计算机控制系统设计(东北电力大学)解决方案.doc

目录 1 题目背景与意义 1 1.1设计目的 1 2 设计题目介绍 2 2.1设计内容和要求 2 2.1.1基本要求 2 2.1.2发挥部分 2 3 系统总体框架 3 4 系统硬件设计 4 4.1单片机选型 4 4.1.1 AT89C51功能介绍： 5 4.1.2晶振电路 6 4.1.3复位电路 6 4.2 A/D转换电路 7 4.2.1 ADC0832功能介绍： 7 4.3 D/A转换电路 7 4.3.1 DAC0808功能 8 4.4显示器 8 4.4.1LM016L引脚说明 8 4.5 总电路 9 5 系统软件设计 10 5.1 主程序框图 10 5.2数据程序框图 10 5.3显示程序框图 11 6 总结 12 7 参考资料 13 1 题目背景与意义 1.1设计目的 本课程设计以《计算机控制系统》课程理论为基础，以其他电子类、计算机及接口类相关课程内容为辅助，在实践中锻炼学生的系统设计能力、理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，提高其实践能力、创新意识与创业精神。 在自动控制系统的实际工程中，经常需要检测被测对象的一些物理参数，如温度、流量、压力、速度等，这些参数都是模拟信号的形式。它们要由传感器转换成电压信号，再经A/D转换器变换成计算机能够处理的信号。同样，计算机控制外设，如电动调节阀、模拟调速系统时，就需要将计算机输出的数字信号经过D/A转换器变换成外设能接受的模拟信号。 本次《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。帮助同学们增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，从而更好的掌握单片机的内部功能模块的应用以及A/D和D/A功能的实现。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。 2 设计题目介绍 2.1设计内容和要求 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/电流信号此处定为：0～5V/0～20mA。 2.1.1基本要求 （1) 充分理解题目要求，确定方案。 （2) 合理选择器件型号。 （3) 用1号图纸1张或者采用Protel软件画出电原理图。 （4) 用1号图纸1张画出软件结构框图。 （5) 写出设计报告，对课程设计成品的功能进行介绍及主要部分进行分析与说明。 （6) 每天写出工作进程日记。 2.1.2发挥部分 （1) 可将系统扩展为多路。可在此系统中扩展键盘、显示（LCD/LED）、与上位机通讯功能。 （2) 完成以上基本设计部分之后，可以运用Protues仿真软件对设计结果进行相应的编程和仿真，调试测控系统并观察其运行结果(可以分部分完成)。 3 系统总体框架 模拟量输入 模拟量输出 图3.1系统总框图 4 系统硬件设计 4.1单片机选型 由于AT89C51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AT89C51单片机作为处理核心。AT89C51单片机是一款8位的CPU，属于MCS-51单芯片的一种。 AT89C51 提供以下标准功能：4k?字节Flash?闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 其结构和引脚排列如图4-1、图4-2所示： 图4-1AT89C51 图4-2 AT89C51的引脚排列 4.1.1 AT89C51功能介绍： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输