东北电力大学计控课设

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1、1.设计背景与意义1.1设计背景在我们的生产生活中，信号的检测与控制广泛存在，并扮演着很重要的角色。在下述的设计报告中，介绍了一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。该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。目前，信号的检测和控制根据其特性，有很多的检测和控制装置，甚至有成套的控制原理电路。此时我们做的信号检测与控制的装置，应该说是很低端的，但是这个课程设计的目的不只在于要求我们能设计出优秀、高端的产品，而且要求锻炼我们的综合能力。1.2设计意义通过设计此测控装置，加

2、深对控制系统理解，将所学的知识灵活穿插并运用起来。比如这次的《计算机控制技术》设计报告，它不仅运用了计算机方面的知识，而且也设计到了单片机、数电的知识。理论联系实践，从而锻炼了我们综合运用知识的能力。2.设计题目介绍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的传感器、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/4～20mA(0～20mA)。键盘显示被控对象传感器变送器A/D转换器单片机D/A转换执行器存储器图1系统原理图233

3、.系统总体框架AT89C51显示模块模数转换模块键盘模块声光报警数模转换模块模拟量输出模拟量输入上位机通信图2系统总体框图4.系统硬件设计4.1单片机单片机是在在芯片内集成了构成一台计算机的主要器件：CPU、运算器、存储器、I/O口及其他功能部件的一块单晶芯片。因此它的功能很强大，广泛的应用于生产中。4.1.1单片机的选择以此次设计选用AT89C51单片机作为处理核心。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，内含32根双向且分别可寻址的IO线，128字节RAM，2个16位定时计数器，全双工异步串行口，2个中

4、断优先级，5个中断源，片内有时钟振荡器。234.1.2AT89C51的功能简介AT89C51单片机的外形结构为40条引脚双排列直插式封装，其引脚排列如下图所示图3单片机引脚图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VSSVCC——（40脚）接+5V电压；VSS——（20脚）接地。2）、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（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CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。XTA

5、L2（18脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对XHMOS，此引脚应悬浮。                         3）、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP①RST/VPD（9脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻，与VCC引脚之间连接一个约10μF的电容，以保证可靠地复

6、位。23VCC掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证内部RAM的数据不丢失。当VCC主电源下掉到低于规定的电平，而VPD在其规定的电压范围（5±0.5V）内，VPD就向内部RAM提供备用电源。②ALE/PROG（30脚）：当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LS型的TTL输入电路。

7、③PSEN（29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。PSEN同样可以驱动（吸收或输出）8个LS型的TTL输入。④EA/VPP（引脚）：当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对851/8751/80C51）或1FFFH（对8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。对于常用的8031来说，

8、无内部程序存储器，所以EA脚必须常接地，这样才能只选择外部程序存储