计算机控制系统课程设计书论文.doc

1 计算机控制系统课程设计 1. 题目背景及意义本课程设计以《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。本单片机系统硬件部分由 STC89C51 八位微控制器组成; AD 部分采用 ADC0832 八位串行模数转换器; DA 部分采用 DAC0808 八位数字模拟转换器。为了便于观察程序实现,加入 LCD1602 液晶显示器和三个独立按键。同时,由于软件模式二的需要,从单片机 口引出控制蜂鸣器。与上位机通信采用 RS-232 通信标准,实现芯片为美信公司生产的 MAX232 专用芯片。软件部分,当单片机运行时,首先由两个独立按键选择模式 1\模式 2。模式 1为电压测控系统;模式 2为音乐播放系统。按键 3为软件复位。 3. 系统总体框架图1系统总体框架图 2 4. 系统硬件设计 控制电路设计 芯片选择采用 STC 公司的 STC89C51 八位数字控制器。 89C51 是一种带 4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器( FPEROM —Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory )的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造, 与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,89C 系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 芯片特性?与 MCS-51 兼容? 4K 字节可编程闪烁存储器?寿命: 1000 写/擦循环?数据保留时间: 10年?全静态工作: 0Hz-24Hz ?三级程序存储器锁定? 128*8 位内部 RAM ? 32可编程 I/O 线?两个 16位定时器/计数器? 4个中断源?可编程串行通道?低功耗的闲置和掉电模式?片内振荡器和时钟电路 最小系统为保证单片机正常工作,单片机需要有复位和振荡电路构成的最小系统。由于本设计需要通过串口将电压信号发送到上位机,故选择晶振频率为 。滤波电容选择 30pF 。由10uF 电容和 10k 电阻构成 RC 延时电路为单片机提供上电复位。图 2为单片机最小系统电路。 3 图2 单片机最小系统原理图 A/D 转换设计 芯片选择 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。 ADC0832 为 8位分辨率 A/D 转换芯片,其最高分辨可达 256 级,可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在 0~5V 之间。芯片转换时间仅为 32μ S ,据有双数据输