单片机实验系统研制主系统构建模块及da转换模块

《单片机实验系统研制主系统构建模块及da转换模块》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、单片机实验系统研制主系统构建模块及DA转换模块前言单片机广泛适用于工业现场、过程控制、智能仪器仪表及状态监测等各个方面。单片微型计算机原理及接口技术是机电、电子信息及控制技术相关专业的一门重要专业课程。多年来由于实验条件较差等方面的因素,大多数学生学完后仍停留在理论层面上,不能灵活应用.而本项目开发的C51单片机实验系统是提高学生动手能力,与教学内容紧密结合,成本低廉的实验装置。系统的设计立足于教学大纲,能满足教学中大部分实验的要求。它采用模块式结构,学生可根据自己的需要灵活将这些模块组成一个系统，作为实验装置使用,增加必要的外围电路和设备后,又可成为产品开发平台。"单片机基础"是一

2、门技术性，应用性很强的课程，实践教学是提高学生能力的重要保证，是单片机课程学习的重要组成部分。目前在大多数学校的单片机实验室所用实验系统虽然外围芯片丰富，功能完善，但仍然存在很多不足的地方：一、大部分单片机管脚，内部电路连接都被屏蔽，所以学生虽然可以照着实验说明完成实验，但却无法深刻地理解实验原理，实验也就没有起到它预期的作用。二、单片机实验装置采用集成化程度很高的实验台，这种封闭式系统结构已不能完全适应教学实验的要求，而本次项目所设计的单片机实验系统采用完全开放式的设计，不仅引出所有单片机I/O口，还提供了详尽的原理图，为进一步完善实验系统的开发奠定了坚实的基础。1单片机系统设计概

3、述1.1本论文的研究意义及现状目前大多数单片机实验系统采用集成化程度很高的实验台，这种封闭式系统结构已不能完全适应教学实验的要求，因此，新型的实验系统亟待开发，并且使开发出的单片机实验系统能达到设计要求的基本功能。作为实验系统的主系统，本文主要完成了新型单片机实验系统构架雏形的设计及D/A转换模块和存储器扩展模块的设计。主系统以89C51单片机最小系统为基础，扩展出相应的I/O接口，以便与子系统相连接，完成实验系统框架雏形的设计，并为进一步完善系统的开发奠定了坚实的基础。1.2本论文的研究目的本设计主要研究单片机实验系统，重点在于对单片机实验教具的开发，使开发出的实验系统不但能满足基

4、本的实验教学要求而且还可以作为一个产品开发平台。文中研究的D/A转换模块、主系统模块和存储器扩展模块仅是实验系统中一个很小的部分，这部分为系统的主体部分。在主系统模块上扩展出的通用I/O口与显示模块、键盘显示模块、串口通信模块等模块的连接来完成整个实验系统框架雏形的设计。1.3本论文的内容本文是基于Atmel公司AT89C51单片机的实验系统研制，主要论述单片机实验系统中的D/A转换模块(AT89C51与DAC0832的连接)和主系统与EPROM2764扩展的原理和应用。AT89C51单片机是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程、可擦除、只读存储器；其输

5、出引脚和指令系统都与MCS-51系列单片机兼容。2单片机系统设计方案单片机实验系统设计一般由两部分组成：硬件部分和软件部分，其开发过程如图2-1所示[1]：图2-1单片机实验系统研制的一般过程应用系统设计大体可以分为4个步骤：系统总体设计、硬件设计、软件设计和调试阶段。下面分别就这4个步骤加以介绍。2.1总体设计系统总体设计是单片机系统设计的前提，合理的总体设计是系统成败的关键。总体设计的关键在于系统功能和性能的认识和合理分析，系统单片机及关键芯片的选型，系统基本功能结构的确立和软、硬件功能的划分。1.明确系统功能在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出的各项技术性能指标，拟定

6、出可行性方案。2.系统单片机选型首先，应根据任务的繁杂程度和技术指标要求选择机型。选定机型后，在选择系统中要用到的其他外围元器件。3.软、硬件功能划分在总体方案设计过程中，对软件和硬件进行分工是一个首要的环节。在硬件设计中能用集成模块实现的功能不要用软件来实现，在没有相应的功能模块、硬件设计又相当复杂时，最好用软件来实现。总体方案一旦确立，系统的总体框架基本确定。2.2硬件设计硬件设计是指应用系统的电路设计，包括主机、控制电路、存储器、I/O接口、A/D和D/A转换电路等。硬件设计时，应留有充分余量，电路设计力求正确无误，因为在系统调试中不易修改硬件电路。硬件设计一般包括4个步骤：设

7、计电路原理图、元器件的选择、组装和调试硬件。1.设计电路原理图根据设计要求，设计出系统总框图和D/A转换、主系统和存储器扩展模块的电路原理图[2]，然后在Protel99SE中制出整个系统电路原理图。2.元器件的选择选择程序存储器时应选购容量大的，一般选择大容量的EPROM芯片，如2764(4KB)、27128(16KB)、27256(32KB)等，尽量避免选择小容量的芯片组合扩充成大容量的存储器，存储器容量大，则编程空间也要宽裕一些，价格相差也不会太大。