计算机控制系统课程设计

目录

1.题目背景与意义 (2)

2 设计题目介绍 (2)

2.1基本要求 (2)

2.2发挥部分 (2)

3 系统总体框架 (3)

4 系统硬件设计 (3)

4.1单片机最小系统设计 (3)

4.1.1 AT89C52的主要工作特性 (3)

4.1.2管脚说明 (4)

4.1.3 AT89C51的最小电路 (5)

4.2 A/D转换器设计 (6)

4.2.1内部结构 (6)

4.2.2引脚功能 (6)

4.2.3 ADC0808与单片机连接的电路设计 (7)

4.3 D/A转换器设计 (7)

4.3.1 DAC0830的主要工作特性 (7)

4.3.2引脚功能 (8)

4.3.3DAC0830与单片机连接的电路设计 (8)

4.4显示装置 (9)

4.4.1 LM032L的管脚功能 (9)

4.4.2显示器与8031电路的连接设计 (10)

4.5 外部键盘 (11)

4.6声光报警电路 (11)

4.7上位机通讯 (11)

4.7.1设计原理 (12)

4.7.2 上位机通信的的实现 (12)

4.8基于AT98C51单片机的总系统仿真图 (13)

5. 系统软件设计 (14)

5.1 主程序框图 (14)

5.2 显示子程序框图 (14)

5.3 键盘子程序流程图 (15)

5.4数据转换程序框图 (16)

6.结论 (17)

参考文献： (17)

1.题目背景与意义

《计算机控制系统》是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教环节是它的一个极为重要的环节。不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开实验课教学。如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节，学习与应用脱节的局面。

《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。

2 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。

标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA (0～20mA

2.1基本要求

1) 充分理解题目要求，确定方案。

2) 合理选择器件型号。

3) 用1号图纸1张或者采用Protel软件画出电原理图。

4) 用1号图纸1张画出软件结构框图。

5) 写出设计报告，对课程设计成品的功能进行介绍及主要部分进行分析与说明。

6) 每天写出工作进程日记。

2.2发挥部分

1) 可将系统扩展为多路。可在此系统中扩展键盘、显示（LCD/LED）、与上位机

通讯功能。

2) 完成以上基本设计部分之后，可以运用Protues仿真软件对设计结果进行相应

的编程和仿真，调试测控系统并观察其运行结果(可以分部分完成)。

3 系统总体框架

图1总体框图

4 系统硬件设计

4.1单片机最小系统设计

A T89C51是一种带4K字节FLASH存储器（的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51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。

4.1.1 AT89C52的主要工作特性

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程FLASH存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24MHz

·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

·5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

4.1.2管脚说明

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1

口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH

编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

口管脚备选功能

P3.0 RXD（串行输入口）

P3.1 TXD（串行输出口）

P3.2 /INT0（外部中断0）

P3.3 /INT1（外部中断1）

P3.4 T0（计时器0外部输入）

P3.5 T1（计时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）