制，因此需要加入硬件時鐘電路來確保系統的智能化運行。采用具有充電功能的時鐘芯片DS1302作為RAM寄存器臨時性存放數據，在停電時為時鐘電路提供電源。
單片機和DS1302的連接電路如圖6所示。在這里VCC2外接3.6V可充電的鋰電池，作為DS1302的備用電源。VCC1外接+5V穩定電壓，這是DS1302的主要電能來源。DS1302由VCC1和VCC2兩者中較大者供電。系統正常運行時，VCC1是大于VCC2的，此時由VCC1給DS1302供電；主電源意外關閉的情況時，VCC2向DS1302供電，這是為了確保時鐘的持續運行。X1和X2作為振蕩源，外接32.768kHz的晶振。RST是復位片選線，如果把RST輸入驅動置高，就會啟動所數據傳送。RST與單片機的復位信號相連。時鐘輸入端SCLK接單片機的P1.5引腳，實現時鐘控制。
由于51單片機內部沒有晶振源，所以需要外加晶振為單片機供應時鐘信號。晶振兩端接上負載電容構成三點式電容振蕩是為了幫助晶振起振，C1，C2兩個負載電容為30pF。當晶振提供的時鐘信號穩定后，單片機就可以隨著晶振的頻率一步一步地從ROM中讀取指令來執行程序。時鐘電路如圖7所示。
2.7 燈光驅動電路設計
光電耦合器由發光源和受光器構成燈光驅動電路如圖8所示。
3.系統控制模塊的軟件設計
系統軟件采用自上至下的設計，首先設計好主程序，然后將各部分展開形成子程序，最后對各個小模塊分別進行設計和編程。
如圖9所示，程序在運行之初，先進行系統初始化；然后光強度采集子程序讀取數據，顯示當前光線強度，判斷是否到達極值，若高于極值則直接關燈，若低于極值則轉入人體存在子程序進行判斷，若有人則再次循環，若無人則開始倒計時；倒計時期間依然運行人體存在子程序判斷，若有人則重新開始倒計時，若無人則一直倒計時到零，關燈，運行結束。
光敏電阻采集的光照度的模擬信號經A/D轉換器將變換成數字位流以進行處理、傳輸等，并根據是否有人執行動作。單片機把實時監控檢測采集的兩路數據分別與設定值進行比較，然后根據結果判斷是否有人啟動相關開關。光照檢測程序的流程圖如圖10所示。
結論
本系統以環境的光照強度、人體是否存在等外界環境為參數輸入控制器，設計了室內燈光控制系統。實驗證明，該系統大大降低了辦公室燈所需電能，添加的時間控制參數，使辦公室燈光的控制更加科學合理。系統采用AT89C52作為單片機主控單元，經過有關電路的驅動，實現了系統對照明設施的控制。感光元件選擇光敏電阻，通過A/D轉換，完成了系統對信息的采集。以CS9803GP作為熱釋電紅外控制電路，增加了少量外接元器件共同形成了熱釋電紅外開關，完成了對人體感應信息的采集。以MOC3023為光電耦合器，完成系統對燈光的驅動。整個系統通過數碼管不停閃爍把工作狀態顯示出來，完成了系統對室內燈光的自動開與關的操作。本系統便于功能擴展，可移植性較好，有一定的市場廣泛應用前景。
參考文獻
[1]胡琥，陳彬，韓利紅，等.基于人行為習慣的圖書館照明節能控制系統設計[J].建筑節能， 2015（3）：96-98.
【關鍵詞】 RS232 過流 自動重合閘
前言
在電力供應中，過流跳閘現象是經常遇到的問題，線路故障中有90%都是由于都是瞬時過流導致的，如果能有效的解決由于瞬時過流導致的跳閘自動重合問題，將大大降低維護的成本，減少斷電時間，保障電力的正常供給。本系統正是為解決由于供電線路瞬時過流跳閘現象而設計，它能在斷路器因故障斷開時，自動的進行重連，有效的減少瞬時過流產生的跳閘現象，保障供電系統的正常運行。
一、系統介紹
本次設計的自動重合閘系統，需要實現監測與顯示功能、數據傳輸功能、報警功能、重合閘功能和設置功能。各功能具體要求如下：
（1）監測和顯示功能。能夠監測供電線路的傳輸電壓和電流，電壓監測范圍0～AC255V，電流檢測范圍0～255A，并能將監控的數據在本機上進行顯示。
（2）數據傳輸功能。能夠利用RS232總線將采集的本機數據及重合閘的次數傳輸給監控主機，便于監控主機端操作人員掌握節點分機的供電狀態。
（3）報警功能。當采集值超限或重合閘次數超限時，本機能夠給出報警提示，有助于本地的線路維護。
（4）重合閘功能。能夠在本機端斷路器跳閘時進行自動重連，便于解決瞬間過流和過壓引起的線路故障。當重連次數超過軟件設置的上限時，自動鎖死重連控制電路。
（5）設置功能。通過接收監控主機端下發的命令來對自動的重合閘次數與供電線路采集參數的上限報警值進行設置。
本系統選用AT89C51單片機作為主控芯片來展開設計。系統硬件由主控模塊、輸入采集模塊、報警指示模塊、通信模塊、液晶顯示模塊、重合閘控制模塊和電源模塊構成。系統結構如圖1所示。
二、自動重合閘控制系統的硬件實現
本設計將自動重合l系統的硬件分為主控模塊、輸出檢測模塊、輸出控制模塊和通信模塊。以下將對自動重合閘系統的硬件實現過程進行具體說明。
2.1 主控模塊設計
AT89C51單片機、晶振電路和系統復位電路和組成了本次設計的主控模塊，電路如圖2所示。
2.2 輸入采集電路設計
輸入采集電路包括供電線輸出供電電壓和供電電流的檢測，通過檢測值可以判斷出供電電路是否工作正常。
（1）傳感器選擇
1、電流變送器選擇的電流檢測范圍是0～600A，精度范圍為+0.1%.F.S，輸出接口選擇4～20mA模擬量輸出，供電電壓為24V，實現對輸出小于600A的供電電流的檢測。
2、電壓變送器選擇電壓輸入范圍是AC0-500V，精度范圍為+0.2%，輸出接口選擇4～20mA模擬量輸出，供電電壓為24V，實現對輸出小于500A的供電電壓的檢測。
（2）輸入采集電路設計
本系統采用兩個4～20mA輸出的電壓和電流變送器來進行輸入采集電路設計。變送器的輸出經過AD8420進行電壓放大、模數轉換后傳送給單片機，通過單片機的處理，得到當前的供電電壓和電流值。輸入采集電路如圖3所示。圖中，變送器AI1上電后，將測量的供電電流轉換成4～20mA的模擬信號輸出，通過在輸出端并聯一個5Ω的采樣電阻，使輸出的電流信號轉換為電壓信號，該電壓信號由AD8420放大50倍后再送入ADC0832，經過ADC0832轉成數字信號傳送給單片機。單片機通過對P3.2～P34引腳的控制可以得到和模擬量等比例輸出的數字信號，并結合電流變送器的測量量程，便可計算出當前采集的電流值。供電線路電壓值的采集原理與電流值相同。
2.3 輸出控制電路設計
輸出控制電路包括重合閘電路、液晶顯示電路、蜂鳴器報警電路和LED指示電路，實現對采集數據的顯示、過壓/過流的指示、報警及自動重合閘的控制，整體電路如圖4所示。
（1）重合閘控制電路設計
重合閘控制電路用于重新接通供電線路的供電電源，由K1繼電器及其輔助電路構成。繼電器的觸點K1A接AC220V公共端，K1B常開觸點接供電線路的接觸線圈電源。正常狀態下單片機的P2.6輸出高電平，K1A和K1B的AC220V電壓不對接觸器進行控制。當檢測到出現輸入過壓或過流時，P2.7引腳輸出低電平，控制AC220作用在供電線接觸線圈上，控制線圈吸合進行重合閘操作。
（2）報警指示模塊電路設計
當采集值超過設置的正常電流電壓范圍時，由SP1蜂鳴器、Q2三極管燈組成的報警電路開始工作。當需要下發報警命令時，單片機控制P2.7引腳輸出低電平，蜂鳴器的供電回路在Q2的控制下導通，蜂鳴器發出報警提示音。反之當P2.7輸出高電平時，蜂鳴器供電回路被切斷，蜂鳴器禁止發聲。
（3）液晶顯示模塊電路設計
顯示模塊電路用于顯示采集的供電電流、供電電壓和自動重合閘次數。硬件設計中LCD1602與單片機的接口為11線并行接口。其中，LCD1602的數據線與單片機的P1口相連；寫數據/命令寄存器RS和單片機的P3.5引腳相連；R/W寄存器和單片機的P3.6引腳相連；使能引腳E和單片機的P3.7引腳相連。
（4）LED指示模塊電路設計
LED指示模塊電路用于對供電線路的過流/過壓進行指示。電路設計中單片機通過P2.4和P2.5引腳實現對兩個指示燈的控制。當單片機的P2.4引腳輸出低電平時，過流指示燈亮。當單片機P2.5的引腳輸出低電平時，過壓指示燈亮。
2.4 通信電路設計
通信電路用于將本機采集數據上傳至監控主機，并從監控主機接收下發的修改命令對本機的報警參數、自動重合閘次數和重合閘監控時間進行修改。電設計中采用MAX232將單片機的串口電平轉換成TTL電平來實現與RS232總線電平的匹配。MAX232的4組電荷泵引腳接12V的電解容，9腳和11腳與單片機的P3.0和P3.1相連。串口通訊電路如圖5所示。
三、系統軟件實現
3.1主程序設計
主程序流程圖如圖6所示。主流程首先對單片機各個參數進行初始化，初始化完成后，程序進入1個while（1）的循環體中，順序執行如流程圖所示操作。
3.2通信程序設計
（1）通信協議設計
本次設計通信雙方進行數據傳輸的數據幀格式如表1所示，一幀數據由8字節組成。第1位為數據幀起始，用3AH表示；第2位為地址，用（00～15）表示，其中0默認為主機發送地址，其余為從機上傳地址；第3位為標志位，用（00～03）表示，其中00代表主機下命令，01代表從機上傳命令，02代表從機回復主機下發命令；第4位～第7位為4字節通信數據，本機在上傳數據狀態下第1個字節數據表示當前采集的電壓值，在回復本機命令狀態下表示當前的電壓報警值；本機在上傳數據狀態下第2個字節數據表示當前采集的電流值，在回復本機命令狀態下表示當前的電流報警值；第3個字節數據主機表示下發的重合閘次數，本機表示當前的重合閘次數；第4個字節數據主機表示下發重合閘時間間隔，本機表示當前的重合閘時間間隔。最后一位為幀結束，用CC表示。
根據通信協議可知，表1中數據表示主機下發電壓報警值255V，電流報警命令255A，自動重合閘次數6次，自動重合閘時間間隔7min。
（2）本機通信流程
本機通信流程如圖7所示。通信程序首先對數據的收發進行判斷，若為數據發送，將需要發送的數據寫入串口發送緩沖區，等待發送完成后，退出通信程序。若為數據接收，將串口緩沖區的數據讀出，對新的設置值和重合閘設置值進行保存，便于主機進行設置值的更新。
四、Y語
本文完成了由AT89C51單片機和RS232總線控制的自動重合閘系統的軟硬件設計，實現了對供電線傳輸參數實時監測，并能在供電線出現過壓或過流跳閘故障時，實現重合閘的自動控制。
而且本系統應用RS232總線來實現主機和本機的數據通信，使主機能對本機監控端的供電線傳輸情況進行監測，簡化了供電線故障定位的難度，降低了維護過程中出現人員傷亡的幾率，對提高供電線故障維護工作效率發揮了積極的作用。
參 考 文 獻
關鍵詞：單片機；無線傳感網絡通信；模塊設計；實現
隨著不斷發展的無線通信技術，在網絡構建和數據傳輸的時候充分的應用了無線傳感網絡通信，有效的提升了無線網絡的抗干擾能力和環境適應能力，在智能家居控制、物聯網平臺以及信號采集中得到了廣泛的應用。
1.基于單片機的無線傳感網絡通信模塊設計
根據單片機來設計無線傳感網絡通信模塊，首先需要描述和分析系統的功能指標和總體結構，其中主要的控制模塊就是單片機，傳感器中的信號處理系統是由該模塊中的電子信號控制器來充當的，這樣就能夠在信號控制器中完成通信和數據傳輸。S3C2440是電子信號的處理芯片，在這一模塊中主要包含著軟件設計和硬件設計兩個部分，其中控制系統的核心主要是主控模塊，由傳感器的嵌入式智能控制、電源設計以及通信信號接入等部分共同構成無線傳感網絡通信信號檢測模塊[1]。無線傳感網絡通信模塊性能指標主要表現在以下三個方面：一是調制準動態的信號控制范圍是-20-+10dB之間，輸出信號的幅度和測距增益放大量分別為5V和20dB；二是在無線傳感網絡通信傳感基陣阻抗的通道采用的是八個通道異步或同步輸入；三是其中濾波D/A轉換的速率一般為300KHz，控制信號中的采樣率一般控制在300KHz[2]。通過有效的分析無線傳感網絡通信模塊中的技術指標和總體設計，就能夠很好的設計出整個模塊中的軟件設計和電路設計。
2.無線傳感網絡通信模塊中的硬件設計
在進行無線傳感網絡通信系統設計的時候，主要包括JTAG電路設計、AD電路設計、晶振電路設計、時鐘電路模塊設計以及傳感其模塊電路設計等部分，通過有效的建立和開發嵌入式平臺，這樣就能夠完成設計硬件電路集成，將采集到的模擬通信信號數據很好的轉換成相應的電信號，這樣就能夠實現通信信號輸出和傳感器數據感知[3]。在無線傳感器網絡通信模塊中應用ADG3301實現通信信號濾波和AD/DA轉換，并通過單片機來控制時鐘，其時鐘的電路負載電阻值為100R；封裝則應用的是0805，這樣與PPICLK相比較來說，ADCLK一般需要延遲6ns，同時時鐘控制還能夠很好的實現通信信號的高階譜分離和時頻特征采樣；在時鐘鎖定設計的時候加強對PCI總線以及DSP處理器的應用，這樣無線傳感網絡通信模塊中轉換模擬數據就能夠得以實現[4]。圖1表示的是通過AD接口對信號進行處理，實現設計傳感器網絡通信模塊中的時鐘電路示意圖。在設計晶振電路的時候，應用S3C2440微控制器，實現無線傳感網絡通信的外部寄存器儲存和數據采樣。采用AD5545作為AD電路設計，其目的主要是為了在無線傳感網絡通信模塊中實現檢測、濾波和放大控制信息，原理框圖如圖2所示。
3.結語
在無線傳感網絡通信系統設計中，主要包括JTAG電路設計、AD電路設計、晶振電路設計等多個方面，通過設計硬件電路集成，來總體設計和描述無線傳感網絡通信模塊，將通信模塊技術指標全面的分析出來。通過實踐結果可以看出，基于單片機來設計無線傳感網絡通信模塊，其穩定性得到了有效的提升。
參考文獻
[1]李紀榕,李福進,吳艷微,尉志武.基于無線傳感網絡的煤礦安全監測系統設計[J].傳感技術學報,2011,09:1336-1340.
[2]王秀清,趙娜,陳浩,楊世鳳.無線傳感網絡溫室環境監測病害診斷系統的構建[J].天津科技大學學報,2013,02:50-54.
[3]王威,李春杰,張圣,單麾揚.一種無線傳感網與現場總線通信網關的設計與實現[J].測控技術,2014,01:109-111.
[4]馬軍,翟宇豪,姜鑫,宗平.基于Msp430無線安防傳感網的設計研究[J].計算機技術與發展,2014,01:172-175+178.
關鍵詞：單片機；AD574；電子秤；稱重傳感器
中圖分類號：TP334 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）26-0218-03
Design of a Simple Electronic Scale Based on Single Chip Microcomputer and AD574
CHEN Ding-zhao
（School of Physical Science and Technology， Xiamen University， Xiamen 361005， China）
Abstract： In this paper， based on SCM and AD574 design a simple electronic scales. Electronic scale is gravity measurement device according to the mass of the object， based on the analysis of the measurement principle， choose the relatively simple 51 series microcontroller as the main control system， according to the measurement requirements of the design of the sensor circuit， AD conversion circuit， overrange alarm circuit， display circuit， keyboard circuit， according to the hardware circuit， completed the the corresponding software design. After testing， the simple electronic balance is simple， convenient and quick， and has a good application prospect.
Key words： Single chip microcomputer； AD574； electronic scale； weighing sensor.
電子秤是一種根據重力作用測量物體質量的檢測裝置，隨著電子技術的發展，在國民經濟的各個領域，電子秤的應用越來越廣泛，對電子秤的要求也越來越高，本文根據當前電子秤的應用情況，分析采用單片機和AD574設計一款簡易電子秤裝置，在分析測量原理的基礎上，選擇了比較簡單的51系列單片機作為主控制系統，根據測量要求設計了傳感器電路、AD轉換電路、超量程報警電路、顯示電路、按鍵電路等，根據硬件電路，完成了相應的軟件設計。
1 測量原理
電子秤一般由三部分組成，稱重傳感器、承重系統、傳力復位系統。在這個基礎上，分成了其他的硬件電路子單元，如單片機最小系統電路、傳感器電路、AD轉換電路、超量程報警電路、顯示電路、按鍵電路、存儲電路等。其測量原理是：將物體放置在承重系統的秤臺上時，其重量參數會通過傳感器，產生壓力-電效應，轉換為與其重量相對應的電信號，然后通過放大電路將電信號放大并經過AD處理，最后將信號輸入給單片機處理，經單片機處理后，將輸入信息顯示在LCD上。測量的精度一般由稱重傳感器決定。
2 硬件電路設計
2.1 總體設計框圖
根據其測量原理，設計整體硬件框圖如圖1所示。主要包含壓力傳感器電路模塊、放大電路模塊、AD轉換模塊、LCD顯示器模塊、閾值報警模塊、單片機控制系統模塊。
2.2 傳感器電路設計
設計采用SP20C-G501電阻應變式傳感器，稱重傳感器由組合式S型梁結構及金屬箔式應變計構成，具有過載保護裝置。過程設計中采用惠斯登電橋進行電壓采集轉換，它能抑制溫度變化的影響，抑制干擾能力強，補償方便簡單，因此選用的傳感器精度高、零漂小、工作穩定等。傳感器原理圖如圖2所示：
其工作原理：用應變片測量時，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時，應變片的敏感柵也隨之變形，其阻值發生相應的變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化。由于內
部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產生變形時，輸出信號電壓可由下式（1）給出：
[Eout=R2×R4（R2+R4）×R1R1+R2R2+R3R3+R4R4×Ein] （1）
2.3 AD轉換電路設計
AD574是美國Analog Device公司生產的12位單片A/D轉換器。它采用逐次逼近型的A/D轉換器，最大轉換時間為25us，轉換精度為0.05%，所以適合于高精度的快速轉換采樣系統。芯片內部包含微處理器借口邏輯（有三態輸出緩沖器），故可直接與各種類型的8位或者16位的微處理器連接，而無需附加邏輯接口電路，切能與CMOS及TTL電路兼容。AD574采用28腳雙列直插標準封裝。
圖3 AD574芯片及與AT89s52的接線圖
2.4 LCD顯示電路設計
顯示電路采用LCD顯示。其驅動方式包括靜態驅動、動態驅動。本設計采用動態驅動的方式，電路原理圖如圖4所示。
2.5 報警電路設計
報警電路采用有源蜂鳴器設計，只要通電流即可發聲進行報警，在其兩端并聯一個反向的二極管，防止誤報警。
3 程序設計
根據硬件原理分析和設計，軟件同樣分為幾個部分：傳感器信號采集部分、AD轉換部分、顯示部分和報警部分，其中數據處理部分最為重要，處理過程同樣比較復雜。必須利用單片機的中斷系統結構，如圖6所示。
其主要部分程序代碼如下：
#include
sbit CSPIN = P2^7； //93c46：CS
sbit SCKPIN = P2^6； //93c46：CLK
sbit SDOPIN = P2^4； //93c46：DATA OUT
sbit SDIPIN = P2^5； //93c46：DATA IN
void EEPROMByteWrite（UINT8 addr，UINT8 value）； //寫值為value到地址addr中
void WriteRom（UINT8 addr，UINT8 value）； //寫值為value到地址addr中，但不包括寫允許和寫禁止
UINT8 EEPROMByteRead（UINT8 addr）； //從93C46中讀出地址為addr的值
UINT8 ReceiveByte（void）； //接收8位數據
void Sendsck（UINT8 c，UINT8 c1）；
void EEPROMByteWrite（UINT8 addr，UINT8 value）
{Sendsck（0x80，0x60）；//write enable
CSPIN=0；
_nop_（）；
_nop_（）；
WriteRom（addr，value）；
Sendsck（0x80，0x00）；//write disable
CSPIN=0；
_nop_（）；
_nop_（）；
SCKPIN=0；
Delay1ms（10）；}
UINT8 EEPROMByteRead（UINT8 addr）
{UINT8 value；
Sendsck（0xc0，addr）；
Delay1ms（1）；
value=ReceiveByte（）；
SCKPIN=0；
CSPIN=0；
Delay1ms（20）；
return（value）；}
void Writelong（UINT8 addr，UINT32 d）//寫入一個LONG類型
{EEPROMByteWrite（addr，d>>24）；
EEPROMByteWrite（addr+1，d>>16）；
EEPROMByteWrite（addr+2，d>>8）；
EEPROMByteWrite（addr+3，d&0xff）；}
UINT32 Readlong（UINT8 addr）//讀一個LONG類型
{UINT8 d8；
UINT32 d32=0；
d8=EEPROMByteRead（addr）；
d32|=d8；
d8=EEPROMByteRead（addr+1）；
d32
d32|=d8；
d8=EEPROMByteRead（addr+2）；
d32
d32|=d8；
d8=EEPROMByteRead（addr+3）；
d32
d32|=d8；
return（d32）；}
4 結論
本論文通過對電子秤的稱重原理進行分析，在此基礎上介紹了硬件設計和軟件設計，最后完成了本簡易電子秤裝置的設計，采用高精度AD轉換芯片AD574和實時處理的MCU-AT89C52單片機進行處理，精度高，操作簡單，可推廣性強。
參考文獻：
[1] 潘佑華，林盛鑫. 基于51單片機的多功能電子秤設計研究[J].科技傳播，2012（6）：188-189.
[2] 羅及紅.一種高精度的電子秤設計[J].計算機測量與控制，2010，18（8）：1955-1958.
[3] 孫娜.基于單片機的便攜式電子秤的設計[J].中國科技信息，2012（1）：98-100.
[4] 王德清.胡曉毅.賈宏.等.基于SPCE061A的高精密電子秤的設計[J].電子技術應用，2008，27（5）：83-86.
關鍵詞 單片集成 壓力傳感器 信號處理
中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A
0前言
隨著科學技術的迅速發展，傳感器技術也逐漸應用到國民經濟的各個領域，從汽車電子到醫療設備，傳感器技術隨處可見。因此，提高傳感器和檢測電路的整體性能是非常有必要的。集成單片硅傳感器，有效地將傳感器與放大、運算以及溫度補償等環節一體化，組裝成一個器件，既減少了成本，又提高了可靠性。
1電路硬件設計
壓力傳感器混合信號調理電路包括模擬部分和數宇部分。模擬電路包含：恒流源電路、放大電路和濾波電路。其中，恒流源電路為壓力傳感器供電；放大電路對傳感器的輸出信號進行放大并歸一化；濾波電路抑制放大輸出信號中的干擾。數宇電路包括開關量控制電路和RS232通信電路，RS232通信電路主要用于下位機與上位機的通信。混合信號調理電路整體框圖如圖1所示。
1.1恒流源電路設計
用恒流源供電時，由于采用的傳感器具有靈敏度溫度自補償功能，無需外加電路補償，簡化了電路，節省了成本，恒流源供電電路如圖2所示。
圖中C點電壓Vc是穩定的電壓，由運放的“虛短、虛斷”原理可知：B點電壓VB=VC，則給傳感器供電的電流激勵I=VB/R需要注意的是，運算放大器的負載包含傳感器電阻橋和電阻R，其中電阻橋1、3端所對應的阻值很大，同時電阻橋的電阻值隨溫度而改變，因此這兩端的壓降也會很大，再加上R的壓降后會更大，因此運算放大器輸出電壓的最大幅值必須足夠大。
1.2運算放大電路設計
儀表放大器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、高共模抑制比。通常，由集成運算放大器構成的儀表放大器價格較低，適應性較寬；單片式結構在生產時已經調整到很高的精度，但是價格比較昂貴。為了降低成本，采用三運放儀表運算放大電路。
1.3濾波電路設計
干擾抑制包括RC濾波電路以及軟件編寫的數宇濾波。RC濾波電路是為了抑制廣譜噪聲和模數轉換前的抗混疊噪聲；而軟件編寫的數宇濾波是為了使單片機的采集信號更準確。
RC濾波電路采用二階RC有源低通濾波電路，RC有源濾波器的諧振頻率可由RC網絡任意設定，網絡的損耗由運算放大器補償。
1.4 RS232通信電路設計
RS232通信是PC機與單片機用2根線方式進行全雙工異步通訊。由于AVR單片機輸入輸出電平為TTL電平，PC機配置的是RS232標準串行接口，二者電氣規范不一致，因此必須進行電平轉換。MAX232芯片是一種新類型的電平轉換器，僅需+5 V電源供電。這種電平轉換器可將2路TTL電平轉換成RS232電平，也可將2路RS232電平轉換成TTL電平。
2軟件設計
軟件分2部分：單片機程序和上位機串口通訊程序。單片機程序要完成上電初始化、數宇濾波、ADC采集、開關量控制和與上位機的通訊。上位機將設定的開關量通過RS232電路傳給單片機，并保存在EEPROM中，傳感器輸出的壓力值經過混合信號調理電路放大以及歸一化后，單片機對其進行模數轉換，將轉換得到的結果與EEPROM中的值比較，根據結果所在的開關閡值范圍，打開相應的開關量。
上位機串口通訊程序實現開關量的設定功能。通訊過程中數據都是以宇符型進行傳輸，這樣就能避免控制宇符和數據的重復，使通訊更安全。上位機的程序是用Visual C ++提供的MFC編寫，MFC中的MSComm控件通過串行端口傳輸和接收數據Csl，為應用程序提供串行通訊功能。
3總結
本文提出對稱結構的放大器結構具有較高的共模抑制比，能夠減小傳感器輸出的零點漂移，并可通過調零電阻對零點漂移進行一定的補償。而且輸出線性度良好，能夠很好地處理傳感器的弱信號。本文工作對高性能單片壓阻式壓力傳感器的設計具有重要的指導意義。
參考文獻
[1] 程維維.基于薄膜體聲波諧振器（FBAR）技術的無線傳感集成系統研究[D].浙江大學，2015.
【關鍵詞】單片機；PWM信號；DC-DC轉換；輸出
隨著我國消費電子，特別是便攜式電子設備的快速普及，對電源的需求快速增長，直流-直流變換器（DC/DC）廣泛應用于遠程及數據通訊、計算機、辦公自動化設備、工業儀器儀表、軍事、航天等領域，涉及到國民經濟的各行各業。
一、硬件電路設計
系統設計框圖如圖1所示。本系統由微控制器模塊、穩壓控制模塊、顯示模塊、直流電源模塊、采樣及信號處理等部分構成，形成閉環控制。輸入DC12V，輸出電壓值可通過按鍵對其進行步進控制（±0.1V）。
1.三端可調穩壓器設計
LM317是美國國家半導體公司的三端可調正穩壓器集成電路。LM317的輸出電壓范圍是1.2V至37V，負載電流最大為1.5A。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。此外它的線性調整率和負載調整率也比標準的固定穩壓器好。LM317內置有過載保護、安全區保護等多種保護電路。在本系統把LM317的調整端接到一個可編程電壓上，實現可編程的電源輸出。
2.采樣及信號處理電路設計
由于STC12C5410AD單片機進行A/D轉換時輸入的電壓范圍是0-5V，因此在電路中采用電阻分壓的方式對輸出電壓進行調理。
3.微控制器模塊設計
設計是以STC12C5410AD單片機為核心部件，STC12C5410AD單片機是與MCS51單片機完全兼容的高速單片機，它包含了高性能的8路10位或8位ADC、80C51MCU內核、10KB EEPROM程序存儲器、512B EEPROM數據存儲器、等片內資源，同時還具有PWM波形輸出的功能，它可以說是傳統51單片機的升級版，在與傳統51的兼容的前提下加入了更多的功能，這些硬件資源大大簡化了本設計的電路設計。
電流電壓的取樣信號反饋到單片機的A/D輸入端，經數字信號處理分析，單片機輸出PWM信號，控制PWM穩壓回路的LM317的調整端，實現可編程的電源輸出。
4.鍵盤顯示電路
顯示采用LCD 1602液晶顯示模塊。LCD1602可以在LCD顯示屏上完整顯示32個英文字符和日文等一些字符，適合顯示英文文字信息量較小的地方，可以清晰顯示出同時還能顯示英文名稱和電壓/電流單位，電壓（三位數字：十位、個位、小數位），電流（三位數字：個位、兩位小數）。通過單片機編程控制第四腳RS數據/命令選擇端（H/L），第五腳R/W讀/寫選擇端（H/L），第六腳E使能信號，從而實現顯示效果。
鍵盤模塊設計兩個按鍵KEY1、KEY2，分別對應單片機的P1.5、P1.6口輸入。KEY1鍵為電壓“+”，KEY2鍵為電壓“-”，當前電壓增加0.2V，按一下KEY1和KEY2實現電壓的（±0.1V）增大和減小。
5.驅動電路
單片機輸出的PWM信號經過運算器放大后驅動LM317的調整端，實現DC-DC轉換。
二、軟件設計
根據本系統要求，首先完成整個系統的初始化，產生PWM控制信號以驅動LM317的調整端實現可編程的電源輸出；檢測有無電壓輸出以及輸出電壓的大小，完成A/的轉化模塊的初始化及A/D的轉化，分成兩路：一路進過處理后送顯示電路，顯示當前輸出電壓值，另一路根據輸出電壓值的大小經過PID控制算法處理，調整PWM波的占空比，使輸出電壓得到閉環控制。
三、結束語
本設計給出了降壓型DC-DC電路的可行方法，通過仿真實驗，設計出硬件電路板，同時通過相應的軟件程序調試，實現了上述的功能，達到了預定的要求。
參考文獻：
[1]劉楚湘.基于單片機的數控直流穩壓電源設計[J].新疆師范大學學報(自然科學版),2007.
[2]祝敏.直流數控可調穩壓電源的設計[J].電子器件應用,2008.
【關鍵詞】單片機，計時，記分
本系采用單片機控制；具有比賽節數設置和24秒進攻倒計時功能；計時結束聲光報警；比賽隊名顯示；掉電保護功能。
一、系統的總體方案設計
本系統的電路設計方框圖如圖1所示，它由五個部分組成：①控制部分采用單片機STC89C52；②顯示采用高亮數碼管和LED屏；③通過控制面板按鍵或手機、PC機設置隊名和修改比分；④利用WIFI通信模塊實現無線控制；⑤通過電鈴和數字閃爍實現聲光報警。
二、部分硬件電路設計
本設計的硬件電路由單片機最小系統、數碼管顯示電路、報警電路和參數設置、wifi通信模塊等部分組成。
1.單片機的最小系統
單片機最小系統主要由電源、復位、振蕩電路以及擴展部分等部分組成。
2.計時和計分顯示電路
采用LED制作數碼管，由七段組成，每段LED用8個發光二極管構成，每個筆畫由獨立的三極管開關電路控制，三極管的控制端連接到74hc245，通過245的片選控制實現數碼管的位選控制。如圖2所示。
3.電鈴報警電路：
該系統采用單片機輸出實時信號控制繼電器電路，實現鈴聲報警，如圖3所示。
4.wifi通信模塊
采用低成本嵌入式UART-ETH-WiFi模塊，基于通用串行口進行連接，利用TCP/IP協議進行通信，實現用戶串口、以太網、無線網（WiFi）3個接口之間的轉換。
三、軟件設計
系統程序主要包括時間顯示和計分顯示兩大部分，設計方案如圖4所示。
四、結論
該計分計時系統根據籃球類比賽的特點進行了精心設計，采用單片機控制，選用高亮度LED制作大尺寸數碼管，準確度高，亮度好，使用壽命長，采用無線或有線操控，具有操作簡單，符合人體操作習慣，性能穩定，尺寸適中，使用靈活，物美價廉等特點，特別適用于小型體育場館和訓練館。
參考文獻：
[1]《單片機應用技術及項目化訓練》 李庭貴主編 西南交通大學出版社 2009.1
[2]《基于單片機的籃球計時計分器的設計》 鹿玉紅等 電腦知識與技術 2010.2
[3]《多功能籃球比賽計時/計分系統設計》 蔡翰志 自動化應用 2011.06
