智能仪器报告.doc

哈 尔 滨 理 工 大 学 课 程 实 践 题 目：智能仪器设计 姓 名: 班 级： 学 号： 指导教师 成 绩： 2016年6月16日 目录 目录 I 第一章 绪论 1 1.1 实验目的 1 1.2 实验内容 1 1.3 实验用设备 1 1.4 实验要求 1 1 第二章 总体方案设计 2 2.1 工作原理 2 2.3 波形发生 2 2.4 显示部分 3 2.5 按键部分 3 第三章 硬件设计 3 3.1 硬件原理 3 3 3.3 数码管显示 4 3.4 中央处理部分 5 5 3.4.2复位电路 7 3.4.3 系统时钟 8 3.5 PCB 9 3.5.1 DAC1210 PCB板 9 第四章 软件设计 10 4.1 系统流程图 10 4. 10 第五章 设计总结 11 参考文献 11 附录 12 第一章 绪论 1.1 实验目的 1、根据给定D/A转换器设计其与51单片机的接口电路，画出原理图及线路板图，掌握智能仪器模拟量输出通道的设计方法。 2、通过一个相对完整的程序编程，将单片机知识和智能仪器的设计融会贯通，同时掌握对智能仪器的软硬件构成及“硬件软化”方法。 1.2 实验内容 1.3 实验用设备 HC6800实验板，示波器，计算机 1.4 实验要求 1.5 实验波形 下半波整流正弦波 方波 第二章 总体方案设计 2.1 工作原理 根据题目的要求，制定了整体方案：以STCC51单片机为控制核心，再由按键控制产生波形的种类及频率在上实时的显示波形的频率和种类波形在示波器上产生。 2.2 系统组成 2.3 波形发生 采用单片机数模转换实现波形的产生。通过STC8C51执行正弦程序，向D/A转换器的输入端发送数据，从而在D/A转换电路输出端得到相应的电压波形。在STC8C51的P口接独立按键，通过软件编程来选择波形、频率，每种波形对应一个按键，频率增加、减少对应一个按键。 2.4 显示部分 8段LED共阴极数码管，138译码器进行位选口输出段选信号。 2.5 按键部分 采用独立按键，它相比较矩阵键盘，按键的数目比少，结构简单，方便操作，执行效率高。 第三章 硬件设计 3.1 硬件原理 波形的产生是通过STC89C51单片机执行某一波形发生程序，，。 3.3 数码管显示 图3-3-1 共阴极数码管接线图 图3-3-2 六路独立按键 本设计选择了8位共阴极数码管，它的8个发光二极管的阴极（二极管正端）连接在一起，通常公共阴极接低电平，其它管脚接驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的位置导通电流，还需根据外接电源及额定位置导通电流来确定相应的限流电阻。显示电路用于显示信号的波形种类和信号的频率，并且使系统能根据按键实时显示相关信息。该系统中添加74LHC573 锁存器，用于驱动数码显示管，使其更易于控制，增加显示的准确性。使用74LS138 译码器，利用P0口控制数码管的位选。 由LED数码管显示器和独立按键组成。当某一按键按下一次时，扫描程序扫描到之后，通过P0口将信号发送到LED。扫描及显示利用程序实现，不断扫描独立按键，当某一按键按下时，随即执行程序段，完成相应的功能。 74LS573芯片 原理：74LS573 的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高输出将随数据（D）输入而变。当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电上输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。 这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器，I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。 图3-3-3 74LS573芯片 3.4 中央处理部分 CPU结构 CPU 是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 (1)运算器 运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心。它可以对半字节（4）、单字节等数据进行操作。例如，能完成加、减、乘、除、加1、减1、BCD码十进制调整、比较等算术运算，完成与、或、异或、求反、循环等逻操作，操作结果的状态信息送至状态寄存器。 运算器还包含有一个布尔处理器，用以处理位操作。它以进位标志位C为累加器，可执行置位、