計算機(jī)控制系統(tǒng)

1、實驗一：過程接口板設(shè)計上機(jī)報告班級：姓名：學(xué)號：一、實驗內(nèi)容設(shè)計一個16路的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)二、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(jī)引腳圖如下: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 讀口卻AIX24八$ t4：j PO.t |OR OX23 ADIKpreT34QC 1ADD)pi，933：! PO b ES!221LftBT 口h21 (MSHi口皿內(nèi),uPJ 1I IAMh EAjvPP! *LEfPR5G20二/qlUTT)P3 11:h mtHE戶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 從事 115ZtD,Oho .fl ”5附2K90ADC0809管腳圖及51單片機(jī)芯片管腳圖ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器的引腳功能：IN0IN7: 8路模擬量輸入。A、B、C: 3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8根線傳送給單片機(jī)。OE:允許輸出信號。當(dāng)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

4、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(dāng)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 101200kHz,典型值為 640kHz。當(dāng) 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(jìn)入A/D裝換，此期間START應(yīng)保持低電平。在START下降沿后10us左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號變?yōu)榈碗娖剑?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

5、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± 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，具范圍為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

6、：發(fā)送端的數(shù)據(jù)采集與傳輸控制器第四步：人機(jī)通道的接口電路第五步：數(shù)據(jù)傳輸接口電路主程序流程圖LED4、設(shè)計結(jié)果（提交線路圖）由于ADC0809無片內(nèi)時鐘，時鐘信號有51單片機(jī)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(yīng)關(guān)系如下表所?。篈DC0809f 51單片機(jī)的接口方法：ADC0809f 51單片機(jī)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ADC080新片內(nèi)時鐘，時鐘信號時可由單片機(jī)的ALE信號經(jīng)

7、D觸發(fā)器二 分頻后獲得。ALE引腳的脈沖頻率是8051時鐘頻率的1/6.該題目中單片機(jī)時鐘地址碼輸入通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7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ADC080的部沒有地址鎖存器，所以通道地址有 P0 口的低3位直接與 ADC0809勺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(jī)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!在一起，

8、因此 ADC0809t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(jī)的讀信號 RD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)輸出鎖存器通過這次課程設(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(dāng)中學(xué)到了很多東西， 特別是用protel軟件繪制原理圖，要求細(xì)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(yīng)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