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1、课 程 设 计 报 告学生姓名:学 号：学 院:自动化工程学院班 级:题 目:微型计算机原理及接口技术基于DVCC实验箱的电热锅炉水温控制仪的设计指导教师： 职称: 2011 年 12 月 29 日目 录1设计目的12设计内容12.1总体设计12.2工作原理分析22.3功能模块电路设计32.4原理图设计42.5软件设计42.6 元器件介绍53设计心得和体会9【参考文献】91 设计目的1了解并掌握单片机的原理、结构、指令、输入输出接口及应用。2熟悉DVCC实验系统的软、硬件结构，并能利用此系统进行开发设计。3掌握汇编语言程序设计和调试。4. 掌握温度传感器的特性及输出信号特点并能实现信号的转换及
2、最终的温度的显示。2 设计内容指标：范围0-99。1、基于DVCC实验箱，调通A/D转换器，并能实现对输入的信号进行转换。2、根据温度传感器输出的信号特点，进行量纲的转换和数据的显示。3、并最终将测出的温度数值实现远传（即具有和上位机PC机通讯的能力）。在微型计算机原理及接口设计的课程设计中，代表湿度测量信号的05V的标准电信号由DVCC实验箱上的模拟发生器产生。将该电信号送入A/D转换单元进行模数转换，再将转换后的数据送入单片机进行标度转换和相应的显示操作。这就是此次微型计算机原理及接口设计的课程任务。在实现控制的软件可使用计算机汇编语言、C语言。假设物理量A，范围为A0Am，实时物理量为X
3、，标准信号为B0Bm，实时电信号为Y，A/D转换后的数字量为C0Cm，实时的数字量为C。则有： 最后使用两位数码管显示的时候，只要求取整来显示，小数点后的位数全省略。2.1 总体设计测控系统设计由传感器、变送器、显示器组成。传感器是感知环境中湿度变化的重要部分，是系统的基础部分。在基于DVCC实验箱上实现微机原理及接口设计的课程设计的时候，我们使用实验箱上模拟量发生器输出的05V可调电压值的功能模块来提供，以此充当传感器测量的代表被测量的信息的电信号。05V的标准电信号经过ADC0809的模数转换，将标准电信号转换为二进制的数，送入单片机，单片机根据采集的数据进行标度转换，并进行相关湿度的显示
4、。所谓的标度转换是在测量通道中被测量经历了多次转换，即多次量纲变化，为了使操作人员能从显示上直接读取带有被测量单位的数值，就必须进行的必要的变换。线性通道的标度变换，对于那些不包含任何非线性环节的数字化测量通道，A/D转换结果与被测量存在如下线性关系：式中：S为传感器灵敏度（即被测量转换成电压的转换系数）； E为A/D转换器满量程输入电压； 为A/D转换器满量程输出数字。2.2 工作原理分析DVCC实验箱是学生进行单片机程序仿真的重要教学工具，可以完成此次设计任务。图1 DVCC试验箱基于8051单片机的最小系统，我们设计此次课程设计。单片机最小系统使单片机可以完成控制任务，其中复位电路是系统
5、上电复位的要求，可以使系统实现初始化，以免程序跑飞或者导致系统运行失败。单片机的晶振电路提供给单片机时钟脉冲，是单片机工作的基本前提。ADC0809是模拟量输入通道的重要环节，在ADC0809的模拟量输入端我们需要进行A/D转换的模拟量，在此我们输入代表湿度测量信息的标准电信号，利用ADC0809的模数转换功能，在ADC0809的数据输出端输出2.3 功能模块电路设计 ADC0809的模拟数字转换电路设计 图2 ADC0809连接图两位数码管显示电路设计图3 数码管显示 2.4 原理图设计图4总原理图2.5 软件设计#include reg51.h#include absacc.h#defin
6、e uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ADC0809 XBYTE0x9000uchar code b17=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e,0x00;void delay(uint d)uint c;for(;d0;d-)for(c=0;c5;c+) ; void main()uchar idata j,i,f;char g;float e;P1_0 = 0;SP=0x53;SBUF=b16;dela
7、y(1);SBUF=b16;delay(1);SBUF=b16;delay(1);while(1)ADC0809=0x00;delay(1000);e=ADC0809; /ACC=e;f=(e*20)/51;ADC0809=0x01;delay(1000);g=ADC0809;if(f65) P1_0 = 1; else P1_0=0;i=f%100;j=i%10;SBUF=bj; /(显示个位）delay(1);i=f%100;j=i/10;/bj| =0x01;SBUF=bj; /(显示十位）delay(1);2.6元器件介绍74LS138 74138为3 线8 线译码器，共有 54/74
8、S138和 54/74LS138 两种线路结构型式。 其工作原理如下： 图5 74ls138当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2)和/(E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。 利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。 4.可用在8086的译码电路中，扩展内存7416474164是一款8位移位寄存器,串行输入并行输出,常用于端口扩展,
9、引脚排列如下:VCC 电源 GND 地 CP时钟输入断 CR清除端,DSA,DSB数据输入端,当CR为低电平时Q0Q7 输出均为低电平, 当数据输入端任意一引脚为低电平时,禁止数据 输入并在CP上升沿作用下决定Q0的状态.当任意一引脚为高电平的时候 允许另一引脚输入数据并且在CP上升沿的作用下决定Q0的状态在使用的时候经常把其中的一个设置永久高电平简要说明: 393为两个 4 位二进制计数器异步清零端（1clear,2clear）为高电平时，不管时钟端 1A，2A 状态如何，即可以 完成清除功能。当 1clear,2clear 为低电平时，在 1A,2A 脉冲下降沿作用下进行计数操作。引出端符
10、号： 1A、2A 时钟输入端（下降沿有效）1clear,2clear 异步清零端 1Qa1Qd、2Qa2Qb 输出端Adc0809ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。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 1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100s(时钟为640kHz时)，130s（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
11、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。 2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。 3外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。下面说明各引脚功能。 IN0IN7：8路模拟量输入端。 2-12-8：8位数字量输出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： A/D转换
12、启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 EOC： A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。 Vcc：电源，单一+5V。 GND：地。 ADC0809的工作过程首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。STA
13、RT上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。 （1）定时传送方式 对于一种A/D转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128s，相当于6MHz的MCS-5
14、1单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。 （2）查询方式 A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。 （3）中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受3 设计心得和体会通过本次课程设计。我了解常
15、用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路），增加了自己的知识面对自己所学的知识有了新的认识，并且运用到实践，对软件的掌握也更加熟练，了解了印刷电路板的设计和制作过程，掌握了电子元器件选型的基本原理和方法，了解了电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧，并利用仿真软件进行电路的调试，但是对于软件使用方面仍有不足，在今后应该加强.【参考文献】1 孙传友 孙晓斌.测控系统原理与设计. 北京：北京航空航天大学出版社.20022 付家才.单片机控制工程实践技术. 北京:化学工业出版社. 20033 胡汉才.单片机原理及接口设计. 北京:清华大学出版社.20024 谢维成 杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计. 第二版. 北京：清华大学出版社.20095 康华光.模拟电子技术. 北京：高等教育出版社.20046 韩学军.模拟电子技术基础. 北京：中国电力出版社.20087 戴仙金.51单片机及其C语言程序开发实例. 北京：清华大学出版社.20088 陈大钦.模拟电子技术基础. 北京：高等教育出版社.2000
