電子工程設(shè)計實驗報告 AD DA 溫控

不息為體日新為道PAGEPAGE12011.12電子工程設(shè)計報告題目：ADDA單片機(jī)顯示電路班級：電子信息工程小組：第六組姓名學(xué)號：指導(dǎo)教師：完成日期：20134.22第一章：本次電子工程設(shè)計的背景第一節(jié)：電子工程設(shè)計簡介一.摘要本實驗主要內(nèi)容是設(shè)計用于小型溫度測量與控制系統(tǒng)的AD，DA，單片機(jī)，顯示電路模塊。其中AD模塊采用的C0804芯片及外圍電阻構(gòu)成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；DA模塊采用的C0832芯片及外圍電阻構(gòu)成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；單片機(jī)模塊采用的是C8051F023單片機(jī)；顯示電路采用的是1602液晶顯示屏及外圍電路構(gòu)成的顯示電路。二．題目：小型溫度測量與控制系統(tǒng)本系統(tǒng)是根據(jù)電子信息類本科生教學(xué)情況以及在具體真實的的電子工程設(shè)計中常遇到的一些實際內(nèi)容而設(shè)計的課題，為了系統(tǒng)的整體連貫性和課堂教學(xué)的可操作性，將系統(tǒng)分解成多個單元電路，根據(jù)難易程度，分幾個階段，逐一完成，通過教學(xué)模板進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)。三.訓(xùn)練目的

通過對溫度控制通信系統(tǒng)的設(shè)計、制作、調(diào)試、了解電源制作、信號轉(zhuǎn)換、電路測試,校準(zhǔn)的全過程,提高在電子工程設(shè)計和實際操作方面的綜合能力,初步培養(yǎng)在完成工程項目中所應(yīng)具備的基本素質(zhì)和要求.

培養(yǎng)動手能力,通過對多個電子電路的設(shè)計,初步掌握在給定條件和要求的情況下,如何達(dá)到以最經(jīng)濟(jì)實用的方法,巧妙合理地去設(shè)計工程系統(tǒng)中的某一部分電路,并將其連接到系統(tǒng)中去.

培養(yǎng)團(tuán)隊精神,科學(xué)的,實事求是的工作方法,提高查閱資料,語言表達(dá)能力和理論聯(lián)系實際的技能.

四.訓(xùn)練內(nèi)容

（一）系統(tǒng)框圖:

圖1-1控制與通信系統(tǒng)框圖

（二）內(nèi)容安排:

為了循序漸進(jìn),由易到難,以及制作結(jié)果的驗證和系統(tǒng)的連貫性,將系統(tǒng)電源、采集、控制、通信等內(nèi)容分解成多個單獨的電路,根據(jù)整體要求,在老師的指導(dǎo)下,分別自行設(shè)計,調(diào)試安裝,將完成好的各單元電路用統(tǒng)一定義的26芯座連接起來,最終實現(xiàn)采集控制通信系統(tǒng)的全部功能。五．需求分析本系統(tǒng)雖然早已實際應(yīng)用多年，但是對于初學(xué)反饋調(diào)節(jié)的本科生而言具有較高的了解價值，同時縱觀現(xiàn)今社會發(fā)展現(xiàn)實，可以看出在至少將近幾十年內(nèi)還會繼續(xù)擁有參考研究價值，因此這項實驗不會和社會脫節(jié)，具有較為廣泛的需求基礎(chǔ)。下面是所做幾個模塊的技術(shù)要求。AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊:輸入信號范圍0~5V;分辨率8bit;精度1LSB;轉(zhuǎn)換時間<1ms.安裝:獨立電路板結(jié)構(gòu)。DA模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊:00H~0FFH.對應(yīng)輸出:-10V~+10V.誤差:1%FSR.相應(yīng)時間<1ms.供電電源+5V,12V.安裝:獨立電路板結(jié)構(gòu)。單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用模塊:片選信號4個.地址信號4個.數(shù)據(jù)總線D0~D7.安裝：獨立安裝結(jié)構(gòu)。顯示與鍵盤控制模塊：1602液晶.0~9數(shù)字輸入鍵及若干功能鍵。安裝：獨立安裝結(jié)構(gòu)。第二章設(shè)計與測試第一節(jié)設(shè)計及原理分析一．AD(一)基本要求輸入信號范圍:0~5V分辨率:8bit精度:1LSB轉(zhuǎn)換時間:<1ms.（二）模數(shù)轉(zhuǎn)換電路基本形式及工作原理：1.模數(shù)轉(zhuǎn)換原理圖圖2-1原理圖焊接電路板實物圖圖2-2正面圖2-3背面二．DA(一)基本要求對應(yīng)輸出:-10V~+10V.誤差:1%FSR.相應(yīng)時間<1ms.供電電源+5V,12V.安裝:獨立電路板結(jié)構(gòu).（二）數(shù)模轉(zhuǎn)換基本形式及工作原理：1．?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換的工作原理圖設(shè)計圖1圖2焊接電路板實物圖圖2-5正面圖2-6背面單片機(jī)(一)基本要求片選信號4個.地址信號4個.數(shù)據(jù)總線D0~D7.安裝：獨立安裝結(jié)構(gòu).單片機(jī)核心板基本形式及工作原理：單片機(jī)核心板的工作原理圖設(shè)計焊接電路板實物圖圖2-8正面圖2-9背面四．顯示電路及鍵盤(一)基本要求0~9數(shù)字輸入鍵及若干功能鍵。安裝：獨立安裝結(jié)構(gòu)（二）顯示電路及鍵盤基本形式及工作原理：1.顯示電路及鍵盤的工作原理圖設(shè)計2.焊接電路板實物圖圖2-11正面圖2-12背面第二節(jié)調(diào)試階段一．調(diào)試方法（一）模數(shù)轉(zhuǎn)換板利用實驗臺,改變模擬電流源輸出大小,利用JTAG仿真器,在計算機(jī)上查詢經(jīng)變送器后A/D采集值是否正確.（二）數(shù)模轉(zhuǎn)換板運(yùn)行D/A測試程序,看實驗臺上數(shù)/模顯示窗口的相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示.數(shù)據(jù)應(yīng)從00-ff循序遞增并不斷循環(huán).單片機(jī)核心板斷開譯碼電路負(fù)載,運(yùn)行測試程序,檢查各輸出引腳是否有輸出,各個輸出之間系相對位置關(guān)系是否正確.顯示及鍵盤板運(yùn)行測試程序,看液晶屏能否正常顯示數(shù)字.按鍵盤上各個鍵,利用JTAG仿真,查看計算機(jī)中檢測到的鍵值是否正確.二．測試過程數(shù)據(jù)與誤差分析(一)測溫系統(tǒng)體調(diào)試步驟·運(yùn)行測溫程序·將調(diào)試臺設(shè)置為手動調(diào)試方式，改變溫度設(shè)置?！び^察測溫系統(tǒng)數(shù)字顯示，應(yīng)跟隨調(diào)試臺設(shè)置溫度變化并與調(diào)試臺設(shè)置溫度接近。.測量溫度與設(shè)置溫度相差過大的調(diào)試運(yùn)行測溫程序，重新標(biāo)定變送器調(diào)試臺設(shè)置低端溫度，變送器進(jìn)行零點校準(zhǔn)調(diào)試臺設(shè)置高端溫度，變送器進(jìn)行滿度校準(zhǔn)圖:測溫系統(tǒng)電路組成(二)故障檢測步驟·運(yùn)行A/D模塊檢測程序，檢測A/D模塊并排除故障。如果A/D模塊工作正常，檢測顯示模塊?！み\(yùn)行顯示模塊檢測程序，檢測顯示模塊并排除故障。如果顯示模塊工作正常，測溫程序有問題。

三．出現(xiàn)的問題分析及解決(一)A/D電路板此塊電路板上接線較少，焊接較容易，但是也沒能一次測試成功。在實驗臺上的完整系統(tǒng)中測試時，溫度顯示始終以2步進(jìn)，于此我們判斷是A/D芯片的某位輸出管教壞了，在拆下芯片檢查時，發(fā)現(xiàn)有一個管教安裝到插座上時彎道一邊了。將管教掰正后，電路板正常工作。(二)D/A電路板此電路板焊接完成后，在實驗臺上測試正常工作。但是拿回到自己的桌上測試又不工作了，經(jīng)查線，發(fā)現(xiàn)有一根地線斷開了，接上后問題解決。第三章實踐后的歸整第一節(jié)整理與總結(jié)一．結(jié)論我們組僅完成了小型測溫系統(tǒng),包括A/D,D/A單片機(jī)顯示電路及鍵盤;閉環(huán)部分沒能成功.二．體會體會：經(jīng)過了八周的實驗，我們組終于完成了對“小型溫度測量與控制系統(tǒng)”設(shè)計。這學(xué)期的電子設(shè)計實驗共四塊電路板。我們焊電路板的技術(shù)明顯提高，相比于上學(xué)期,這學(xué)期的電路板漂亮許多，布線合理許多，布局也相對科學(xué)。但還是出現(xiàn)一些小問題，比如粗心大意焊錯了芯片管腳，學(xué)校的導(dǎo)線比較粗且為多股，剝線時用錯口徑會剪短部分銅絲。從DA電路板開始，我們換成比較細(xì)的高溫導(dǎo)線，問題就少多了，看著也比較整齊漂亮。通過這次實驗我們收獲頗豐，首先我們學(xué)會了使用potel繪制電路圖，對電路的原理圖及PCB圖的繪制，經(jīng)過幾次作業(yè)我們基本上對potel熟練掌握，這對今后我們做畢設(shè)還是開發(fā)項目都是很有幫助的。這次我們實驗完成的還算比較順利,總結(jié)經(jīng)驗就是，兩個人一定要有分工合作，一個人焊板一個人查線，一個人畫電路，一個人寫報告等等，只有發(fā)揮兩個人的優(yōu)勢，互相協(xié)作，取長補(bǔ)短，將團(tuán)體的力量發(fā)揮至最大，這樣效率才是最高的！我們組會再接再厲，把接下來的電路繼續(xù)完成，做到最好！建議：一個學(xué)期的課程結(jié)束了，感謝老師的耐心教學(xué)與指導(dǎo)，我們在您的課上收獲頗豐。從電路的設(shè)計到電路板的調(diào)試，通過您的講解，我們對整個流程有了全方位的了解，我們組的進(jìn)程也還算比較順利，但在調(diào)試電路板的時候還是費了很大的功夫，雖然聽懂了原理,但真正操作起來確實另一回事兒。所以我希望老師在下學(xué)期的教學(xué)與講解中,能在電路板的調(diào)試方法上多做一些更為細(xì)致的描述。這僅代表我的個人意見，望老師斟酌而定奪。謝謝老師！致謝我們是第6組，感謝老師的耐心指導(dǎo)，感謝同組同學(xué)的耐心合作以及同班同學(xué)的幫助，我們最終的成功離不開所有人的努力,謝謝大家!參考文獻(xiàn)《電子技術(shù)試驗二》實驗指導(dǎo)書北京工業(yè)大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心《電子技術(shù)試驗》儀器設(shè)備使用說明書北京工業(yè)大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心《電子工程設(shè)計訓(xùn)練任務(wù)書》電子工程設(shè)計實驗中心第四章附錄一．本次實驗程序：#include"C8051F020.h"#include"absacc.h"#include"data_define.c"#defineDP1XBYTE[0xF800]#defineDP2XBYTE[0xF900]#defineDP3XBYTE[0xFA00]#defineDP4XBYTE[0xFB00]#defineKEY_WRXBYTE[0xFD00]#defineKEY_RDXBYTE[0xFC00]#defineDAXBYTE[0xDF00]#defineADXBYTE[0xEF00]#definelinescan10xfe#definelinescan20xfd#definelinescan30xfb#definelinescan40xf7#defineTIMER0x80#include"Init_Device.c"unsignedchartable[16]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};voiddisplay(unsignedcharx,y);voidw(unsignedchara,b);voiddelay(void);unsigneddu(void);voidsong(unsignedcharx);voidmain(void){unsignedcharl_val,r_val,r_state,temp,conter,n; unsignedchara,b,xx;DP1=DP2=0xff;Init_Device();while(1){while(1) {for(l_val=1;l_val<5;++l_val) {switch(l_val){ case1:KEY_WR=linescan1;break; case2:KEY_WR=linescan2;break; case3:KEY_WR=linescan3;break; default:KEY_WR=linescan4; } if(r_state=~KEY_RD&0x1f) for(conter=1,r_val=1,temp=1;conter<5;++conter,++r_val,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){display(l_val,r_val);a=(r_val-1)*4+l_val-1;delay();n=1;}}song(xx);if(n==1)break;} while(1) {for(l_val=1;l_val<5;++l_val) {switch(l_val){ case1:KEY_WR=linescan1;break; case2:KEY_WR=linescan2;break; case3:KEY_WR=linescan3;break; default:KEY_WR=linescan4; } if(r_state=~KEY_RD&0x1f) for(conter=1,r_val=1,temp=1;conter<5;++conter,++r_val,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){w(l_val,r_val);b=(r_val-1)*4+l_val-1;delay();n=2;break;}}if(n==2)break;}xx=a*10+b;}}voiddisplay(unsignedcharx,y){unsignedcharz;z=(y-1)*4+x-1;DP1=table[z];}voidw(unsignedchara,b){unsignedcharc;c=(b-1)*4+a-1;D