單片機(jī)課程設(shè)計(jì)DA轉(zhuǎn)換

1、 學(xué)生姓名季曉松班級(jí)學(xué)號(hào)1101012419專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目D/A轉(zhuǎn)換評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?20 年 月 日成 績(jī) 評(píng) 定 表課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名季曉松班級(jí)學(xué)號(hào)1101012419課程設(shè)計(jì)題目D/A轉(zhuǎn)換實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 1.設(shè)計(jì)要求：1.課程設(shè)計(jì)報(bào)告：學(xué)校統(tǒng)一封皮（程序類）；按學(xué)校要求統(tǒng)一格式2.同一個(gè)題目不能雷同2.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 總體方案設(shè)計(jì)2、選擇可編程接口芯片3、設(shè)計(jì)硬件電路4、編寫匯編語(yǔ)言程序5、軟件仿真6、編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（參考目錄見第一部分）工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1、總體設(shè)計(jì) 1天2、選擇芯片及設(shè)計(jì)硬

2、件電路 1天3、編寫匯編語(yǔ)言程序 1天4、軟件仿真 1天5、編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 0.5天6、答辯 0.5天指導(dǎo)教師:關(guān)麗榮 韓輝 2014 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2014年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2014年 月 日 前言 單片機(jī)自70年代問世以來(lái)得到了蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)的功能正日益完善。單片機(jī)集成越來(lái)越多資源，內(nèi)部存儲(chǔ)資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項(xiàng)目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品小巧美觀，同時(shí)抗干擾能力加強(qiáng)，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，使得它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場(chǎng)前景；提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時(shí)間。此外，單片機(jī)具有性能高

3、、速度快、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是增強(qiáng)控制能力，滿足實(shí)時(shí)控制的需要。 單片微型計(jì)算機(jī)智能接受數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算，而輸出結(jié)果也是數(shù)字量，如果計(jì)算機(jī)控制對(duì)象是模擬量，字必須把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量進(jìn)行控制，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器。D/A轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的接口器件可以直接控制被控對(duì)象，也可以產(chǎn)生各種輸出波形，在單片機(jī)接口技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。 本次課程設(shè)計(jì)就是使用DAC0832和MCS-51輸入數(shù)字量，在示波器上輪流顯示出鋸齒波、三角波、正弦波。目錄 前言 1課程設(shè)計(jì)的目的和要求···&#

4、183;······························· 1.1課程設(shè)計(jì)的目的···············

5、3;·······················1.2課程設(shè)計(jì)的基本要求························

6、3;·········· 2.總體設(shè)計(jì)·····································

7、3;·········· 2.1基本工作原理·····································&

8、#183;··  2.2主要硬件設(shè)計(jì)········································ 2.3軟件總體設(shè)計(jì)·&

9、#183;······································  存儲(chǔ)單元的分配、標(biāo)志位的定義·······

10、;············ 主程序設(shè)計(jì)····································

11、·3. 硬件設(shè)計(jì) ··············································

12、4. 軟件設(shè)計(jì)··············································· 

13、5.結(jié)束語(yǔ)·················································6

14、.參考文獻(xiàn)···············································1課程設(shè)計(jì)的目的和要求1.

15、1課程設(shè)計(jì)的目的 1了解D/A轉(zhuǎn)換的基本原理。2. 了解D/A轉(zhuǎn)換芯片0832的性能及編程方法。3. 了解單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換的基本方法。1.2課程設(shè)計(jì)的基本要求 利用DAC0832，編制程序產(chǎn)生鋸齒波、三角波、正弦波。三種波形輪流顯示。2.總體設(shè)計(jì)2.1基本工作原理D/A轉(zhuǎn)換是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的變換，從D/A輸出的是模擬電壓信號(hào)。產(chǎn)生鋸齒波和三角波只需由A存放的數(shù)字量的增減來(lái)控制；要產(chǎn)生正弦波，較簡(jiǎn)單的手段是造一張正弦數(shù)字量表。取值范圍為一個(gè)周期，采樣點(diǎn)越多，精度就越高。在實(shí)驗(yàn)板上，輸入寄存器占偶地址端口，DAC寄存器占較高的奇地址端口。兩個(gè)寄存器均對(duì)數(shù)據(jù)獨(dú)立進(jìn)行鎖存。因而要把一個(gè)

16、數(shù)據(jù)通過0832輸出，要經(jīng)兩次鎖存。典型程序段如下： MOV DPTR，#PORT MOV A，#DATA MOVX DPTR,A INC DPTR MOVX DPTR,A其中第二次I/O寫是一個(gè)虛擬寫過程，其目的只是產(chǎn)生一個(gè)WR信號(hào)。啟動(dòng)D/A。2.2主要硬件設(shè)計(jì)  DAC0832是常用的8位電流輸出型并行低速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時(shí)，可外接運(yùn)算放大器，運(yùn)放的反饋電阻可通過RFB端引用片內(nèi)固有電阻（圖3中的Rfb），也可外接。內(nèi)部集成兩級(jí)輸入寄存器，使得數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。如圖3所示，D

17、AC0832由T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。圖2：DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DAC0832的三種工作方式：DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，輸入鎖存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說(shuō)，就是使和都為低電平，從而DAC寄存器的鎖存選通端為低電平而直通；同時(shí)，使輸入鎖存器的控制信號(hào)ILE處于高電平、處于低電平，這樣，當(dāng)端來(lái)一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，就可以完成1次轉(zhuǎn)換。根據(jù)上述對(duì)DAC0832的輸入鎖存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3種工作方式：1 單緩沖方式：?jiǎn)尉彌_方式是控制輸入鎖存器和DAC寄存器同時(shí)接收資料，或者只用輸入鎖存

18、器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。雙緩沖方式：雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。直通方式：直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器鎖存，即、均接地，ILE接高電平。數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入DAC寄存器，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路，不過在使用時(shí)，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉(zhuǎn)換。此處由于設(shè)計(jì)要求，選擇單緩沖方式。 2.3軟件總體設(shè)計(jì)  存儲(chǔ)單元的分配、標(biāo)志位的定義 用外部中斷0進(jìn)行中斷。IT

19、0為外部中斷0的觸發(fā)方式控制位，將IT0設(shè)置為1，選擇外部中斷為邊沿觸發(fā)方式。IE0為外部中斷0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，在邊沿觸發(fā)方式中，IE0由1變?yōu)?時(shí)，向CPU請(qǐng)求中斷。中斷允許寄存器IE的字節(jié)地址為A8H，定義如圖2.1所示。IE(A8H) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EA ET2 ESET1EX1ET0EX0 圖2.1 中斷允許寄存器IEEA中斷允許控制位。ET2定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2的溢出中斷位，只用于52子系列，51子系列無(wú)此位。ES串行口中斷允許位。ET1定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷位。EX1外部中斷1的中斷允許位。ET0定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷位。EX0外部中斷0的中斷

20、允許位。中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的字節(jié)地址為B8H，各位定義如圖2.2所示。 IP(B8H) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PT2 PSET1PX1PT0PX0 圖2.2 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IPPT2定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2的中斷優(yōu)先級(jí)控制位，只用于52子系列。PS串行口的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT1定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PX1外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PX0外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。主程序設(shè)計(jì) 主程序框圖如圖所示主程序3. 硬件設(shè)計(jì)80C51引腳圖如圖3.1所示。 單片機(jī)的40個(gè)引腳大致可分為4類：電源、時(shí)鐘、控制和I

21、/O引腳。（1）電源:  a. VCC - 芯片電源，接+5V； b. VSS - 接地端；（2） 時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 （3） 控制線:控制線共有4根， a. ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖  ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 b. PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 c. RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。  VPD功能：在

22、Vcc掉電情況下，接備用電源。 d. EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。  EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。  Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。（4） I/O線80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。3. 軟件設(shè)計(jì) 3.1鋸齒波子程序框圖 子程序如下3.2三角波顯示程序3.3正弦波顯示程序正弦波程序如下軟件仿真結(jié)果及分析1.程序TAB0：DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H

23、,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H DB 0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H,0D4H,0D6H,0D8H DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H,0E5H,0E7H,0E9H DB 0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H,0F2H,0F4H,0F5H DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH,0FBH,0FCH,0FDH DB 0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FF

24、H,0FFH DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FEH,0FDH DB 0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H,0F8H,0F7H,0F6H DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH,0EEH,0ECH,0EAH DB 0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H,0DEH,0DDH,0DAH DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH,0CCH,0CAH,0C7H DB 0C5H,0C2H,0BFH,0BCH,0BAH,0B7H,0B4H,0B1H DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H,9FH,9CH

25、,99H DB 96H,93H,90H,8DH,89H,86H,83H,80H DB 80H,7CH,79H,76H,72H,6FH,6CH,69H DB 66H,63H,60H,5DH,5AH,57H,55H,51H DB 4EH,4CH,48H,45H,43H,40H,3DH,3AH DB 38H,35H,33H,30H,2EH,2BH,29H,27H DB 25H,22H,20H,1EH,1CH,1AH,18H,16H DB 15H,13H,11H,10H,0EH,0DH,0BH,0AH DB 09H,8H,7H,6H,5H,4H,3H,2H DB 02H,1H,0H,0H,0H,0H,

26、0H,0H DB 00H,0H,0H,0H,0H,0H,1H,2H DB 02H,3H,4H,5H,6H,7H,8H,9H DB 0AH,0BH,0DH,0EH,10H,11H,13H,15H DB 16H,18H,1AH,1CH,1EH,20H,22H,25H DB 27H,29H,2BH,2EH,30H,33H,35H,38H DB 3AH,3DH,40H,43H,45H,48H,4CH,4EH DB 51H,51H,55H,57H,5AH,5DH,60H,63H DB 69H,6CH,6FH,72H,76H,79H,7CH,80H2.仿真結(jié)果如圖所示4.結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我個(gè)人得到了不少收獲。一方面加深了我對(duì)單片機(jī)課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，尤其是DA轉(zhuǎn)換的深入了解；另一方面也提供了很好的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)?，F(xiàn)在我總結(jié)