计算机控制系统课程设计论文

目录

1、设计目的及要求 (2)

1.1 设计目的及意义 (2)

1.2 设计要求 (2)

2、工作原理及元器件选择 (2)

2.1 单片机简介 (2)

2.2.1 引脚简介 (3)

2.3 A/D转换装置 (6)

2.3.1 A/D转换基本原理 (6)

2.3.2 A/D转换器的主要技术参数 (6)

2.3.3 ADC0809内部构造 (7)

2.3.4 ADC0809引脚连线 (9)

2.4 D/A转换装置 (9)

2.4.1 D/A转换基本原理 (9)

2.4.2 D/A转换器的主要性能指标 (10)

2.4.3 DAC0832内部构造 (11)

2.4.4 DAC0832的工作方式 (12)

2.4.5 DAC0832的输出方式 (13)

2.5 锁存器 (14)

2.5.1 74LS373性能特点 (15)

2.6 分频器 (15)

2.7 其它电路 (16)

2.7.1报警显示电路 (16)

2.7.2 看门狗电路 (17)

2.7.3 扩展电路 (18)

2.7.4 上位机通讯电路 (19)

2.7.5 LED显示电路 (20)

3、系统工作过程 (21)

3.1 ADC0809工作过程 (21)

3.2 DAC0832工作过程 (21)

4、元器件清单 (22)

5、心得体会 (22)

6、参考文献 (22)

7、工作日记 (22)

1、设计目的及要求

1.1 设计目的及意义

本课程的课程设计的目的在于加深对计算机控制技术理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力，提高对实际问题的分析和解决能力，以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力，加深对控制系统理解，将所学的知识灵活穿插并运用起来。

1.2 设计要求

设计一个基于单片机具有A/D，D/A功能的信号测控装置，要求能够接入典型传感器信号，输入标准电压/电流，抗干扰，通用，安全，性价比高。

2、工作原理及元器件选择

2.1 单片机简介

在单片机应用系统中，被测量的温度、压力、流量、速度等非电物理量，需要经传感器先转换成连续变化的模拟电信号（电压或电流），这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用应用软件进行处理。

我们通常所讲的“单片机”又称微控制器，它并不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出设备等系统集成到一块电路芯片中。技术在进步，现在某些型号的单片机芯片中也集成了A/D——Analog to Digital Conversion（模拟-字转换），D/A——Digital to Analog Conversion（数字-模拟转换）等功能模块。简单的讲：这块芯片就成了一台计算机。它具有体积小、重量轻、价格低廉的特点。

目前用的较多是Intel MCS-51 系列单片机，它有三个版本：8031、8051、8751（8位机）。本设计中我采用的是89C51单片机。89C51单片机芯片采用40引脚双列直插封装（DIP）形式，引脚如图1所示。

图1- 89C51引脚图

2.2.1 引脚简介

⑴主电源和时钟振荡电路引脚

Vcc（40引脚）：运行和程序校验时接+5V电源。

Vss（20引脚）：电源地。

XTAL1（19引脚）：接外部晶振的一个引脚。该引脚内部是一个反相放大器的输入端。这个反相放大器构成了片内振荡器。如果采用外部晶体振荡器时，此引脚应接地。

XTAL2（18引脚）：接外部晶振的另一端，在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端。若采用外部时钟振荡器时，该引脚接收时钟振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

⑵输入输出I/O引脚

共4个8位的并行I/O口，32根I/O线。

P0.0-P0.7（32-39引脚）：统称为P0口。在不接片外存储器与不扩展I/O 口时，可作为准双向输入/输出口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

P1.0-P1.7（1-8引脚）：统称为P1口。可作为准双向I/O口使用。对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二功能：P1.0可用作定时器/计数器2的计数脉冲

输入端T2，P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。

P2.0-P2.7（21-28引脚）：统称为P2口。一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线。

P3.0-P3.7（10-17引脚）：统称为P3口。除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。P3口的第二功能如表1所示。

表1 P3口第二功能

RST/（9引脚）：RST（RESET）是复位信号的输入端，高电平有效。当VPD

单片机运行时，在此引脚加上持续时间大于两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。在此单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5V 低电平。VPD为本引脚的第二功能，即备用电源输入端。当主电源Vcc发生故障，降低到某一规定值的低电平时，将+5V电源自动接入RST端，为内部RAM提供备用电源，以保证片内RAM中信息不丢失，从而使单片机在复位后能继续正常运行。

ALE/（30引脚）：ALE引脚输出为地址锁存允许信号，当单片机上电PROG

正常工作后，ALE引脚不断输出正脉冲信号。当单片机访问外部存储器时，ALE 输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存控制信号。即使不访问外部锁存器，ALE端仍有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡器频率的