AT89C51通用实验板的设计毕业论文.doc

www.yanziedu.com浙江工业大学之江学院毕业设计说明书(论文)题目：AT89C51通用实验板的设计作者：学号：200120370430学院(系)：信息工程系专业：电子信息工程指导者：(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)2003年6月杭州www.yanziedu.com1引言单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）简称单片机，又称微控制器（MicrocontrollerUnit）或者嵌入式控制器（EmbeddedController）,是将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上的微机。单片机有着体积小、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能化仪器仪表、过程控制和家电等领域得到日益广泛的应用。自1974年美国的德克萨斯仪器公司推出第一个单片机以来，单片机得到了迅猛的发展。目前的趋向包括以下几个方面：第一，位数从4位、8位、16位提升到目前的32位；第二从单CPU向多CPU发展；使单片机具有并行处理能力，功能得到了极大的增强，；第三，使用的语言升级，有的单片机可直接用简单高级语言编程，例如Z8系列、MCS-51系列产品；第四，I/O端口的多功能化，例如A/D、D/A、LED/LCD荧光管显示驱动、特殊串行I/O口、DMA控制、FIFO缓冲器、PWM（脉宽调制）输出、PLL（锁相环控制）等等；第五，功耗降低、速度加快，目前新出的单片机大都采用CHMOS工艺制造，这种工艺兼有HMOS高速、高集成度和CMOS低功耗的特点，并使适应电压范围加宽。近年来，单片机结合专用集成电路ASIC和精简指令集计算机RISC技术，发展成嵌入式处理器，适用于数据、数值分析，信号处理、智能机器人以及图象处理等高技术领域。尽管单片机不断向纵深发展，但是目前乃至今后若干年，8位单片机仍然是实际应用中的主导产品。最具有代表的典型机种位INTEL公司的www.yanziedu.comMCS-51系列，Motorola公司的MCS-6805系列和Zilog公司的Z8系列以及其派生的各种产品。2方案提出与选择对于本设计笔者主要是完成对前向通道和后向通道的设计，即A/D转换和D/A转换。各种型号的A/D转换芯片的外引脚是类似的。一般外引脚涉及以下几种信号：输入模拟量、输出数字量、转换启动信号和转换结束信号。A/D芯片和系统连接时，主要是这些信号的接口方法问题：1）输入电压的连接A/D转换芯片的输入模拟电压可以是单端的也可以是差动的。A/D芯片常用Vin(+)、Vin(-)一类标号表示模拟输入端，例如ADC0804就是这样的。如果输入模拟电压是单端的，则根据输入信号的极性将输入端Vin(+)、Vin(-)中的一个接地，而另一个与输入信号相连。如果输入信号是差动的，则应该接在Vin(+)、Vin(-)之间。2）数字量出线与系统总线的连接有一类芯片的数字量输出带有三态控制，比如ADC0809，这种芯片的输出也可以直接与系统数据总线相连，输出时由素信号选通三态门。当CPU得知转换结束后，执行一条输入指令，所产生的读信号将A/D芯片内部总线与系统总线相连，数据输出。www.yanziedu.com另一类A/D芯片，其内部三态是不能受外部控制的，它是在A/D转换结束后自动接通的，例如AD570就是这样的。此外，还有的A/D芯片没有三态门输出电路。因此这两类芯片的输出数据线就不能直接与系统总线接口，而必须经接口芯片或者附加的三态门芯片与CPU系统总线相连，否则将产生总线冲突。8位以上的A/D芯片和系统相连时，还要考虑和8位单片机数据总线位数相容的问题。可采用读/写控制逻辑将A/D输出数据按字节分时读出，让单片机分两次读取数据。3）启动信号的产生A/D转换器要求的启动信号一般有电平信号和脉冲信号两种。对于要求用电平信号启动的A/D芯片，例如AD570，AD571等，在整个转换时间，均需保证启动信号有效，若启动信号中途被撤消则转换随之停止，结果得到的是错误的结果。所以通常需要通过I/O接口或者触发器锁存启动信号，使其在转换时间内保持有效。对于要求脉冲信号启动的A/D芯片，例如ADC0809、ADC1210等，通常利用单片机输出指令来产生启动脉冲。4）转换结束信号以及数据的读取A/D转换结束时，A/D芯片会输出转换结束信号，以通知CPU读取数据。一般转换结束信号为电平信号。单片机一般可以采用3种方式和A/D转换芯片联络，实现对转换数据的读取。第一种是程序查询方式，第二种