1、1 计算机控制系统课程设计 1.题目背景及意义题目背景及意义 本课程设计以计算机控制系统课程理论为基础，以其他电子类、计算机 及接口类相关课程内容为辅助，在实践中锻炼学生的系统设计能力、理论应用能 力、总结归纳能力以及自我学习能力，提高其实践能力、创新意识与创业精神。 2.设计题目介绍设计题目介绍 设计一个基于单片机的具有 A/D 和 D/A 功能的信号测控装置。要求该信号 测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。 并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。 本单片机系统硬件部分由 STC89C51 八位微控制器组成；AD 部分采用 ADC0832 八位串
2、行模数转换器；DA 部分采用 DAC0808 八位数字模拟转换器。 为了便于观察程序实现，加入 LCD1602 液晶显示器和三个独立按键。同时，由 于软件模式二的需要，从单片机 P3.7 口引出控制蜂鸣器。与上位机通信采用 RS-232 通信标准，实现芯片为美信公司生产的 MAX232 专用芯片。 软件部分，当单片机运行时，首先由两个独立按键选择模式 1模式 2。模式 1 为电压测控系统；模式 2 为音乐播放系统。按键 3 为软件复位。 3.系统总体框架系统总体框架 微控制器 STC89C51 ADC0832 运算放大 器 传感器 DA0808 运放 LM324 LCD1602 键盘 MAX2
3、32 电机 PC 蜂鸣器 串口数据 线 图 1 系统总体框架图 2 4.系统硬件设计系统硬件设计 4.1 控制电路设计控制电路设计 4.1.1 芯片选择芯片选择 采用 STC 公司的 STC89C51 八位数字控制器。89C51 是一种带 4K 字节闪烁可 编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只 读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造， 与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多
4、功能 8 位 CPU 和闪烁 存储器组合在单个芯片中，89C 系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵 活性高且价廉的方案。 4.1.2 芯片特性芯片特性 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间：10 年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器/计数器 4 个中断源 可 编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 4.1.3 最小系统最小系统 为保证单片机正常工作，单片机需要有复位和振荡电路构成的最小系统。由 于本设计需要通过串口将电压信号发送到上位机，故选择晶振频率为 11.0592MHz。滤波电容选择 30pF。由 10uF 电容和 10k 电阻构成 RC 延时电路为 单片机提供上电复位。图 2 为单片机最小系统电路。 3 图 2 单片机最小系统原理图 4.2 A/D 转换设计转换设计 4.2.1 芯片选择芯片选择 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、 双通道
