《東北電力大學(xué)自動化計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《東北電力大學(xué)自動化計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文.doc（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1.題目背景與意義 《計算機控制系統(tǒng)》是一門技術(shù)性、應(yīng)用性很強的學(xué)科，實驗課教環(huán)節(jié)是它的一個極為重要的環(huán)節(jié)。不論是硬件擴展、接口應(yīng)用還是編程方法、程序調(diào)試，都離不開實驗課教學(xué)。如果不在切實認真地抓好學(xué)生的實踐技能的鍛煉上下功夫，單憑課堂理論課學(xué)習(xí)，勢必出現(xiàn)理論與實踐脫節(jié)，學(xué)習(xí)與應(yīng)用脫節(jié)的局面。 《計算機控制系統(tǒng)》課程設(shè)計的目的就是讓同學(xué)們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個涉及MCS-51單片機A/D和D/A多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計與編程應(yīng)用，使學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、等方面的知識進一步加深認識，同時在系統(tǒng)設(shè)計、軟件編程、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。 2 設(shè)計題目介紹 設(shè)計一個基于單片機的具有A/D和D/A功能的信號測控裝置。要求該信號測控裝置能夠接入典型傳感器、變送器信號，同時可輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓/電流信號。并滿足抗干擾、通用性、安全性、性價比等原則性要求。 標(biāo)準(zhǔn)電壓/電流信號此處定為：0～5V/4～20mA (0～20mA 2.1發(fā)揮部分 1) 可將系統(tǒng)擴展為多路?？稍诖讼到y(tǒng)中擴展鍵盤、顯示（LCD/LED）、與上位機通訊功能。 2) 完成以上基本設(shè)計部分之后，可以運用Protues仿真軟件對設(shè)計結(jié)果進行相應(yīng)的編程和仿真，調(diào)試測控系統(tǒng)并觀察其運行結(jié)果(可以分部分完成)。 3 系統(tǒng)總體框架 圖1總體框圖 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 4.1 AT89C52 4.1.1 AT89C52的主要工作特性 片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲器，可擦寫壽命為1000次； 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含256字節(jié)的RAM； 具有32根可編程I/O口線； 具有3個可編程定時器； 中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2個級優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； 串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口； 具有一個數(shù)據(jù)指針DPTR； 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； 具有可編程的3級程序鎖定位； AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V； AT89C52最高工作頻率為24MHz。 4.1.2 AT89C52的最小電路 圖2 AT89C52最小電路圖 4.2 ADC0809 4.2.1 ADC0809概述 ADC0809是8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 4.2.2 ADC0809的主要特性 　　1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 　　3）轉(zhuǎn)換時間為100μs(時鐘為640kHz時)，130μs（時鐘為500kHz時）　 　　4）單個+5V電源供電。 　　5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。 　　6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度。 　　7）低功耗，約15mW。 4.2.3 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 圖3 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖4 ADC0809引腳圖 圖5 ADC0809 與AT89S52 的連接電路 4.3 DAC0832 4.3.1 DAC832的主要特性參數(shù) 　* 分辨率為8位； 　　* 電流穩(wěn)定時間1us； 　　* 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入； 　　* 只需在滿量程下調(diào)整其線性度； 　　* 單一電源供電（+5V～+15V）； * 低功耗，20mW。 4.3.2 DAC0832的工作方式及引腳圖 根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 DAC0832引腳圖如圖6所示 DC0832是采樣頻率為八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個芯片的應(yīng)用很廣泛,關(guān)于DAC0832應(yīng)用的一些重要資料見下圖： D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)。運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機電路連接。 圖6 D/A轉(zhuǎn)換器引腳圖 4.3.3 DAC0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換圖 圖7 DAC0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換圖 4.4 MAX7219 MAX|X7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動器,它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED。 4．4.2 MAX7219的功能特性 　　1 10MHz連續(xù)串行口 　　2 獨立的LED段控制 　　3 數(shù)字的譯碼與非譯碼選擇 　　4 150μA的低功耗關(guān)閉模式 　　5 亮度的數(shù)字和模擬控制 　　6 高電壓中斷顯示 　　7 共陰極LED顯示驅(qū)動 　　8 限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動來減少EMI（MAX7221） 　　9 SPI, QSPI, MICROWIRE串行接口（MAX7221） 　　10 24腳的 DIP和 SO 封裝 4.5 LED顯示 圖9 為MAX7219的8位LED顯示電路實例。圖5中，單片機89C52的P1.0、P1.1分別接MAX7219的串行數(shù)據(jù)輸入端DIN和時鐘信號CLK, P1作為LOAD信號。電阻R根據(jù)不同的LED選值，范圍在7KΩ～ 60KΩ之間。 圖8　MAX7219 應(yīng)用電路 5.系統(tǒng)軟件設(shè)計 圖9系統(tǒng)軟件框圖 6.結(jié)論 通過這次設(shè)計，我加深了對《計算機控制系統(tǒng)》這門課的了解，在查資料的過程中了解了各種芯片的作用和特點，尤其是對單片機的了解，懂得了如何將已學(xué)到的知識運用到實際中去，加深了對課本知識的理解，也學(xué)到了一些在課本中學(xué)不到的知識。 在設(shè)計的過程中我們克服了各種困難，了解了科研的艱辛，也培養(yǎng)了我們查閱資料自學(xué)的能力，使我們的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力得到了提高 參考文獻 [1] 何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編.北京航空航天大學(xué)出版社.1994電子園51單片機學(xué)習(xí)網(wǎng)lU5m4M+?!S`w`9P.w [2] 王修才,劉祖望.單片機接口技術(shù).復(fù)旦大學(xué)出版社. 1995 [3q$Jk$Q
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