最小系统设计报告.doc

题目：最小系统外围电路设计摘 要：本系统是基于STC89C51单片机，对使用TLC1543和TLC5615为A/D,D/A单元的模拟信号采集和生成的测试系统。主要验证TLC1543和TLC5615的可用性及其转换精度，同时使用LCD1602显示结果。关键词：STC89C51单片机 TLC1543 TLC5615一、方案论证与比较转换模块：方案一：系统的A/D转换、D/A转换电路采用28管脚的ADC0809和20管脚的DAC0832芯片完成，其中ADC0809芯片OUT18管脚分别接到单片机AD07管脚，同时单片机的四个I/O接口还要被ADC0809占用；同样20管脚的DAC0832芯片也会占用单片机的部分端口。此方案接线复杂，占用的单片机的端口数较多，不方便后序电路的接线，且接线出错后不易检查故障。方案二：系统的A/D转换、D/A转换电路采用20管脚的TLC1543和8管脚的TLC5615芯片完成，电路的接线简单，容易实现，且占用的单片机端口数较少，方便后序电路的连线。综上所述，在方案一中，由于采用TLC1543和TLC5615芯片，相比ADC0809和DAC0832芯片来说，占用的单片机端口数较少，且接线简单，易于实现，而且能够达到系统要求，所以选择方案二。显示模块：方案一：数码管显示在背景光较强时，显示不清晰，功耗略大，而且发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大， 并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。这样会给电路带来麻烦，且焊接烦占用面积大。方案二：字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等的LCD，该LCD模块具有质量轻，体积小，功耗低，显示内容丰富，指令功能强，接口简单方便，可靠性高等优点。此方案占用资源少，故而我们采用。 综上所述，方案二中使用LCD液晶显示不仅可以完全达到题目中的要求，更重要的是让电路变得更简洁，而且有更强的可靠性，所以本系统采用第二种方案作为显示模块。二、系统设计与理论分析1. A/D转换模块TLC1543为20脚封装的CMOS ，10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器，A0-A10 为11路模拟输入端，REF+ 和REF- 为基准电压正负端，ADDRESS 为串行数据输入端，用于输入4 位端口地址DATA OUT为A/D数据输出端，I/O CLOCK为数据输入输出提供同步时钟。A/D转换中，ADDR用于选择模拟通道，此时只有传输的前四位有效，ADDR为十位数据，在D/A工作时，ADDR用于传送待转换的数字量，此时十位数据均有效。A/D转换中，REF- =0， REF+ =Vcc;当AIN=Vcc时，Dout=0x3FFAIN/Vcc(转换精度为十位)。如图1所示：图1 AD转换模块2. D/A转换模块TL C5615 是一个串行10 位数/ 模转换器(DAC), 性能比电流型输出的DAC 要好，只需要通过3 根串行总线就可以完成10 位数据的串行输入，易于和工业标准的微处理器或微控制器(单片机) 接口。DIN 作为串行二进制数输入端； SCLK 作为串行时钟输入端；CS 则作为芯片选择端口。利用STC89C51 单片机的通用I/O 口( P1 口) 与TLC5615连接 构成DAC电路，电路中分别用单片机的P1.6 、P1.3 模拟时钟SCLK和片选CS , 待转换的二进制数从P1.5 输入到TLC5615 的数据输入端DIN 。D/A转换中，当AOUT=REFIN时，DIN=0x3FF, 有AOUT=DINREFIN/0X3FFDAC模块电路如图2所示：图2 DA转换模块3.液晶显示模块本系统中用到的显示模块DM1602C是一种通用162字符型液晶显示模块。RS为寄存器选择，RW为读写信号线，E端为使能端，此三端子分别接STC89C51的P1.0、P1.1、P1.2三个I/O端口；D0D7为8位双向数据线，依次接STC89c51的P2.0P2.7端口。电路如图3所示，液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。如图3所示：图3 液晶显示模块三、主要软件流程图四、总结 本系统在验证过程中，我们对TLC1543、TLC5615的工作原理和使用方法有了一定的了解