《计算机控制系统》课程设计-AD DA信号处理电路汇.doc

目录 目录 1 1 题目背景与意义 2 2 设计题目介绍 2 2.1设计目的 2 2.2设计意义 2 3 系统总体框架 3 4 系统硬件设计 3 4.1单片机选型 3 4.1.1 80C51功能介绍： 4 4.1.2晶振电路 4 4.1.3复位电路 4 4.2 A/D转换电路 5 4.2.1 ADC0809功能介绍： 6 4.2.2 A/D转换电路图 6 4.3 D/A转换电路 7 4.3.1 DAC0832功能 7 4.3.2 D/A转换电路图 8 4.4 稳压电源 8 4.5调理电路 9 4.6 报警指示灯电路 9 4.7 键盘、显示控制电路 10 4.7.1键盘电路 10 4.7.2 74LS138 10 4.7.3 74LS47 11 4.7.4显示电路 12 5 系统软件设计 13 5.1 主程序框图 13 5.2数据程序框图 14 5.3 键盘程序框图 15 5.4显示程序框图 16 6 总结 17 参考资料 17 附录 总体设计电路原理图 18 1 题目背景与意义 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) 2.2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。 3 系统总体框架 图1 系统总体框架图 4 系统硬件设计 4.1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 图2 80C51结构 4.1.1 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）: ALE/PROG（30脚）: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) （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） 图3 晶振电路 4.1.3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 4.2 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