河北科技大学“微机接口技术”课程设计报告.doc

PAGE 11 河北科技大学 课程设计报告 学生姓名： 学 号： 专业班级： 课程名称： 微机接口技术 学年学期： 指导教师： 201 年 月 课程设计成绩评定表 学生姓名学 号成绩专业班级起止时间同组人 设计题目数字存储示波器设计指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日 目 录 设计任务与要求4 总体方案设计4 硬件电路分析5 3.1设计思路5 3.2基本工作原理5 程序设计6 4.1程序流程图6 4.2设计思路6 调试说明7 5.1硬件电路调试7 5.2软件程序调试7 5.3 遇到的问题及解决办法7 6、结论8 6.1设计结果及分析8 6.2学到的知识及个人体会8 7、参考文献9 附录1——原程序清单及注释10 附录2——电路原理图12 1 设计任务与要求 本设计通过简单的A/D转换接口电路，配合汇编语言程序设计，实现最基本的信号波形采集与存储，并通过简单的D/A转换接口电路，将存储的数据还原为信号波形，在普通示波器的屏幕上显示出来。 被测信号产生电路参见“A/D、D/A接口实验扩展卡电路原理图”。当按下S1时，电容C5完全放电，A/D转换器输入电压为零；抬起S1时，电容C5开始充电，A/D转换器输入电压按RC过渡过程开始上升，最终达到+5V。图中RC时间常数约为10ms，整个充电过程需要3～5倍的RC时间常数时间。设计要求使用A/D转换器捕捉电容C5充电的完整过程，并将采样数据存储起来。然后依次将采样数据通过D/A转换器循环输出，产生一定频率的重复波形，送到普通示波器显示。 基本要求：使用一个D/A转换器通道，将信号波形施加到示波器的Y轴，X轴扫描信号由示波器产生并调节，实现RC充电过程的波形稳定显示。 发挥部分：将示波器调整在X-Y方式，采样数据的D/A转换器输出接到Y轴输入端，增加一个D/A转换器通道，产生频率可变的X轴扫描信号，接到示波器X轴外部输入端，使RC充电过程的波形稳定显示。 2 总体方案设计 电路由四部分组成：输入电路、控制电路、A/D转换、D/A转换。 输入电路：即采集电路部分，本设计为RC充电过程采样实验。 控制电路：本设计采用MCS-51实验教学系统板，输入编写的程序后用来控制数字存储示波器的采样、存储、ADC0809及DAC0832的及工作。 A/D转换：用芯片ADC0809对采样值进行变换从而生成代表每一采样电压的二进制字，即数字化。 D/A转换：用芯片DAC0832输出存储器中贮存的数据，加到Y偏转板在示波器的屏幕上重建信号波形的幅度。 总体结构框图如下： 3 硬件电路分析 3.1 设计思路 首先，理解数字存储示波器的工作原理及结构框图。 其次，明确电路的四个组成部分：输入电路、控制电路、A/D转换、D/A转换，并清楚各部分的电路组成及作用。 再次，关键要理解电路的核心部分即A/D、D/A转换部分的工作原理、接口的有效地址等。 最后，输入编写的程序后调试，检验运行结果。 3.2 基本工作原理 1）.A/D转换部分 如电路原理图所示，ADC0809的数据线、地址线、读/写信号与单片机实验系统板连接，其片选信号来自实验系统板的地址译码器，有效地址范围为F000～F3FFH（PS4）。U8A将ALE信号2分频，产生500kHz的转换时钟。U7B和U7C与片选信号PS4配合，完成ADC0809的通道选择、启动转换和数据读取。U8B将EOC信号转换极性，生成INT0信号，向单片机提出中断请求，同时驱动L2发光，指示A/D转换已经完成。 图中RP4为参考电压调节电位器，RP5为ADC0809的IN-7输入电压调节电位器。S1为RC过渡过程输入控制按键，当S1从按下状态抬起时，IN-6引脚将产生RC充电过程的电压变化，该变化过程可由ADC0809定时取样捕捉到，用于实现存储示波器的相关实验。输入端VIN1和V IN2引到了实验卡的连接器J1 上，用于连接外部的电压输入，相关的串联电阻和嵌位二极管组成保护电路，防止外部的电压输入过高造成ADC0809的损坏。通过不同输入通道的选择和相