计算机控制系统

1、实验一：过程接口板设计上机报告班级：姓名：学号：一、实验内容设计一个16路的数据采集系统二、实验要求1、输入信号为0-5V;用查询法读取A/D的转换数2、Protel软件画出该数据采集板的原理线路图。3、简要说明设计思路以及所采用的芯片。三、实验内容1、芯片选择与功能说明ADC0809八位逐次逼近式A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接联通8个单端模拟信号中的任意一个。ADC0809的引脚图及51单片机引脚图如下:MARIroc地QECLK*FCND7X IN；f77 r口叫pi.c d二Ll vcc26n 1Mlp

2、i j t pi.a utFD.O I ADQk U POJ iADI)25口 N M JA.a?l血口？Z) AOtJIipi.4 q5 p?.3 读口却AIX24八$ t4：j PO.t |OR OX23 ADIKpreT34QC 1ADD)pi，933：! PO b ES!221LftBT 口h21 (MSHi口皿内,uPJ 1I IAMh EAjvPP! *LEfPR5G20二/qlUTT)P3 11:h mtHE户3 :1J才占Ll l»2rF A川14P3- 4 q142TI XU"LlF3.4 d182SLw17 (I SH1*1 r -ITT41 P7 J

3、WAT n16-vRlFATALJia192372 F2 2 (A10|；1 FN 1 从事 115ZtD,Oho .fl ”5附2K90ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图ADC0809模数转换器的引脚功能：IN0IN7: 8路模拟量输入。A、B、C: 3位地址输入，3个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入ALE: 地址锁存启动信号，在 ALE 的上升沿，将A 、 B 、 C 上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。D0D7:八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。OE:允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。START:启动信号输入端，START为

4、正脉冲，其上升沿清除 ADC0808的内 部的各寄存器，其下降沿启动 A/D 开始转换。EOC:转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部 A/D转换已完成。CLK:时钟输入信号，0809的时钟频率范围在 101200kHz,典型值为 640kHz。当 ALE 为高电平时，通道地址输入到地址锁存器中，下降沿将地址锁存并译码，在 START 上升沿时所有的内部寄存器清零，在下降沿时，开始进入A/D装换，此期间START应保持低电平。在START下降沿后10us左右，转换结束信号变为低电平， EOC 为低电平时，表示正在转换，在高电平时，表示转换结束。 OE 为低电平时，表示正在转换，为高电平

5、时，允许转换结果输出。ADC0809 的主要性能：逐次比较型 CMOS工艺制造单电源供电 无需零点和满刻度调整 具有三态锁存输出缓冲器，输出与 TTL兼容 易与各种微控制器接口 具有锁存控制的8路模拟开关 分辨率：8位 功耗：15mW 最大不可调误差小于± 1LSB 转换时间128us 转换精度：± 0.4% ADC0809没有内部时钟，必须由外部提供，具范围为101280kHZ,典型的时钟频率为640kHZ。3、设计流程本设计为16路数据采集系统，本文着重介绍该系统组成和硬件设计，本设 计的主要组成如下：第一步：信号调理电路第二步：16路模拟信号的产生与A/D转换器第三步

6、：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的接口电路第五步：数据传输接口电路主程序流程图LED4、设计结果（提交线路图）由于ADC0809无片内时钟，时钟信号有51单片机的ALE信号经D触发器 二分频后获得。此外，由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址由 P0 口的低3位直接与ADC0809的A B C相连。通道基本地址为0000H0007H。其 对应关系如下表所小：ADC0809f 51单片机的接口方法：ADC0809f 51单片机的接口有3种形式，分别是查询方式、中断方式和延 时等待方式，本题中选用查询接口方式。由于ADC080新片内时钟，时钟信号时可由单片机的ALE信号经

7、D触发器二 分频后获得。ALE引脚的脉冲频率是8051时钟频率的1/6.该题目中单片机时钟地址码输入通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7频率采用6MHz则ALE输出的频率是1MHz二分频后为500KHz;符合ADC0809对频率的要求。由于ADC080的部没有地址锁存器，所以通道地址有 P0 口的低3位直接与 ADC0809勺A,B,C相连。通道基本地址为 0000H0007H控制信号：将P2.7作为片选信号，在启动 A/D转换时。由单片机的写信号 和P2.7控制ADC的地址锁存和启动转换。由于 ALE和START!在一起，

8、因此 ADC0809t锁存通道地址的同时也启动转换。在读取转换结果时，用单片机的读信号 RD和P2.7引脚经或非门后，产生正脉冲作为OE信号用一打开三态输出锁存器通过这次课程设计，我深刻的了解到了数据采集系统的原理、构成部分和数 据采集系统和电气工程及其自动化之间的紧密联系，该系统可以采集的发电厂运行数据包括电气参数和非电气参数两类。在此次课程设计当中学到了很多东西， 特别是用protel软件绘制原理图，要求细心布置图局并自己制作元器件80C51、74LS373、8155、ADC0809确实对自己专业的理论知识和实践的结合有了很大的 帮助，对我个人而言确实受益匪浅。本次课程设计是一个由80C51控制的A/D数据采集控制系统，这卡上对应有 8个通道0到5V的模拟电压采集的能力，要求用键盘选择转换通道。在以上的 设计里，基本满足了设计需