计算机控制课程设计论文 AD转换_百度文库

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:计算机控制系统2011 年 7月 13日引言1.1 设计目的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。1.2 设计意义通过设计此测控装置，加深对控制系统理解，将所学的知识灵活穿插并运用起来。2 系统硬件设计2.1 单片机选型由于80C51单片机具有价格便宜，易上手，抗干扰能力强，稳定性好等优点，且满足我所设计系统的条件，所以此次设计选用80C51单片机作为处理核心。图 1

2、8051单片机最小系统2.2 A/D转换电路ADC0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A/D转换芯片，片内有模拟量通道选择开关及相应的通道锁存、译码电路，A/D转换后的数据由三态锁存器输出，由于片内没有时钟需外接时钟信号。通过P2.7来控制A/D是否开始工作。图2 A/D转换电路2.3 D/A转换电路DAC0832是8位D/A转换器，它采用CMOS工艺制作，具有双缓冲器输入结构。DAC0832内部有两个寄存器，而这两个寄存器的控制信号有五个，输入寄存器由ILE、CS、WR1控制，DAC寄存器由WR2、Xref控制，用软件指令控制这五个控制端可实现三种工作方式：直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式

3、。直通方式是将两个寄存器的五个控制端预先置为有效，两个寄存器都开通只要有数字信号输入就立即进入D/A转换。单缓冲方式使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，另一个处于受控方式，可以将WR2和Xfer相连在接到地上，并把WR1接到89C51的WR上，ILE接高电平，CS接高位地址或地址译码的输出端上。双缓冲方式把DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器都接成受控方式，这种方式可用于多路模拟量要求同时输出的情况下。三种工作方式区别是：直通方式不需要选通，直接D/A转换；单缓冲方式一次选通；双缓冲方式二次选通。由于DAC0832是单路转换，为了使系统能有更好的控制性，我加了个多路开关C

4、D4051，从而实现系统的多路控制！CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.520V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD+5V，VSS0，VEE-13.5V，则05V的数字信号可控制-13.54.5V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。图3 CD4051引脚图图4 D/A转换电路2.4 稳压电源为了使单片机能更

5、稳定的工作，必须保证有一个稳定的电压输入。图5 稳压电源2.5 调理电路在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号420mA，为此，常要先将其转换成±10V的标准电压信号，以便送给各类设备进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0%对应-10V；12mA为50%对应0V；20mA为100%对应5V。参考电路见图6所示。图6 调理电路经对图6电路分析，可知流过反馈电阻Rf的电流为(Vo-VN/Rf与VN/R1(VN-Vf/R5相等，由此，可推出输出电压Vo的表达式：Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5×VN-(R4/R5×Vf。由于VNVpIi×R4，上式中的

6、VN即可用Ii×R4替换，若R4200，R118k，Rf7.14k，R543k，并调整Vf7.53V，输出电压Vo的表达式可写成如下的形式: 当输入420mA电流信号时，对应输出05V的电压信号。2.6 报警指示灯电路当系统正常运行时，绿灯亮。当传感器所采集的信息通过单片机处理，如果超过设置的上限值或低于下限值时，蜂鸣器进行报警，红灯亮起。其电路图如图7所示。图7 报警电路2.7 键盘控制电路加入键盘是为了便于人机互动，方便工作人员即时调整工况，调节系统的允许工作范围。具体如图8.图8 键盘控制电路其中，S2是用于进入键盘调节模式和退出键盘调节模式；S3是用于增加上限值；S

7、4用于减小上限值；S5用于增加下限值；S6用于减小下限值。h3 2.7 LED 显示电路p 加入 LED 显示是为了便于人机互动，方便工作人员及时了解此时工况。其具体电路如图 9 。p 图9 LED显示电路3 PROTUES仿真当系统正常运行时，如图10。.图10 正常状态当系统出现异常时，如图11.图11 异常状态具体程序看附录。4 总结通过连续三天的课程设计，使我受益匪浅。首先是发现问题和解决问题的能力有了提高！由于一开始对编程环境的不熟悉，导致经常犯了一些常识错误，给整个进程带来了不少麻烦，但在老师的指导帮助下问题得到了解决！其次是对80C51单片机的掌握又有了提高，通过此次课程设计，使

8、我更加熟练的掌握了单片机的运用，在以后的学习道路上能更加轻松！最后是对PROTEL,PROTUES等软件的运用更加熟练！5 参考资料1姜学军.算机控制技术.华大学出版社，2005.82赵建领.1单片机开发与应用技术详解.子工业出版社，2009.13李平、杜涛、罗和平.单片机应用开发与实践.机械工业出版社.2008.74王秋爽.单片机开发基础与经典设计实例.机械工业出版社.2008.15沙占友、孟志永、王彦朋.单片机外围电路设计.电子工业出版社.2006.66李云刚.单片机原理与应用系统设计.中国水利水电出版社.20087杨宁.单片机与控制技术.北京航空航天出版社.2005.2*附录*程序org

9、 0000hajmp startorg 0003hajmp wb0org 0013hajmp wb1start: SETB EASETB EX0setb ex1setb p1.0CLR P1.1mov 54h,#0c8h ;设置上下限值mov 55h,#32hMOV DPTR,#7F00HMOVX DPTR,AAJMP $wb1:clr EA ；键盘控制程序clr ex0LCALL DELLAYLCALL DELLAYLCALL DELLAYCLR P1.0CLR P1.1key:jnb p1.2,key0jnb p1.3,key1jnb p1.4,key2jnb p1.5,key3jnb p

10、3.3,key4ajmp keykey0: INC 54HLCALL DELLAYLCALL DELLAYRETkey1:dec 54hLCALL DELLAYLCALL DELLAYRETkey2:inc 55hLCALL DELLAYLCALL DELLAYRETkey3:dec 55hLCALL DELLAYLCALL DELLAYRETkey4: setb EAsetb ex0LCALL DELLAYLCALL DELLAYretiwb0: CLR EX0NOPNOPMOV DPTR,#7F00H ；A/D转换MOVX A,DPTRLCALL CHULILCALL DISPLCALL

11、DELLAYcjne a,54h,next1 ；判断系统是否异常next1:jc next2cpl P1.1cpl P1.0next2:cjne a,55h,next3next3:jnc next4cpl P1.1cpl P1.0next4:MOV DPTR,#07F00HMOVX DPTR,AnopnopSETB EX0RETICHULI: MOV B,#100DIV ABMOV 50H,a ；LED显示程序mov a,bmov b,#10div abmov 51h,amov 52h,bretDISP: MOV R0,#52HMOV R7,#03H NEXT: MOV A,R0MOV DPTR,#DDSEGMOVC A,A+DPTRMOV SBUF