系统集成答辩文档

一、设计任务和要求：
用C8051F020单片机完成16路信号源的输出，并通过单片机内部A/D转换器进行输出信号源的反馈采样，最后通过异步串行接口（UART）将采样结果输出，如图1所示。

图1、多路信号源系统框图
二、课题的具体工作内容
1、基本技术要求
利用C8051单片机将波形量化数据放置于内部ROM，通过内部D/A 产生信号以及I/O端口控制多路模拟开关，同时生成16路信号源，注意信号源调理电路中采保部分的选值，并给出理论计算结果。

反馈回采部分采用单片机的16位高精度A/D转换器，采样频率自定（要求给出理论计算值），并通过UART接口将采样值送出，按9600bps的波特率发出（接收对象可以是计算机或其它）。

基本要求：根据任务书要求，写出方案设计报告，绘制原理图与PCB版图，编写单片机程序代码。

发挥部分：根据单片机程序代码，给出调试仿真结果，并在计算机中演示。

2、单片机部分
单片机选用C8051F020，是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚；具有12位100kps的8通道ADC，带PGA和多路模拟开关；具有2个12位DAC，具有可编程数据更新方式；64K可在系统编程的FLASH存储器；4352字节的片内RAM;可寻址64K字节地址空间的数据存储器接口：2个UART串行接口。

基于以上优良特性，故选用该单片机。

单片机具有上电复位、掉电复位、外部复位、软件强制复位等多种复位方式。

在应用中外部复位方式得到广泛应用。

外部/RST引脚提供使用外部电路使单片机强制复位的手段。

在外部/RST引脚加一个低电平有效信号，将使单片机复位，最好提供一个外部上拉，或对RST引脚去耦以防止噪声引起复位。

图2.C8051F020单片机及其外部电路
2.1 下载电路
C8051F020单片机具有片内JTAG边界扫描和调试电路，通过4脚JTAG接口并使用安装在最终应用系统中的产品器件就可以进行非侵入式全速的在系统调试。

2.2 电平转换电路
通过MAX232芯片实现232电平与TTL电平的转换，以完成单片机与主机之间的通信。

3.系统电源设计部分
系统中电源电路的稳定性具有重要作用，电源电路是系统正常运转的基本要求。

在该系统采用12V可充电锂电池进行供电。

通过LM-1117芯片将5V转为3.3V使单片机可在3.3V电压下稳定工作。

此外系统还需要通过MC34063芯片提供正负12V的电源对采样保持电路以及放大电路进行供电。

4.多路模拟开关部分
多路模拟开关采用CD4067。

CD4067为CMOS16选1双向模拟开关，可用于数字传输、信号分时处理、多路巡回监测电路中，与单片机I/O 端口连接，能很方便的实现生产测控。

也可与其他CMOS电路连接成数控网络、多路分配器等，设计出多种实用电路。

CD4067 相当于一个单刀十六掷开关,具体接通哪一通道,由输入地址码ABCD 来决定。

其真值表如图所示：
5、信号调理部分
5.1采样保持部分
采样保持电路部分采用的是AD781集成采样保持芯片，该芯片采用双电源供电，S/H端接入脉冲进行控制采样。