AD课程设计

基于单片机的系统设计题 目 AD 转换 学 院 电子信息工程学院 学科门类 单片机 班 级 08电工 指导教师 王虹 小组成员 陈德浩 2008445224 蔡星涵 2008445232 张国栋 2008445179 日 期 2011年12月10日一、 实验目的（1）学习基于单片机的系统设计；（2）学习单片机电路设计和制版工艺；（3）学会数据采集电路设计；（4）学会VB 编写上位机，实现和单片机通信；装订线（5）学习单片机的软件设计；二、实验要求（1）要求每位同学设计单片机最小系统；（2）每位同学自己设计硬件电路设计和程序编写；（3）每位同学自己完成调试；（4）认真细心的安装焊接。

三、使用的主要器材（1）单片机，TLC549及其他元件一套；（2）工具一套;（3）PC机一台；四、TLC549简介4.1引脚排列⏹/CS：片选低有效⏹GND：地⏹VCC：电源⏹ANALOG IN：模拟信号输入⏹DATA OUT ：数据串行输出⏹I/O CLOCK：外接输入输出时钟⏹REF+：正基准电压输入端，REF+ 大于等于2.5V 小于等于Vcc+0.1V⏹REF-：负基准电压输入端，REF+ 大于等于-0.1V 小于等于2.5V ，切要求REF+-REF-大于等于1V4.2内部结构4.3时序分析TLC549是SPI三总线器件，其时序见上图，当/CS为高电平时候，AD正在进行内部转换，转换时间大概为17us，当/CS有高电平变为低电平时候，这时候上次的采样转换结果的最高位A7首先出现在DATA OUT端，其余7位将会在7个I/O CLOCK的上升沿时候出现在DATA OUT端，在第4个I/O CLOCK的下降沿启动采样保持电路，开始采样模拟输入量，并在第8个I/O CLOCK的下降沿开始保持，这时候，/CS由低电平变为高电平，在其上升沿开始启动AD转换，这时候/CS需保持17us，保证本次的采样转换完成，然后按上次一样步骤，输出AD转换结果和输入模拟采样。

五、上位机5.1上位机简介上位机软件通过串口，实现单片机和PC机的通信，以简单可视化的窗口，实现对单片机的监控。

本次课程设计采用VB编写上位机，VB拥有功能强大的可视化窗口控件和串口控件Microsoft Comm Control 6.0，从而减少了编写上位机的难度。

5.2上位机思路应为本次的课程设计要求，只是在PC机上通过串口显示电压，那么就不需要上位机通过串口发送指令，控制单片机。

所以，编写上位机时候，我没有编写发送部分的指令。

其次，本次采集的电压，电压范围为0v—5v，为充分利用数码管，我采用了一位整数和五位小数，并且在单片机内完成了二进制到BCD码的转换。

在编写上位机传送程序时候，我想发送一针就包括小数和整数，这样编写单片机发送程序和上位机接收程序，就会简单，并且发送的是十进制BCD，这样就减少了上位机的运算。

下位机思路：因为一针是8为数据，那么最大为255，如果想一针包含两位小数，那么就需要把整数扩大100，第一位小数扩大10倍，然后相加:一针=整数位*100+第一位小数位*10+第二位小数位，因为采集的电压范围为0v—5v，这时候就由可能超出255的范围，如果一针包含一位整数和一位小数，那么他的范围为0v—50v，这时候不会超出255的范围，所以我发送的一针就包含一位整数和一位小数，即：一针=整数位*10+第一位小数位。

采用9600波特率，1位开始为，1位结束位，8位数据位，没有校验位。

上位机思路：就收一针存于A，然后和10整除，结果存于B，然后C=A-10*B，那么B就是整数部分，C就是小数部分，显示即可5.3上位机设计界面5.4上位机程序Public style1 As IntegerPublic style As Integer Private Sub Form_Load()If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False ElseEnd IfCombo1.AddItem "COM1"Combo1.AddItem "COM2"Combo1.AddItem "COM3"Combo1.AddItem "COM5"Combo1.AddItem "COM6"Combo1.AddItem "COM7"Combo1.AddItem "COM8"Combo1.AddItem "COM9"Combo1.AddItem "COM10"Combo1.AddItem "COM11"Combo1.AddItem "COM12"Combo1.ListIndex = 0mPort = 3MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" Command2.Caption = "打开串口" Shape1.FillColor = &HFFFFC0Option2.Value = TrueCombo2.AddItem "256000"Combo2.AddItem "128000"Combo2.AddItem "115200"Combo2.AddItem "57600"Combo2.AddItem "38400"Combo2.AddItem "28800"Combo2.AddItem "19200"Combo2.AddItem "4800"Combo2.AddItem "2400"Combo2.AddItem "1200"Combo2.AddItem "600"Combo2.AddItem "300"Combo3.AddItem "无 None" Combo3.AddItem "奇 Odd"Combo3.AddItem "偶 Even" Combo4.AddItem "4"Combo4.AddItem "5"Combo4.AddItem "6"Combo4.AddItem "7"Combo4.AddItem "8"Combo5.AddItem "1"Combo5.AddItem "2"MSComm1.InBufferSize = 24 MSComm1.OutBufferSize = 10 style = 0style1 = 0End SubPrivate Sub Combo1_Click()If MSComm1.PortOpen = True ThenMSComm1.PortOpen = FalseEnd IfmPort = Combo1.ListIndex + 1 End SubPrivate Sub Command1_Click()Text1.Text = ""End SubPrivate Sub Command2_Click()On Error GoTo uerrorIf Command2.Caption = "关闭串口" ThenMSComm1.PortOpen = FalseCommand2.Caption = "打开串口" Shape1.FillColor = &HFFFFC0 ElseMSComm1.PortOpen = TrueCommand2.Caption = "关闭串口" Shape1.FillColor = &HFFEnd IfExit Subuerror:msg$ = "无效端口号"Title$ = "串口调试助手"X = MsgBox(msg$, 48, Title$)End SubPrivate Sub MSComm1_OnComm()Dim BytReceived() As ByteStatic strBuff As StringStatic strBuff1 As StringStatic sly As SingleDim i As IntegerSelect Case mEventCase comEventRcOverText1.Text = ""Exit SubCase comEvReceiveMSComm1.InputLen = 1strBuff = MSComm1.InputText1.Text = ""If MSComm1.InputMode = comInputModeBinary Then BytReceived() = strBuffFor i = 0 To UBound(BytReceived)If Len(Hex(BytReceived(i))) = 1 ThenstrData = staData & "0" & Hex(BytReceived(i)) & ""ElsestrData = strData & Hex(BytReceived(i)) & ""End IfNextstrBuff1 = strDatasly = CLng("&H" & strData)If style = 1 ThenIf style1 = 0 ThenText1.Text = Str(Format(sly, "0.0")) & "D"ElseText1.Text = Str(Format(sly / 10, "0.0")) & "V"End IfElseText1 = Text1 & strData & "H"strData = ""End IfElseText1 = Text1 & strBuff & "$" End IfEnd SelectEnd SubPrivate Sub Option1_Click()MSComm1.InputMode = comInputModeBinaryText1.MaxLength = 6style1 = 1style = 1End SubPrivate Sub Option2_Click()MSComm1.InputMode = comInputModeBinaryText1.MaxLength = 3style = 0End SubPrivate Sub Option3_Click()MSComm1.InputMode = comInputModeTextText1.MaxLength = 0End SubPrivate Sub Option4_Click()MSComm1.InputMode = comInputModeBinaryText1.MaxLength = 6style = 1style1 = 0End Sub六、实验步骤6.1设计硬件电路6.1.1数据采集电路设计6.1.2 单片机外围电路设计6．1.3 LED驱动电路设计6.1.4 串行通讯电路6.1.5 电源电路6.2根据设计电路清点全套零件，并负责保管；6.3对元器件引线或引脚进行镀锡处理，注意镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理；6.4检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别注意边缘；6.5安装元器件，元器件安装质量及顺序直接影响整机质量及成功率，合理的安装需要思考及经验；6.6软件设计#include"reg52.h"#include"intrins.h"#include"math.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulint unsigned long intsbit IO=P1^0;sbit DATA=P1^1;sbit CS=P1^2;uchar SMG[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //数码管显示译码uchar data_in=0; //接受DATA数值uchar data_pc=0; //串口通信数据存储区uchar data_out[]={0,0,0,0,0,0};void delay() //数码管动态扫描延时，3ms { uint j,i;for(i=3;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void SM() //动态扫描数码管{ uchar m;P2=0;for(m=0;m<6;m++){if(m==0)P0=SMG[data_out[m]]|0x80; //小数点 elseP0=SMG[data_out[m]];delay();P0=0; //数码管消隐P2+=1;}}void TLC549() //接受TLC549的采集电压{ uchar n;CS=1;IO=0;data_in=0;CS=0;_nop_();_nop_();for(n=0;n<9;n++){IO=1;data_in=data_in<<1;if(DATA==1)data_in=data_in|0x01;IO=0;}CS=1;for(n=10;n>0;n--);}void BCD() //转换成对应的BCD码{ float y;ulint x;y=0.01961*data_in;x=(ulint)(100000*y);data_out[0]=(uchar)(x/100000);data_out[1]=(uchar)((x-data_out[0]*100000)/10000);data_out[2]=(uchar)(x/1000-data_out[0]*100-data_out[1]*10);data_out[3]=(uchar)(x/100-data_out[0]*1000-data_out[1]*100-data_out[2]*10);data_out[4]=(uchar)(x/10-data_out[0]*10000-data_out[1]*1000-data_out[2]*100-d ata_out[3]*10);data_out[5]=(uchar)(x-data_out[0]*100000-data_out[1]*10000-data_out[2]*1000-d ata_out[3]*100-data_out[4]*10);data_pc=data_out[0]*10+data_out[1];}void com(void) interrupt 4{RI=0;EA=0;}void main(){SCON=0x40;PCON=0x00;TMOD=0x20;TH1=0xfd;TL1=0xfd;EA=1;ES=1;ET1=1;while(1){ uchar t,h;TR1=1;for(h=0;h<10;h++){SM();TLC549();BCD();}EA=1;SBUF=data_pc;for(t=0;t<180;t++);}}七、实验总结每年电信学院都会有都会有课程设计这一理论与实践相结合的重要课题。