电子工程设计实验报告 AD DA 温控

不息为体日新为道PAGEPAGE12011.12电子工程设计报告题目：ADDA单片机显示电路班级：电子信息工程小组：第六组姓名学号：指导教师：完成日期：20134.22第一章：本次电子工程设计的背景第一节：电子工程设计简介一.摘要本实验主要内容是设计用于小型温度测量与控制系统的AD，DA，单片机，显示电路模块。其中AD模块采用的C0804芯片及外围电阻构成模数转换电路；DA模块采用的C0832芯片及外围电阻构成数模转换电路；单片机模块采用的是C8051F023单片机；显示电路采用的是1602液晶显示屏及外围电路构成的显示电路。二．题目：小型温度测量与控制系统本系统是根据电子信息类本科生教学情况以及在具体真实的的电子工程设计中常遇到的一些实际内容而设计的课题，为了系统的整体连贯性和课堂教学的可操作性，将系统分解成多个单元电路，根据难易程度，分几个阶段，逐一完成，通过教学模板进行系统联调，最终实现整个系统。三.训练目的

通过对温度控制通信系统的设计、制作、调试、了解电源制作、信号转换、电路测试,校准的全过程,提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力,初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求.

培养动手能力,通过对多个电子电路的设计,初步掌握在给定条件和要求的情况下,如何达到以最经济实用的方法,巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路,并将其连接到系统中去.

培养团队精神,科学的,实事求是的工作方法,提高查阅资料,语言表达能力和理论联系实际的技能.

四.训练内容

（一）系统框图:

图1-1控制与通信系统框图

（二）内容安排:

为了循序渐进,由易到难,以及制作结果的验证和系统的连贯性,将系统电源、采集、控制、通信等内容分解成多个单独的电路,根据整体要求,在老师的指导下,分别自行设计,调试安装,将完成好的各单元电路用统一定义的26芯座连接起来,最终实现采集控制通信系统的全部功能。五．需求分析本系统虽然早已实际应用多年，但是对于初学反馈调节的本科生而言具有较高的了解价值，同时纵观现今社会发展现实，可以看出在至少将近几十年内还会继续拥有参考研究价值，因此这项实验不会和社会脱节，具有较为广泛的需求基础。下面是所做几个模块的技术要求。AD模数转换模块:输入信号范围0~5V;分辨率8bit;精度1LSB;转换时间<1ms.安装:独立电路板结构。DA模数转换模块:00H~0FFH.对应输出:-10V~+10V.误差:1%FSR.相应时间<1ms.供电电源+5V,12V.安装:独立电路板结构。单片机系统应用模块:片选信号4个.地址信号4个.数据总线D0~D7.安装：独立安装结构。显示与键盘控制模块：1602液晶.0~9数字输入键及若干功能键。安装：独立安装结构。第二章设计与测试第一节设计及原理分析一．AD(一)基本要求输入信号范围:0~5V分辨率:8bit精度:1LSB转换时间:<1ms.（二）模数转换电路基本形式及工作原理：1.模数转换原理图图2-1原理图焊接电路板实物图图2-2正面图2-3背面二．DA(一)基本要求对应输出:-10V~+10V.误差:1%FSR.相应时间<1ms.供电电源+5V,12V.安装:独立电路板结构.（二）数模转换基本形式及工作原理：1．数模转换的工作原理图设计图1图2焊接电路板实物图图2-5正面图2-6背面单片机(一)基本要求片选信号4个.地址信号4个.数据总线D0~D7.安装：独立安装结构.单片机核心板基本形式及工作原理：单片机核心板的工作原理图设计焊接电路板实物图图2-8正面图2-9背面四．显示电路及键盘(一)基本要求0~9数字输入键及若干功能键。安装：独立安装结构（二）显示电路及键盘基本形式及工作原理：1.显示电路及键盘的工作原理图设计2.焊接电路板实物图图2-11正面图2-12背面第二节调试阶段一．调试方法（一）模数转换板利用实验台,改变模拟电流源输出大小,利用JTAG仿真器,在计算机上查询经变送器后A/D采集值是否正确.（二）数模转换板运行D/A测试程序,看实验台上数/模显示窗口的相应数据显示.数据应从00-ff循序递增并不断循环.单片机核心板断开译码电路负载,运行测试程序,检查各输出引脚是否有输出,各个输出之间系相对位置关系是否正确.显示及键盘板运行测试程序,看液晶屏能否正常显示数字.按键盘上各个键,利用JTAG仿真,查看计算机中检测到的键值是否正确.二．测试过程数据与误差分析(一)测温系统体调试步骤·运行测温程序·将调试台设置为手动调试方式，改变温度设置。·观察测温系统数字显示，应跟随调试台设置温度变化并与调试台设置温度接近。.测量温度与设置温度相差过大的调试运行测温程序，重新标定变送器调试台设置低端温度，变送器进行零点校准调试台设置高端温度，变送器进行满度校准图:测温系统电路组成(二)故障检测步骤·运行A/D模块检测程序，检测A/D模块并排除故障。如果A/D模块工作正常，检测显示模块。·运行显示模块检测程序，检测显示模块并排除故障。如果显示模块工作正常，测温程序有问题。

三．出现的问题分析及解决(一)A/D电路板此块电路板上接线较少，焊接较容易，但是也没能一次测试成功。在实验台上的完整系统中测试时，温度显示始终以2步进，于此我们判断是A/D芯片的某位输出管教坏了，在拆下芯片检查时，发现有一个管教安装到插座上时弯道一边了。将管教掰正后，电路板正常工作。(二)D/A电路板此电路板焊接完成后，在实验台上测试正常工作。但是拿回到自己的桌上测试又不工作了，经查线，发现有一根地线断开了，接上后问题解决。第三章实践后的归整第一节整理与总结一．结论我们组仅完成了小型测温系统,包括A/D,D/A单片机显示电路及键盘;闭环部分没能成功.二．体会体会：经过了八周的实验，我们组终于完成了对“小型温度测量与控制系统”设计。这学期的电子设计实验共四块电路板。我们焊电路板的技术明显提高，相比于上学期,这学期的电路板漂亮许多，布线合理许多，布局也相对科学。但还是出现一些小问题，比如粗心大意焊错了芯片管脚，学校的导线比较粗且为多股，剥线时用错口径会剪短部分铜丝。从DA电路板开始，我们换成比较细的高温导线，问题就少多了，看着也比较整齐漂亮。通过这次实验我们收获颇丰，首先我们学会了使用potel绘制电路图，对电路的原理图及PCB图的绘制，经过几次作业我们基本上对potel熟练掌握，这对今后我们做毕设还是开发项目都是很有帮助的。这次我们实验完成的还算比较顺利,总结经验就是，两个人一定要有分工合作，一个人焊板一个人查线，一个人画电路，一个人写报告等等，只有发挥两个人的优势，互相协作，取长补短，将团体的力量发挥至最大，这样效率才是最高的！我们组会再接再厉，把接下来的电路继续完成，做到最好！建议：一个学期的课程结束了，感谢老师的耐心教学与指导，我们在您的课上收获颇丰。从电路的设计到电路板的调试，通过您的讲解，我们对整个流程有了全方位的了解，我们组的进程也还算比较顺利，但在调试电路板的时候还是费了很大的功夫，虽然听懂了原理,但真正操作起来确实另一回事儿。所以我希望老师在下学期的教学与讲解中,能在电路板的调试方法上多做一些更为细致的描述。这仅代表我的个人意见，望老师斟酌而定夺。谢谢老师！致谢我们是第6组，感谢老师的耐心指导，感谢同组同学的耐心合作以及同班同学的帮助，我们最终的成功离不开所有人的努力,谢谢大家!参考文献《电子技术试验二》实验指导书北京工业大学电工电子实验教学中心《电子技术试验》仪器设备使用说明书北京工业大学电工电子实验教学中心《电子工程设计训练任务书》电子工程设计实验中心第四章附录一．本次实验程序：#include"C8051F020.h"#include"absacc.h"#include"data_define.c"#defineDP1XBYTE[0xF800]#defineDP2XBYTE[0xF900]#defineDP3XBYTE[0xFA00]#defineDP4XBYTE[0xFB00]#defineKEY_WRXBYTE[0xFD00]#defineKEY_RDXBYTE[0xFC00]#defineDAXBYTE[0xDF00]#defineADXBYTE[0xEF00]#definelinescan10xfe#definelinescan20xfd#definelinescan30xfb#definelinescan40xf7#defineTIMER0x80#include"Init_Device.c"unsignedchartable[16]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, 0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};voiddisplay(unsignedcharx,y);voidw(unsignedchara,b);voiddelay(void);unsigneddu(void);voidsong(unsignedcharx);voidmain(void){unsignedcharl_val,r_val,r_state,temp,conter,n; unsignedchara,b,xx;DP1=DP2=0xff;Init_Device();while(1){while(1) {for(l_val=1;l_val<5;++l_val) {switch(l_val){ case1:KEY_WR=linescan1;break; case2:KEY_WR=linescan2;break; case3:KEY_WR=linescan3;break; default:KEY_WR=linescan4; } if(r_state=~KEY_RD&0x1f) for(conter=1,r_val=1,temp=1;conter<5;++conter,++r_val,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){display(l_val,r_val);a=(r_val-1)*4+l_val-1;delay();n=1;}}song(xx);if(n==1)break;} while(1) {for(l_val=1;l_val<5;++l_val) {switch(l_val){ case1:KEY_WR=linescan1;break; case2:KEY_WR=linescan2;break; case3:KEY_WR=linescan3;break; default:KEY_WR=linescan4; } if(r_state=~KEY_RD&0x1f) for(conter=1,r_val=1,temp=1;conter<5;++conter,++r_val,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){w(l_val,r_val);b=(r_val-1)*4+l_val-1;delay();n=2;break;}}if(n==2)break;}xx=a*10+b;}}voiddisplay(unsignedcharx,y){unsignedcharz;z=(y-1)*4+x-1;DP1=table[z];}voidw(unsignedchara,b){unsignedcharc;c=(b-1)*4+a-1;D