計算機控制系統(tǒng)(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗一：過程接口板設(shè)計上機報告班級： 姓名： 學號：1、 實驗內(nèi)容設(shè)計一個16路的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2、 實驗要求1、輸入信號為0-5V；用查詢法讀取A/D的轉(zhuǎn)換數(shù)。2、Protel軟件畫出該數(shù)據(jù)采集板的原理線路圖。3、簡要說明設(shè)計思路以及所采用的芯片。三、實驗內(nèi)容1、芯片選擇與功能說明ADC0809八位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是一種單片CMOS器件，包括8位模擬轉(zhuǎn)換器、8通道轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微處理器兼容的控制邏輯。8路轉(zhuǎn)換開關(guān)能直接聯(lián)通8個單端模擬信號中的任意一個。ADC0809的引腳圖及51單片機引腳圖如下： ADC0809管腳圖及51單片機芯片管腳圖ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器

2、的引腳功能： IN0IN7:路模擬量輸入。 A、B、C:位地址輸入，3個地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。 ALE:地址鎖存啟動信號，在ALE的上升沿，將A、B、C上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 D0D7:八位數(shù)據(jù)輸出線，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果由這根線傳送給單片機。 OE:允許輸出信號。當OE=1時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。 START:啟動信號輸入端，START為正脈沖，其上升沿清除ADC0808的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動A/D開始轉(zhuǎn)換。 EOC:轉(zhuǎn)換完成信號，當EOC上升為高電平時，表明內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換已完成。 CLK:時鐘輸入信號，0809的時鐘頻率范圍在101200k

3、Hz，典型值為640kHz。當ALE為高電平時，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存并譯碼，在START上升沿時所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時，開始進入A/D裝換，此期間START應保持低電平。在START下降沿后10us左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號變?yōu)榈碗娖?，EOC為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，在高電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。OE為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。ADC0809的主要性能：逐次比較型CMOS工藝制造單電源供電無需零點和滿刻度調(diào)整具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與TTL兼容易與各種微控制器接口具有鎖存控制的8路模擬開關(guān)分辨率：8位功耗：15mW最大不可調(diào)誤差小于

4、7;1LSB轉(zhuǎn)換時間128us轉(zhuǎn)換精度：±0.4%ADC0809沒有內(nèi)部時鐘，必須由外部提供，其范圍為101280kHZ，典型的時鐘頻率為640kHZ。3、設(shè)計流程本設(shè)計為16路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本文著重介紹該系統(tǒng)組成和硬件設(shè)計，本設(shè)計的主要組成如下：第一步：信號調(diào)理電路第二步：16路模擬信號的產(chǎn)生與A/D轉(zhuǎn)換器第三步：發(fā)送端的數(shù)據(jù)采集與傳輸控制器第四步：人機通道的接口電路第五步：數(shù)據(jù)傳輸接口電路開始系統(tǒng)初始化調(diào)用數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用數(shù)據(jù)采集子程序取相應通道數(shù)據(jù)調(diào)用標度變換子程序調(diào)用數(shù)據(jù)顯示子程序調(diào)用數(shù)據(jù)發(fā)送子程序主程序流程圖4、設(shè)計結(jié)果（提交線路圖）由于ADC0809無片內(nèi)時鐘，時鐘信號

5、有51單片機的ALE信號經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。此外，由于ADC0809內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，所以通道地址由P0口的低3位直接與ADC0809的A B C 相連。通道基本地址為0000H0007H。其對應關(guān)系如下表所示：地址碼輸入通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ADC0809與51單片機的接口方法：ADC0809與51單片機的接口有3種形式，分別是查詢方式、中斷方式和延時等待方式，本題中選用查詢接口方式。由于ADC0809無片內(nèi)時鐘，時鐘信號時可由單片機的ALE信號經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。ALE引腳的脈沖頻率是8051時鐘

6、頻率的1/6.該題目中單片機時鐘頻率采用6MHz，則ALE輸出的頻率是1MHz，二分頻后為500KHz，符合ADC0809對頻率的要求。由于ADC0809內(nèi)部沒有地址鎖存器，所以通道地址有P0口的低3位直接與ADC0809的A,B,C相連。通道基本地址為0000H0007H。控制信號：將P2.7作為片選信號，在啟動A/D轉(zhuǎn)換時。由單片機的寫信號和P2.7控制ADC的地址鎖存和啟動轉(zhuǎn)換。由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機的讀信號和P2.7引腳經(jīng)或非門后，產(chǎn)生正脈沖作為OE信號用一打開三態(tài)輸出鎖存器。三、實驗總結(jié)通過這次課程

7、設(shè)計，我深刻的了解到了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理、構(gòu)成部分和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電氣工程及其自動化之間的緊密聯(lián)系，該系統(tǒng)可以采集的發(fā)電廠運行數(shù)據(jù)包括電氣參數(shù)和非電氣參數(shù)兩類。在此次課程設(shè)計當中學到了很多東西，特別是用protel軟件繪制原理圖，要求細心布置圖局并自己制作元器件80C51、74LS373、8155、ADC0809確實對自己專業(yè)的理論知識和實踐的結(jié)合有了很大的幫助，對我個人而言確實受益匪淺。本次課程設(shè)計是一個由80C51控制的A/D數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，這卡上對應有8個通道0到5V的模擬電壓采集的能力，要求用鍵盤選擇轉(zhuǎn)換通道。在以上的設(shè)計里，基本滿足了設(shè)計需求的要素。這次的課程設(shè)計主要應用的知識，有單片