AD和DA功能的信号测控装置计算机控制系统设计范文解读.doc

目录 目录 2 1设计题目介绍 2 1.1设计目的 2 1.2设计意义 2 2系统总体框架 2 3系统硬件设计 3 3.1单片机选型 4 3.1.1 80C51功能介绍： 5 3.1.2晶振电路 5 3.1.3复位电路 5 3.2 A/D转换电路 6 4.2.1 ADC0809功能介绍： 6 4.2.2 A/D转换电路图 6 3.3 D/A转换电路 7 3.3.1 DAC0832功能 7 3.3.2 D/A转换电路图 7 3.4 稳压电源 7 3.5调理电路 10 3.6 报警指示灯电路 10 3.7 键盘、显示控制电路 11 3.7.1键盘电路 11 3.7.2 74LS138 11 3.7.3 74LS47 11 3.7.4显示电路 11 4 总结 12 附录 总体设计电路原理图 13 1设计题目介绍 1.1设计目的 设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。标准电压/电流信号定为：0～5V/4～20mA (0～20mA) 1.2设计意义 通过设计此信号测控装置，加深对控制系统的理解，全面掌握所学的知识并灵活运用起来。 2 系统总体框架 图1 系统总体框架图 3系统硬件设计 3.1单片机选型 由于80C51单片机采用的是CHMOS工艺，高速度、高密度、低功耗，具有价格便宜、易上手、抗干扰能力强、稳定性好等优点，且满足我所设计的系统要求的条件，所以此次设计选用80C51单片机作为处理核心。其结构如图2所示： 图2 80C51结构 3.1.1 80C51功能介绍： Vss(20脚):接地 VCC（40脚）: 主电源+5V XTAL1（19脚）:接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。 XTAL2（18脚）: 接外部晶体的另一端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。 RST（9脚）: 单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET） PSEN（29脚）: 外ROM读选通信号 ALE/PROG（30脚）: 地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 EA/VPP（31脚）: 当EA端输入高电平时，CPU从片内程序存储器地址0000H单元开始执行程序。当地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。 输入/输出引脚： （1）P0.0—P0.7??? (39脚—32脚) 作为数据总线 （2）P1.0—P1.7?? （1脚—8脚） （3）P2.0—P2.7?? （26脚—21脚） （4）P3.0—P3.7?? （10脚—17脚）具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号，属控制总线。 3.1.2晶振电路 单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，所以在XTAL1 XTAL2引脚接入一个振荡电路，电路如图3所示： 图3 晶振电路 3.1.3复位电路 单片机系统中需要一个硬件复位电路，用于用户的手动复位，80C51是高电平复位有效。最简单的复位电路由一个电阻、一个电解电容、一个按钮形成，电路如图4所示： 图4 复位电路 图 5 8051单片机最小系统 3.2 A/D转换电路 为了完成A/D转换功能，我选择的是A/D0809转换器，它具有易于和微处理器接口或独立使用，可满量程工作，可用地址逻辑多路器选通各输入通道，单5V供电，输入范围为0~5V，输入和输出与TTL、CMOS电平兼容等优点。 ADC0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A/D转换芯片，可以和单片机直接接口，由一个8路模拟量通道选择开关、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。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ。 3.2.1 ADC0809功能介绍： 图6 ADC0809芯片图 D7-D0：8 位数字量输出引脚。 IN0-IN7：8 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。