算机控制课程设计-单路数据采集系统设计(编辑修改稿)

算机控制课程设计-单路数据采集系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。 8 路转换开关能直接连通 8个单端模拟信号中的任何一个。 各引脚的功能如下： IN0～ IN7： 8个通道的模拟量输入端。 可输入 0～ 5V待转换的模拟电压。 D0～ D7： 8 位转换结果输出端。 三态输出， D7 是最高位， D0是最低位。 A、 B、 C：通道选择端。 当 CBA=000 时，IN0 输入；当 CBA=111 时， IN7 输入。 ALE：地址锁存信号输入端。 该信号在上升沿处把 A、 B、 C 的状态锁存到内部的多路开关的地址锁存器中，从而选通 8 路模拟信号中的某一路。 START：启动转换信号输入端。 从 START端输入一个正脉冲，其下降沿启动 ADC0809开始转换。 脉冲宽度应不小于 100～ 200ns。 EOC：转换结束信号输出端。 启动 A/D 转换时它自动变为低电平。 OE：输出允许端。 CLK：时钟输入端。 ADC0809 的典型时钟频率为 640kHz，转换时间约为 100μs。 REF()、 REF(+)：参考电压输入端。 ADC0809 的参考电压为＋ 5V。 VCC、 GND：供电电源端。 ADC0809 使用＋ 5V 单一电源供电。 当 ALE 为高电平时，通道地址输入到地址锁存器中，下降沿将地址锁存，并译码。 在 START 上升沿时，所有的内部寄存器清零，在下降沿时，开始进行 A/D 转换，此期间 START 应保持低电平。 在 START 下降沿后 10us 左右，转换结束信号变为低电平， EOC 为低电平时，表示正在转换，为高电平时，表示转换结束。 OE为低电平时， D0～ D7 为高阻状态， OE 为高电平时，允许转换结果输出。 图 ADC0809 引脚 图 计算机控制 课程 设计说明书 第 8 页 共 18 页 ADC0809 与 51 单片机的接口： ADC0809 与 51 单片机的硬件接口有 3 种形式，分别是查询方式、中断方式和延时等待方式，本题中选用中断接口方式。 图 ADC0809 转换器的 连接图 由于 ADC0809 无片内时钟，时钟信号可由单片机的 ALE 信号经 D触发器二分频后获得。 ALE 引脚得脉冲频率是 8051 时钟频率的 1/6。 该题目中单片机时钟频率采用 6MHz,则 ALE 输出的频率是 1MHz，二分频后为 500Hz,符合 ADC0809 对频率的要求。 由于 ADC0809 内部设有地址锁存器，所以通道地址由 P0 口的低 3 位直接与ADC0809 的 A、 B、 C 相连。 通道基本地址为 0000H～ 0007H。 控制信号：将 作为片选信号，在启动 A/D 转换时，由单片机的写信号和 控制 ADC 的地址锁存和启动转换。 由于 ALE 和 START 连在一起，因此 ADC0809 在锁存通道地址的同时也启动转换。 在读取转换结果时，用单片机的读信号和 引脚经或非门后，产生正脉冲作为 OE信号， 打开三态输出锁存器。 计算机控制 课程 设计说明书 第 9 页 共 18 页 LED显示电路 系统对没 LED 并没过高要求，故选择普通 2位 LED 即可。 此 LED 能够用来满足动态显示 ,且只需要的 2 个 I/O,占用资源少。 由 LED 显示原理可知，要使 LED 显示器的某一位显示出某个字符，必须要将此字符转换为相应的字段码，同时进行字位的控制，这要通过一定的接口来实现。 LED显示器的接口形 式与字段，字位控制的译码方式以及 LED 显示方式有关。 字段、 字位控制线的译码方式有软件译码和硬件译码两种， LED 显示有静态和动态之分。 本设计 LED 电路图如下： 图 LED 显示电路 图 系统总体电路图设计 通过 ADC0809 转换器采样一个模拟电压，每隔一定 时间去采样一次，每次相隔的时间由定时器 /计数器芯片 8253 芯片 控制，采样的结果送入 模数 转换器芯片0809，转换完成后，把转换好的数字信号送入并行接口芯片 8255，然后由中断控制器向 CPU 发出中断请求，在 CPU 控制下把 8225 中的数字送入外设即 CRT/LED 显示。 总体电路图如下所示： 计算机控制 课程 设计说明书 第 10 页 共 18 页 图 系统总体电路图 4 软件设计流程及描述 8253 定时程序流程图 主要使用 8253 的循环计时功能，即用 8253 的方式 2。 进入这种工作方式， OUTi输出高电平，装入计数值 n 后如果 GATE 为高电平，则立即 开始计数， OUTi 保持为高电平不变；待计数值减到 “1” 和 “0” 之间， OUTi 将输出宽度为一个 CLKi 周期的负脉冲，计数值为 “0” 时，自动重新装入计数初值 n，实现循环计数。