吉林化工学院自动化系本科学生课程设计说明书模版Word文档下载推荐.docx

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计算0301

03级电子信息工程专业2班：

电信0302

03级测控专业1班：

测控0301

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吉林化工学院课程设计说明书

设计题目（黑体，小二，不宜超过25字）

EnglishTitle（TimesNewRoman16）

学生学号：

03510301

学生姓名：

王某某

专业班级：

自动0301

指导教师：

张某某

起止日期：

2005.11.7～2005.11.21

吉林化工学院

JilinInstituteofChemicalTechnology

课程设计任务书

一、设计题目：

基于CPLD的数字钟设计（宋体，小四号字，加黑）

二、设计目的（宋体，小四号字，加黑）

1、掌握可编程逻辑器件的基本原理及利用EDA开发工具Max+plusII进行可编程逻辑器件设计的方法；

（宋体,小四号字）

2、掌握用CPLD/FPGA进行计数器、译码器及LED动态扫描显示驱动电路设计的方法；

3、熟练掌握可编程逻辑器件的原理图层次化设计方法；

4、掌握利用Max+plusII进行软件仿真及对可编程逻辑器件进行硬件下载的方法。

三、设计任务及要求（宋体，小四号字，加黑

任务书的第一、二、三、四项可由学生直接打印输出，但第五项指导教师评语及学生成绩一项需由指导教师用黑色中性笔或兰黑钢笔填写。

）

设计并实现数字钟。

下载芯片：

Altera的MAX7000S系列EPM7128SLC84。

时钟具有以下基本功能：

1、具有时、分、秒显示，24小时循环计时功能；

2、具有时间校准（调时或对时）功能；

四、设计时间及进度安排（宋体，小四号字，加黑）

设计时间共两周（2005.11.7～2005.11.21）,具体安排如下表：

周安排

设计内容

设计时间

第一周

学习可编程逻辑器件开发工具Max+plusII的使用，计数器、译码器、动态扫描显示驱动电路设计，软件仿真，两位计数及时间显示的实现。

2005.11.7

～

2005.11.14

第二周

学习可编程逻辑器件的原理图层次化设计方法，硬件下载实现基本数字时钟功能。

实现发挥与创新要求的部分内容，完成并提交硬件设计作品及硬件课程设计说明书，课程设计答辩。

五、指导教师评语及学生成绩

指导教师评语:

年月日

成绩

指导教师（签字）:

摘要

本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。

本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。

数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机SST89E51来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。

该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。

8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示。

软件部分应用C语言编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。

关键词：

数据采集SST89E51单片机ADC0809MAX232

Abstract

Thisarticledescribesthehardwaredesignandsoftwaredesignofthedataonwhichbasedonsignal-chipmicrocomputer.Thedatacollectionsystemisthelinkbetweenthedigitaldomainandanalogdomain.Ithasanveryimportantfunction.Theintroductivepointofthistextisadatatocollectthesystem.Thehardwareofthesystemfocusesonsignal-chipmicrocomputer.Datacollectionandcommunicationcontrolusemodulardesign.Thedatacollectedtocontrolwithcorrespondencetoadoptamachine8051tocarryout.Thepartofhardware’scoreisAT89S52,isalsoincludesA/Dconversionmodule,displaymodule,andtheserialinterface.Slavemachineisresponsiblefordataacquisitionandansweringthehostmachine.8roadsweremeasuredtheelectricvoltagetopasstheingeneralusemold-fewconversionofADC0809,therealizationcarriesontheconversionthatimitatestomeasurethenumeraltomeasuretowardsthedatathatcollect.ThensendthedatatothehostmachinethroughMAX232.thehostmachineisresponsiblefordataanddisplay.ThesoftwareispartlyprogrammedwithC.Thesoftwarecanrealizethefunctionofmonitoringandcontrollingthewholesystem.Itdesignsmuchprogramlikedata-acquisitiontreatment,data-displayanddata-communicationect.

第1章绪论

串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。

在串行通信时，要求通信双方都采用一个标准接口使不同的设备可以方便连接起来进行通信。

但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的，RS-232以其方便、经济的实现特点，一直深受工程界的青睐。

并且RS232串行接口是微机系统种常用的外部总线标准接口，它是PC机与通信应用中最广泛的一种接口，通过RS－232以实现计算机之间、计算机与设备之间相互通信。

几乎每台计算机都有一两个串行接口，用来与调制解调器、实验室设备、工控设备、POS终端等进行数据传输。

这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。

由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用[1]。

1.1系统开发背景

近年来，利用智能化数字式温度传感器以实现温度信息的在线检测已成为温度检测技术的一种发展趋势。

数字化技术推动了信息化的革命，在传感器的器件结构上采用数字化技术，使信息的采集更加方便。

对于温度信号采集系统，传统的模拟温度传感器多为铂电阻、铜电阻等。

每一个传输线至少有两根导线，带补偿接法需要三根导线。

如果对50路温度信号进行检测，就需要100根导线接到采集端口，然后还要经过电桥电路、信号放大、通道选择、A心转换等，才能将温度信号供计算机处理[2]。

而DS1820新型单总线数字温度传感器，采用3脚（或8脚）封装，从DS1820读出或写入数据仅需要一根I/O口线。

1.2端口技术应用展望

随着人类社会的发展，利用计算机设备实现生产过程自动化成为了提高生产力、减轻劳动强度有效手段。

由于大量设备的使用，必须随时知道实际的情况，这就是监控，通过计算机辅助数据采集过程可以实现对数据自动处理。

了解设备的信息后，为追求利润的最大化，使用者必须针对不同的具体情况，发出不同的指令，这就是控制。

接口硬件将传感器的输出信号进行处理，并将处理好的结果传送给计算机，计算机根据一定的准则做出相应的指令,从而对该生产过程加以控制,这就构成了工业上利用十分广泛的监控系统。

端口通信在工业生产中应用广泛。

现在尽快有很多速度更快、效率更高的端口的出现，但是这些新的端口可以通过转换电路实现与传统串口通信的转换，从而灵活地满足工业生产方面的需要。

因此，在端口技术的未来将会更加美好[3]。

1.3课题研究目的与意义

本次设计的目的就是以数字传感器DS1820作为前端，采集温度经过单片机处理后，再采用串口通信，把温度显示在VC编辑的计算机界面上，实现与计算机的通信。

新型数字化、网络化传感器在工程中的应用具有极其重要的意义。

这类传感器是各种参量送入计算机系统，进行智能监测、控制的最前端。

随着科技的发展，数字化、网络化传感器应用日益广泛，以其传统方式不可比拟的优势渐渐成为技术的趋势和主流。

第2章单元电路选择及作用

2.1概述

数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。

数据采集技术广泛引用在各个领域。

70年代初，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，特别是微处理器及高速A/D转换器的出现，数据采集系统结构发生了重大变革。

原来由小规模集成的数字逻辑电路及硬件程序控制器组成的采集系统被微处理器控制的采集系统所代替。

由微处理器去完成程序控制，数据处理及大部分逻辑操作，使系统的灵活性和可靠性大大地提高，系统硬件成本和系统的重建费用大大地降低。

在该系统中需要将模拟量转换为数据量，而A/D是将模拟量转换为数字量的器件，他需要考虑的指标有：

分辨率、转换时间、转换误差等等。

而单片机是该系统的基本的微处理系统，它完成数据读取、处理及逻辑控制，数据传输等一系列的任务。

在该系统中采用的是89E51系列的单片机。

双机通信的串行口可以采用RS232C标准接口，由芯片MAX232实现双机的通信。

而数据的显示则采用的是VB，该器件比较简单，在生活中接触也较多。

数据采集系统一般由信号调理电路，多路切换电路，采样保持电路，A/D,单片机等组成。

2.2方案论证

2.2.1A/D模数转换的选择

A/D转换器的种类很多，就位数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。

位数越高其分辨率就越高，价格也就越贵。

A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不相同。

（1）逐渐逼近式A/D转换器：

它是一种速度快、精度较高、成本较低的直接式转换器，其转换时间在几微秒到几百微秒之间。

（2）双积分A/D转换器：

它