《计算机控制系统》课程设计-基于单片机的具有ad和da功能的信号测控装置

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1、目录1题目背景与意义12设计题目介绍22.1设计题目22.2题目要求23系统总体框架34系统硬件设计34.1主控制芯片805134.1.18051引脚说明44.1.2单片机最小系统54.2A/D转换电路64.2.1AD57474.3D/A转换电路94.3.1数模转换器DAC083294.3.2外接运放5G24114.4调理电路124.5稳压电源134.6键盘模块144.7LED显示电路144.8声光报警电路154.9整体硬件设计图165系统软件设计175.1主程序框图175.2键盘控制程序框图185.3数据转换程序框图195.4显示子程序框图205.5基本程序216结论23参考文献24241题

2、目背景与意义本课程设计以《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。2设计题目介绍2.1设计题目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/4～20mA(0～20mA)2.2题目要求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

3、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)每天写出工作日记。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)。243系统总体框架8051稳压电源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图1总体设计方案此控制系统的硬件设计框图如图1所示。被控对象经传感器，变送器输入电压信号

4、或电流信号，经模数转换模块中调理电路送入A/D转换器，通过采样和模数转换，所检测到的电压信号和送入单片机进行比较，以显示模块显示结果，声光报警判断是否正常工作。由键盘模块设定报警上下限值。稳压电源提供稳定电压。数模转换输出模拟量进行控制。4系统硬件设计4.1主控制芯片8051本设计的主控制芯片我们选择性价比高的8051单片机，8051单片机是一款8位的CPU，与通用的微处理器基本相同。片内有128个字节RAM，片外最多可以外扩到64k。8051有4k字节的ROM；具有5个中断源，2个优先权；3个8位的并行I/O口、一个全双工的串行口，2个16为的定时器/计数器，基于从经济出发，本设计我们选择8

5、051单片机完全能实现控制的要求。原理图如图2。24图2单片机最小系统4.1.18051引脚说明图38051引脚图8051共有4个I/O端口，为P0、P1、P2、P3，四个I/O口都是双向的，且每个口都具有锁存器。每个口有8条线，共计32条I/O线。各端口的功能叙述如下：241、P0口有三个功能：（1）外部扩充存储器时，当作数据总线（D0~D7）。（2）外部扩充存储器时，当作地址总线（A1~A7）。（3）不扩充时，可做一般I/O口使用，但内部没有上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。2、P1口只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。3、P2口有两个功能：（1）扩充外部存储器时，当作地址总线

6、（A8~A15）使用。（2）做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻。4、P3口有两中功能除了作为I/O口使用外（内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。P30……RXD（串行输入口）P31……TXD（串行输出口）P32……/INT0（外部中断）P33……/INT1（外部中断）P34……T0（TIMER0的外部输入脚）P35……T1（TIMER1的外部输入脚）P36……/WR（外部数据存储器的写入控制信号）P37……/RD（外部数据存储器的读取控制信号）端口1、2、3有内部上拉电阻，当作为输入时，其电位被拉高，若输入为低电平可提供电流源；其作为输出时可驱动4个LSTTL。而端口0作

7、为输入时，处在高阻抗的状态，其输出缓冲器可驱动8个LSTTL（需要外部的上拉电阻）。5、EA/VPP（1）接高电平时：a、CPU读取内部程序存储器（ROM），如8051/8052。b、扩充外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）、1FFFH（8052）时，自动读取外部ROM。（2）接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM），如8031/8032。4.1.2单片机最小系统1）单