东北电力大学计算机控制课程设计终结版.docx

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东北电力大学计算机控制课程设计终结版

1.题目背景与意义

《计算机控制系统》是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教环节是它的一个极为重要的环节。

不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开实验课教学。

如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节，学习与应用脱节的局面。

《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，使学生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。

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

2.1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）。

3系统总体框架

图1总体框图

4系统硬件设计

4.1AT89C52

4.1.1AT89C52的主要工作特性

片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；

片内数据存储器内含256字节的RAM；

具有32根可编程I/O口线；

具有3个可编程定时器；

中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；

串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；

具有一个数据指针DPTR；

低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；

具有可编程的3级程序锁定位；

AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；

AT89C52最高工作频率为24MHz。

4.1.280C51的最小电路

图280c51最小电路图

4.2ADC0809

4.2.1ADC0809概述

ADC0809是8位逐次逼近式A/D转换器。

其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片

4.2.2ADC0809的主要特性

　　1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。

　　2）具有转换起停控制端。

　　3）转换时间为100μs（时钟为640kHz时），130μs（时钟为500kHz时）　

　　4）单个+5V电源供电。

　　5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。

　　6）工作温度范围为-40～+85摄氏度。

7）低功耗，约15mW。

图3-ADC0809接线图

4.2.3ADC0809的内部结构

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图3所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。

4.3DAC0832

4.3.1DAC832的主要特性参数

　*分辨率为8位；

　　*电流稳定时间1us；

　　*可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；

　　*只需在满量程下调整其线性度；

　　*单一电源供电（+5V～+15V）；

*低功耗，20mW。

4.3.2DAC0832的工作方式及引脚图

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：

直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。

DAC0832引脚图如图6所示

DC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要（如要求多路D/A异步输入、同步转换等）。

所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图：

D/A转换结果采用电流形式输出。

若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。

运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。

DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机电路连接。

图4D/A转换器引脚图

4.3.3DAC0832的数模转换图

图5DAC0832的数模转换图

4.4LED显示

加入LED显示是为了便于人机互动，方便工作人员及时了解此时工况。

其具体电路如图15。

图6-LED显示电路

4.5其它电路

当系统正常运行时，绿灯亮。

当传感器所采集的信息通过单片机处理，如果超过设置的上限值或低于下限值时，蜂鸣器进行报警，红灯亮起。

其电路图如图12所示。

图7-报警电路

5系统软件设计

5.1主程序框图

图8主程序框图

5.2数据程序框图

图9数据转换框图

5.4显示程序框图

图10显示程序框图

6.结论

通过这次设计，我加深了对《计算机控制系统》这门课的了解，在查资料的过程中了解了各种芯片的作用和特点，尤其是对单片机的了解，懂得了如何将已学到的知识运用到实际中去，加深了对课本知识的理解，也学到了一些在课本中学不到的知识。

在设计的过程中我们克服了各种困难，了解了科研的艰辛，也培养了我们查阅资料自学的能力，使我们的学习能力和适应能力得到了提高

参考文献

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