计算机控制技术课程设计-基于单片机的ad和da功能的信号测控装置

计算机控制技术课程设计-基于单片机的ad和da功能的信号测控装置内容摘要：

根据题目要求寻找满足设计要求的芯片，定下具体框架，从题目可知其主要由三部分构成。 首先是输入通道由 A/D 转换装置，其次为单片机部分，第三部分是输出通道即 D/A 转换装置。 除主要部分外为了让装置具有更完善的功能，选用抗干扰电路键盘显示等。 系统的整体结构如图 1所示，系统由单片机系统和输入通道、输出通道组成。 输入通道包括信号处理和 A/D 转换，输出通道则由 D/A 转换器 组成。 图 1 系统整体结构 最小系统设计 单片机芯片，配以必要的外部配件就构成了单片机最小系统。 目前用的较多的是 Intel 公司的 MCS51 系列单片机， MCS51 系列单片机包括三个基本型803 805 8751。 为了熟悉单片的扩展， 本次设计采用 8031 单片机。 8031 内部包括一个 8位 CPU、 128B RAM， 21 个特殊功能寄存器（ SFR）、 4 个 8位并行 I/O口、一个全双工串行口， 2 个 16位定时器 /计数器，但片内无程序存储器，需外扩 EPROM 芯片。 8031 采用 40 引脚双列直插封装（ DIP）形式，引脚如图 2 所示。 按引脚的功能可分为三部分。 （ 1） 电源及时钟引脚 Vcc（ 40 引脚）：接 +5V 电源 Vss（ 20 引脚）： 接地 XTAL1(19 引脚 )：接外部晶体的 1 个引脚 ，用作晶体振荡电路的反相器输入端 信号处理 A/D 转换 单片机 D/A 转换 输入 输出 2 XTAL2(18 引脚 )：接外部晶体的另外一端，用作晶体振荡电路的反相器输出端 （ 2）控制引脚 RST/Vpd（ 9 引脚）： RET(RESET)是复位信号输入端，高电平有效 ； Vpd 为本引脚的第二功能，即备用电源 ALE/PROG(30 引脚 )： ALE 引脚输出为地址锁存允许信号 ； PROG 为本引脚的第二功能 ，在对片内 EPROM 型单片机编程写入时，此引脚作为编程脉冲输入端 PSEN(29 引脚 )：程序存储器允许输出控制端。 EA/Vpp（ 31 引脚）： EA 功能为内外程序存储器选择控制端； Vpp 为本引脚的第二功能，在对 EPROM 固化编程时，用于施加较高的编程电压（例如 +21V 或 +12V）。 （ 3） I/O 口引脚 P0 口：双向 8 位三态 I/O 口，此口为地址总线（低 8 位）及数据总线分时复用口，可驱动 8个 LS 型 TTL 负载 P1口： 8位准双向 I/O 口，可驱动 4个 LS 型 TTL 负载 P2口： 8位准双向 I/O 口，可与地址总线（高 8位）复用，可驱动 4 个 LS 型 TTL负载 P3口： 8位准双向 I/O 口，双功能复用口，可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载 ， P3 口的第二功能如表 1 所示 表 1 P3 口的第二功能表 引脚 第二功能 RXD(串行口输入端 ) P3,1 TXD(串行口输出端 ) INT0(外部中断 0 请求输入端，低电平有效 ) INT1(外部中断 1 请求输入端，低电平有效 ) T0(定时器 /计数器 0 计数脉冲输入端） T1(定时器 /计数器 1 计数脉冲 输入端） WR(外部数据存储器写选通信号输入端，低电平有效） RD(外部数据存储器杜选通信号输入端，低电平有效 ) 8031 内部 无程序存储器 ,因此，其最小应用系统必须在片外扩展 EPROM，必须有复位电路及时钟电路。 这里我使用 2764 作为程序存储器， 图 2 为 8031 外扩程序存储器的最小应用系统。 该系统仅能完成数字量的输入和输出。 图 2 8031 最小应用系统 3 A/D转换器设计 ADC0809 是美国国家半导体公司推出的 8 位逐次逼近式 A/D 转换器，包括 8位模 /数转换器、 8 通道多 路转换器和与微处理器兼容的控制逻辑。 8 通道多路转换器能直接连通 8 个单端模拟信号中的一个。 ADC0809 与 C51 单片机有三种接口方式：查询方式、中断方式和等待延时方式。 每采集一次一般需要 100US。 ADC0809 内部结构 ADC0809 内部结构如图 3所示 图 3 ADC0809 内部结构 由 上 图可知， ADC0809 由一个 8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。 多路开关可选通 8个模拟通道，允许 8路模拟量分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。 三态输出锁器用于锁存 A/D 转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809 引脚结构 其引脚结构如图 4 所示 图 4 ADC0809 引脚结构图 4 ADC0809 各脚功能如下： D7D0： 8位数字量输出引脚。 IN0IN7： 8 位模拟量输入引脚。 VCC： +5V 工作电压。 GND：地。 REF（ +）：参考电压正端。 REF（ ）：参考电压负端。 START： A/D 转换启动信号输入端。 ALE：地址锁存允许信号输入端。 （以上两种信号用于启动 A/D 转换） . EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。 OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。 CLK：时钟信号输入 端（一般为 500KHz）。 A、 B、 C：地址输入线。 ADC0809 与单片机 连接 的 电路设计 ADC0809 通过中断方式与 8031 单片机的。