单片机应用课程设计1doc.docx

1、单片机应用课程设计1doc单片机数据采集控制系统目录1、前言单片机的应用介绍1.1单片机系统组成1.2通用外围电路1.3实验模块电路2、课程设计的目的和要求2.1设计的目的2.2设计的要求3、总体设计介绍系统框图及原理4、硬件设计4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍4.2绘出硬件接线图5、软件设计5.1程序流程图5.2主程序、子程序、中断服务程序 6、实验数据7、结束语简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议。8、参考文献前言1.1、系统组成Dais系列单片机微机仿真实验系统由管理CPU 89C52系统单元、目标CPU 8032/8052/196/KB/KC/80

2、88/8086单元、接口实验单元和稳压电源（外接或内置）组成，通过RS232C串行接口与PC微机相连，系统硬件主要内容如下：PU理CPU 89C52、目标CPU 8032/8052/196KB/KC/8088统存储器控在89C52内EEPROM（8K）、RAM 6264、RAM 61256一片（32K）、BPRAM 61256（32K）。口芯片及单元实验251、8253、8255、8259、ADC0809、DAC0832、6264、164、74LS273、74LS244、电子发声单元，电机控制单元， 开关及发光二极管、单脉冲触发器、继电器控制等设接口印接口，8279键盘接口，RS232C串口、

3、51仿真接口示器位LED、二路双踪示波器盘2键自定义键盘PROM编程器EPROM 2764/27128快速读出统电源5V/2A，12V/0.5A1.2、通用外围电路1. 逻辑电平开关电路实验台上有9只开关K1K9与之相对应的K1K9引线孔为逻辑电平输出端。对于卡式结构机型仅有8位开关，开关向上拨相应插孔输出高电平“1”，向下拨相应插孔输出低电平“0”。对于一体化机型有9位开关，开关向上拨相应插孔输出低电平“0”，向下拨相应插孔输出高电平“1”。 2. 发光二极管显示电路 实验系统上装有12只发光二极管及相应驱动电路。L1L12为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为低电平“0”时发光二极管亮

4、。3. 脉冲发生器电路实验台上提供一4.9152MHz的脉冲源，见下图：4. 计数器电路该电路由1片74LS393组成。实验系统上为Tx：T0T7为分频输出插孔，T为脉冲输入端（已连脉冲源4.9152MHz）。该计数器在上电时由RESET信号清零。当脉冲输入为4.9152MHz时，T0T7输出脉冲频率依次为2.4576MHz、1.2288MHz、614.4KHz、307.2KHz、153.6KHz、76.8KHz、38.4Hz、19.2Hz。5. 单脉冲电路如图所示，采用RS触发器产生单脉冲。实验者每按一次AN按钮，即可以从两个插座上分别输出一个正脉冲SP及负脉冲/SP，供“中断”、“CLR”

5、、定时器/计数器等实验使用。6.电子音响及驱动电路如图所示，音响电路的控制输入插孔为“SIN”，控制输入信号经放大后接喇叭。7. 模拟信号、基准电压产生电路如图所示，系统中提供1路05V模拟电压信号，1路基准电压产生电路供A/D、D/A转换实验使用。8. 脉冲滤波电路如图所示，FIN输入脉冲过滤波，可形成三角波输出。9. 译码电路 系统上配有带使能控制的三输入、八输出译码器LS138一片，其引脚用圆孔插座全部引出(指一体化机型）,使用时可根据教学需要自行定义Y0-Y7的寻址范围 。系统实验程序中对译码器的定义是：使能控制端G的有效寻址范围为0FFE0H-0FFFFH,译码器输入控制端A、B、C

6、 受地址线A2、A3、A4控制，其译码输出端Y0-Y7的有效寻址范围分别为0FFE0H、0FFE4H、0FFE8H、0FFECH、0FFF0H、0FFF4H、0FFFE8H和0FFFCH。因此在运行系统提供的实验程序前须按下图连接译码电路。1.3、实验模块电路本节中D0D7对一体机而言，以排针引出，其余需外接的信号线用专用圆孔插座引出。1. 简单I/O口扩展并行输入输出电路 2.存贮器读写电路3. A/D转换器电路4. D/A转换器。 5. 8255并行I/O口扩展电路（系统中作EPROM固化）。6. 键扫显示控制电路2.1、课程设计的目的 运用单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软

7、硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。2.2、课程设计要求用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下：1、 可实现8路数据的采集，假设路信号均为0-5V的电压信号；2、 采集数据可通过数码管显示，显示格式为：通道号 电压值，如 .53、 可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*）4、 具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。5、 可输出

8、8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流程为：6、 可输出频率为1kHZ的方波，三角波，正弦波*。3、总体设计从A/D转换器入手，通过编程，实现硬件上的八路数据采集、采集数据显示、通过键盘设计采集、实现上下限的报警功能、八路顺序控制信号、输出频率和波形可设。4、硬件设计4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。 引脚说明： P0.0P0.7：P0口8位口线

9、，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。 P1.0P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。 P2.0P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。 P3.0P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为为单片机的控制信号。ALE/ PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：复位/备用电源引脚2、74LS373芯片介绍：74LS373是带有三态门的八D

10、锁存器，当使能信号线OE为低电平时，三态门处于导通状态，允许1Q-8Q输出到OUT1-OUT8，当OE端为高电平时，输出三态门断开，输出线OUT1-OUT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平，这时，当G端输入端为高电平时，锁存器输出（1Q-8Q）状态和输入端（1D-8D）状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时，输入端（1D-8D）的数据锁入1Q-8Q的八位锁存器中。当用74LS373作为地址锁存器时，它们的G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。引脚说明如下： D0D7：锁存器8位数

11、据输入线 Q0Q7：锁存器8位数据输出线 GND：接地引脚 Vcc：电源引脚，5V有效 OE ：片选信号引脚 G：锁存控制信号输入引脚 3、74LS138芯片介绍：74LS138是一个3-8译码器，共16个引脚，其引脚说明如下： A、B、C：选择端即信号输入端 E1、E2、E3：使能端，其中E1、E2低电平有效，E3高电平有效 Y0Y7：译码输出信号，始终只有一个为低电平 Vcc：电源端，5V GND：线路地4、ADC0809芯片介绍：ADC0809是一种比较典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码

12、电路，其转换时间为100s左右，采用双排28引脚封装，其引脚说明如下： IN0IN7：8路模拟量输入通道 ADDAADDC：地址线用于选择模拟量输入通道 ALE：地址锁存允许信号 START：转换启动信号 D0D7：数据输出线 OE：输出允许信号，低电平允许转换结果输出 CLOCK：时钟信号输入引脚，通常使用500KHz EOC：转换结束信号，为0代表正在转换，1代表转换结束 Vcc：5V电压 VREF（）、VREF（）：参考电压5、DAC0832芯片介绍：DAC0832是美国数据公司的8位D/A转化器，片内带数据锁存器，电流输出，输出电流稳定时间为1m，功耗为20mW，其引脚说明如下： D0

13、D7：数据输入线，TTL电平 ILE：数据锁存允许控制信号线 CS：片选信号线，低电平有效 WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲有效 XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效 WR2：DAC寄存器写选通输入线，低电平有效 IOUT1：电流输出线，当DAC寄存器为全1时电流最大 IOUT2：电流输出线，其值与IOUT1之和为一常数Rfb：反馈信号输入线，调整Rfb端外接电阻值可以调整转换满量程精度Vcc：电源电压线，为5V15范围VREF：基准电压输入线，范围为：10V10VAGND：模拟地DGND：数字地4.2绘出硬件接线图A/D转换电路D/A转换电路键盘扫描电路5.1程序流程图主程序流程图按键流程图16进制转换为10进制流程图5.2主程序、子程序、中断服务程序6、实验数据图7、结束语、通过此次课程设计，我了解了单片机系统开发、研制的过程，学会了硬件的画图和软件的编程。通过基本技能的训练，例如组成系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等；使我理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。在此基础上，我将学会正确地应用单片微机，培养解决工业控制、工业检测等领域具体问题的初步能力。8、参考文献单片机原理及接口技术 机械工业出版社 P108-111