AT89C51通用實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)題目：AT89C51通用實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)作者：學(xué)號(hào)：200120370430學(xué)院(系)：信息工程系專業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)者：(姓名)(專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者：(姓名)(專業(yè)技術(shù)職務(wù))2003年6月杭州1引言單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器（MicrocontrollerUnit）或者嵌入式控制器（EmbeddedController）,是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化，使之集成在一塊芯片上的微機(jī)。單片機(jī)有著體積小、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化裝置、智能化儀器儀表、過程控制和家電等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。自1974年美國(guó)的德克薩斯儀器公司推出第一個(gè)單片機(jī)以來，單片機(jī)得到了迅猛的發(fā)展。目前的趨向包括以下幾個(gè)方面：第一，位數(shù)從4位、8位、16位提升到目前的32位；第二從單CPU向多CPU發(fā)展；使單片機(jī)具有并行處理能力，功能得到了極大的增強(qiáng)，；第三，使用的語言升級(jí)，有的單片機(jī)可直接用簡(jiǎn)單高級(jí)語言編程，例如Z8系列、MCS-51系列產(chǎn)品；第四，I/O端口的多功能化，例如A/D、D/A、LED/LCD熒光管顯示驅(qū)動(dòng)、特殊串行I/O口、DMA控制、FIFO緩沖器、PWM（脈寬調(diào)制）輸出、PLL（鎖相環(huán)控制）等等；第五，功耗降低、速度加快，目前新出的單片機(jī)大都采用CHMOS工藝制造，這種工藝兼有HMOS高速、高集成度和CMOS低功耗的特點(diǎn)，并使適應(yīng)電壓范圍加寬。近年來，單片機(jī)結(jié)合專用集成電路ASIC和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)RISC技術(shù)，發(fā)展成嵌入式處理器，適用于數(shù)據(jù)、數(shù)值分析，信號(hào)處理、智能機(jī)器人以及圖象處理等高技術(shù)領(lǐng)域。盡管單片機(jī)不斷向縱深發(fā)展，但是目前乃至今后若干年，8位單片機(jī)仍然是實(shí)際應(yīng)用中的主導(dǎo)產(chǎn)品。最具有代表的典型機(jī)種位INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的MCS-6805系列和Zilog公司的Z8系列以及其派生的各種產(chǎn)品。2方案提出與選擇對(duì)于本設(shè)計(jì)筆者主要是完成對(duì)前向通道和后向通道的設(shè)計(jì)，即A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。各種型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換芯片的外引腳是類似的。一般外引腳涉及以下幾種信號(hào)：輸入模擬量、輸出數(shù)字量、轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。A/D芯片和系統(tǒng)連接時(shí)，主要是這些信號(hào)的接口方法問題：1）輸入電壓的連接A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入模擬電壓可以是單端的也可以是差動(dòng)的。A/D芯片常用Vin(+)、Vin(-)一類標(biāo)號(hào)表示模擬輸入端，例如ADC0804就是這樣的。如果輸入模擬電壓是單端的，則根據(jù)輸入信號(hào)的極性將輸入端Vin(+)、Vin(-)中的一個(gè)接地，而另一個(gè)與輸入信號(hào)相連。如果輸入信號(hào)是差動(dòng)的，則應(yīng)該接在Vin(+)、Vin(-)之間。2）數(shù)字量出線與系統(tǒng)總線的連接有一類芯片的數(shù)字量輸出帶有三態(tài)控制，比如ADC0809，這種芯片的輸出也可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，輸出時(shí)由素信號(hào)選通三態(tài)門。當(dāng)CPU得知轉(zhuǎn)換結(jié)束后，執(zhí)行一條輸入指令，所產(chǎn)生的讀信號(hào)將A/D芯片內(nèi)部總線與系統(tǒng)總線相連，數(shù)據(jù)輸出。另一類A/D芯片，其內(nèi)部三態(tài)是不能受外部控制的，它是在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后自動(dòng)接通的，例如AD570就是這樣的。此外，還有的A/D芯片沒有三態(tài)門輸出電路。因此這兩類芯片的輸出數(shù)據(jù)線就不能直接與系統(tǒng)總線接口，而必須經(jīng)接口芯片或者附加的三態(tài)門芯片與CPU系統(tǒng)總線相連，否則將產(chǎn)生總線沖突。8位以上的A/D芯片和系統(tǒng)相連時(shí)，還要考慮和8位單片機(jī)數(shù)據(jù)總線位數(shù)相容的問題?？刹捎米x/寫控制邏輯將A/D輸出數(shù)據(jù)按字節(jié)分時(shí)讀出，讓單片機(jī)分兩次讀取數(shù)據(jù)。3）啟動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換器要求的啟動(dòng)信號(hào)一般有電平信號(hào)和脈沖信號(hào)兩種。對(duì)于要求用電平信號(hào)啟動(dòng)的A/D芯片，例如AD570，AD571等，在整個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間，均需保證啟動(dòng)信號(hào)有效，若啟動(dòng)信號(hào)中途被撤消則轉(zhuǎn)換隨之停止，結(jié)果得到的是錯(cuò)誤的結(jié)果。所以通常需要通過I/O接口或者觸發(fā)器鎖存啟動(dòng)信號(hào)，使其在轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)保持有效。對(duì)于要求脈沖信號(hào)啟動(dòng)的A/D芯片，例如ADC0809、ADC1210等，通常利用單片機(jī)輸出指令來產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖。4）轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)以及數(shù)據(jù)的讀取A/D轉(zhuǎn)換