微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)報(bào)告

微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、河北科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱:微機(jī)接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目:數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)姓名:郭悅學(xué)號(hào):100701221班級(jí):電信102班指導(dǎo)教師:馬洪濤完成日期:2013年6月18目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求…………………………………………………………1二、總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………1三、硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………………2四、數(shù)字存儲(chǔ)示波器程序設(shè)計(jì)……………………………………………………5五、硬件調(diào)試說明…………………………………………………………8六、結(jié)論

2、………………………………………………………………………9七、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………10附錄:A/D、D/A接口實(shí)驗(yàn)卡電路原理圖…………………………………………11一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求本設(shè)計(jì)通過簡(jiǎn)單的A/D轉(zhuǎn)換接口電路,配合匯編語言程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)最基本的信號(hào)波形采集與存儲(chǔ),并通過簡(jiǎn)單的D/A轉(zhuǎn)換接口電路,將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)還原為信號(hào)波形,在普通示波器的屏幕上顯示出來。被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生電路參見“A/D、D/A接口實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展卡電路原理圖”。當(dāng)按下S1時(shí),電容C5完全放電,A/D轉(zhuǎn)

3、換器輸入電壓為零;抬起S1時(shí),電容C5開始充電,A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓按RC過渡過程開始上升,最終達(dá)到+5V。圖中RC時(shí)間常數(shù)約為10ms,整個(gè)充電過程需要3~5倍的RC時(shí)間常數(shù)時(shí)間。設(shè)計(jì)要求使用A/D轉(zhuǎn)換器捕捉電容C5充電的完整過程,并將采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。然后依次將采樣數(shù)據(jù)通過D/A轉(zhuǎn)換器循環(huán)輸出,產(chǎn)生一定頻率的重復(fù)波形,送到普通示波器顯示?;疽螅菏褂靡粋€(gè)D/A轉(zhuǎn)換器通道,將信號(hào)波形施加到示波器的Y軸,X軸掃描信號(hào)由示波器產(chǎn)生并調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)RC充電過程的波形穩(wěn)定顯示。發(fā)揮部分:將示波器調(diào)整在X-Y

4、方式,采樣數(shù)據(jù)的D/A轉(zhuǎn)換器輸出接到Y(jié)軸輸入端,增加一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器通道,產(chǎn)生頻率可變的X軸掃描信號(hào),接到示波器X軸外部輸入端,使RC充電過程的波形穩(wěn)定顯示。二、總體方案設(shè)計(jì)1、工作原理根據(jù)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的相關(guān)信號(hào)線,使用ADC0809、DAC0832和相關(guān)外圍電路元件,組成最基本的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換電路。要求具有單通道0~5V的電壓輸入范圍,雙通道0~5V的電壓輸出功能。由A/D采集電容C5充電時(shí)的信號(hào),將模擬波形變換成數(shù)字信息存儲(chǔ)于單片機(jī)外部RAM中,需要顯示時(shí)再從存儲(chǔ)器中讀出,通過D/

5、A將數(shù)字信息變換成模擬電壓值,將其設(shè)置為死循環(huán)輸出,產(chǎn)生重復(fù)波形并顯示在示波管上。2、電路組成及功能作用由ADC0809和相關(guān)外圍電路元件組成最基本的A/D轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)模擬量觸發(fā)點(diǎn)的捕捉、被測(cè)信號(hào)的采集及模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。由DAC0832和相關(guān)外圍電路元件組成最基本的D/A變換器,實(shí)現(xiàn)數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。單片機(jī)MCS-51的RAM(本實(shí)驗(yàn)起始地址為C000H)區(qū)用于存儲(chǔ)模擬波形轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信息。通過讀出顯示,將D/A變換器轉(zhuǎn)換得到的模擬量通過示波器輸出顯示,顯示RC的充電過程波形。電路中各部

6、分通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和若干控制線互相聯(lián)系和交換信息。10采集到的信號(hào)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換DA數(shù)模轉(zhuǎn)換單片機(jī)MCS-51示波器復(fù)位電路三、硬件電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)思路數(shù)字存儲(chǔ)示波器主要通過A/D轉(zhuǎn)換器接口電路、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和D/A轉(zhuǎn)換器接口電路實(shí)現(xiàn)。A/D接口電路主要應(yīng)用的芯片是ADC0809。ADC0809的數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫信號(hào)與單片機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)板連接,其片選信號(hào)來自實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)板的地址譯碼器,有效地址范圍為F000~F3FFH(PS4)。把A/D采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。D/A接口電路主要

7、應(yīng)用的芯片是DAC0832。DAC0832的數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫信號(hào)與單片機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)板連接,其片選信號(hào)來自實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)板的地址譯碼器,U2{輸出端為VO1}的有效地址范圍為F800~FBFFH(PS6)。U3(輸出端為VO2)的有效地址范圍為F400~F7FFH(PS5)。2、芯片應(yīng)用及工作原理A/D、D/A接口實(shí)驗(yàn)的電路原理如圖1所示。芯片ADC0809A/D接口電路主要應(yīng)用的芯片是ADC0809。ADC0809是一個(gè)典型的逐次逼近型8位A/D轉(zhuǎn)換器。它由8路模擬開關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器、三態(tài)輸出鎖存

8、器及地址鎖存譯碼器等組成。它允許8路模擬量分時(shí)輸入,轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量輸出是三態(tài)的(總線型輸出),可以直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連接。ADC0809采用+5V電源供電,外接工作時(shí)鐘。U8A將ALE信號(hào)2分頻,產(chǎn)生500kHz的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘,轉(zhuǎn)換時(shí)間約為128μs。U7B和U7C與片選信號(hào)PS4配合,完成ADC0809的通道選擇、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)讀取。U8B將EOC信號(hào)轉(zhuǎn)換極性,生成INT0信號(hào),向單片機(jī)提出中斷請(qǐng)求,同時(shí)驅(qū)動(dòng)L2發(fā)光,指示A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成。10ADC0809引腳圖

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