微型计算机专业技术课程工作方案设计书报告.doc

微型计算机技术课程设计报告 专业：通信工程 班级： 姓名： 学号： 时间：2011-03-08~19 通信与电子工程学院 一、设计目的 为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的课程设计。通过设计使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 1、通过本设计，使学生综合运用《微型计算机技术》、《C语言程序设计》以及《数字电路》、《模拟电路》等课程的内容，为以后从事电子产品设计、软件编程、系统控制等工作奠定一定的基础。 2、学会使用KEIL C和PROTEUS等软件，用C语言或汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性。 3、了解单片机界面应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等。 二、设计内容 数字电压表：用A/D采样实现数字电压表，采用数码管或液晶显示电压值。 三．设计方案 1.方案选择 本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、A/D转换模块、显示模块。绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。（如下所示） 控 控 制 模 块 LED显示模块 A/D转换模块 外部电压 2.硬件选择 选择AT89S51作为单片机芯片，选用8段共阴极LED数码管实现电压显示，选用独立式按键作为程序的跳转与选择，利用ADC0809作为数模转换芯片，利用IN0将数据采集接口电路输入电压传入ADC0809数模转换组件，经转换后通过D0至D7与单片机P0口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机，信号经过单片机处理从LED数码显示管显示。拨码开关连P3口，实现通道选择。 四．硬件设计 1.控制电路 单片机控制模块的作用是为控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。 在本次课题设计中我们选择了89S51芯片，其具有功能强、体积小、成本低、功耗小等特点，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 1.1复位电路　 复位电路如图1所示，单片机系统常常有上电复位和操作复位两种。上电复位是指单片机上电瞬间，要在RST引脚上出现宽度大于10ms的正脉冲，才能使单片机进入复位状态。操作复位是指用户按下“复位”按钮使单片机进入复位状态。 图１ 1.2晶振电路 晶振电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，使用晶体震荡器时，c2,c3取值20~40PF，使用陶瓷震荡器时c2,c3取值30~50PF。在设计电路板时，晶振和电容应尽量靠近芯片，以减小分布电容，保证震荡器的稳定性。18引脚接XTAL1，19引脚接XTAL2，20引脚接地。 图２晶振电路图 2.A/D转换模块 使用ADC0809作为数模转换组件，它属于逐次逼近型A/D转换器。它是由一个8路的模拟开关、一个地址锁存译码器、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个仿真通道，允许8 路模拟量分时输入，共享A/D 转换器进行转换。A/D转换器是的特点是8位精度，属于并行口，如果输入的模拟量变化大快，必须在输入之前增加采样电路。 2.1 ADC0809引脚功能 IN0～IN7：8路模拟量输入。A、B、C：3位地址输入，3个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。 ALE：地址锁存启动信号，在ALE的上升沿，将A、B、C上的信道地址锁存到内部的地址锁存器。 图3 引脚图 D0～D7：八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。 OE：允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。 START：启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0809的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。 EOC：转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。 2.2．ADC0809内部结构图 逐次逼近型A/D转换器ADC0809由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、D/A转换器、寄存器、控制电路和三态输出锁存器等组成。其内部结构如图4所示。 图4 ADC0809内部结构 3.显示模块设计 3.1 LED数码管构成 LED数码管显示器是由发光二极管显示字段的显示器件，也称为数码管。它由8个发光二极管构成，通过不同的组合可用来显示0-9、A-F及小数点“.”等字符。 数码管有共阴极和共阳极两种结构规格，如图（a）（b）所示。共阴极数码管的发光二极管阴极共地，当某发光二极管的阳极为高电平时，二极管点亮；共阳极数码管的发光二极管是阳极，并接高电平，对于需点亮的发光二极管将其阴极接低电平即可。 图(a)共阴极 图 (b)共阳极