计算计控制设计解决方案.doc

引言 2 1 总体设计框架 2 2 8051单片机 3 2.1 8051内部结构 3 2.2 8051的引脚说明 5 3 模数转换器 7 3．1 AD590简介 7 3．2 ?ADC0804简介 7 3．2．1 ADC0804主要技术指标如下： 7 3．2．2 ADC0804引脚功能 8 3．3 AD590温度采集及ADC0804模数转换电路 8 4 数模转换器 9 4．1 DAC0832内部结构 9 4．2 DAC0832引脚 10 4．3 DAC0832芯片及其与单片机接口 11 4．3．1 DAC0832主要特性 11 4．3．2 DAC0832与80C51单片机的接口 11 5 按键的单片机键盘接口 12 6 LED显示 13 6．1 MAX7219功能特点 13 6．2 MAX7219管脚描述 14 7 看门狗 15 7．1 CD4060简要说明 15 7．2 CD4060管脚及功能简介 16 8 单片机与上位机通信设计 16 9 电源设计 17 设计总结 19 参考文献 19 计算计控制课程设计 引言 本次设计的题目为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（0～5V/4～20mA (0～20mA)）。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。通过本次课程设计，我们可以将所学的知识应用到实际当中，体现了学以致用的治学思想，还将学习的知识整合在一起，发挥我们的创造性思维，为以后的实践打下基础。本次课设研究的主要内容为熟悉的应用A/D、D/A以及单片机元件。设计报告安排为：阐明总体设计框图、各个元件的主要功能，在总体中起到的作用。 关键词：单片机8051； AD590；ADC0804；DAC0832；MAC232；CD4060；MAX7219。 1 总体设计框架 本次课设的总体设计的框图如图1所示: 图 1 2 8051单片机 单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。 2.1 8051内部结构 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： 图2 （1）中央处理器：????中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 （2）数据存储器(RAM)：???? 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 （3）程序存储器(ROM)：????8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 （4）定时/计数器(ROM)：????8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 （5）并行输入输出(I/O)口：????8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 （6）全双工串行口：????8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 （7）中断系统：????8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 （8）时钟电路：????8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。 2.2 8051的引脚说明 图3 下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能： （1）主电源引脚VCC和VSS VCC——（40脚）接+5V电压； VSS——（20脚）接地。 （2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1（19脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对HMOS单片机，此引脚应接地；对