基于單片機(jī)的系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---ad轉(zhuǎn)換

1、<p>　　基于單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目 AD轉(zhuǎn)換 </p><p>　　學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院</p><p>　　學(xué)科門(mén)類 單片機(jī) </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 </p><p>　　小組成員 </p><p>　　2011年 12月08日</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　?。?）學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)單片機(jī)電路設(shè)計(jì)和制版工藝；</p>&

3、lt;p>　?。?）學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）學(xué)會(huì)VB編寫(xiě)上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)和單片機(jī)通信；</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)要求</b></p><p>　　（1）要求每位同學(xué)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)；</p><p>　?。?/p>

4、2）每位同學(xué)自己設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)；</p><p>　　（3）每位同學(xué)自己完成調(diào)試；</p><p>　?。?）認(rèn)真細(xì)心的安裝焊接。</p><p><b>　　三、使用的主要器材</b></p><p>　　（1）單片機(jī)，TLC549及其他元件一套；</p><p><b>

5、　?。?）工具一套;</b></p><p><b>　?。?）PC機(jī)一臺(tái)；</b></p><p>　　四、TLC549簡(jiǎn)介</p><p><b>　　4.1引腳排列</b></p><p>　　/CS：片選 低有效</p><p><b>　　GN

6、D：地</b></p><p><b>　　VCC：電源</b></p><p>　　ANALOG IN：模擬信號(hào)輸入

7、 </p><p>　　DATA OUT ：數(shù)據(jù)串行輸出</p><p>　　I/O CLOCK：外接輸入輸出時(shí)鐘</p><p>　　REF+：正基準(zhǔn)電壓輸入端， REF+ 大于等于2.5V 小于等于Vcc+0.1V</p><p>　　REF-：負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端，REF+

8、 大于等于-0.1V 小于等于2.5V ，切要求REF+- REF-大于等于1V</p><p><b>　　4.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　4.3時(shí)序分析</b></p><p>　　TLC549是SPI三總線器件，其時(shí)序見(jiàn)上圖，當(dāng)/CS為高電平時(shí)候，AD正在進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間大概為17us，當(dāng)/

9、CS有高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)候，這時(shí)候上次的采樣轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位A7首先出現(xiàn)在DATA OUT端，其余7位將會(huì)在7個(gè)I/O CLOCK的下降沿時(shí)候出現(xiàn)在DATA OUT端，并在第4個(gè)I/O CLOCK的下降沿啟動(dòng)采樣保持電路，開(kāi)始采樣模擬輸入量，在第8個(gè)I/O CLOCK的下降沿開(kāi)始保持，這時(shí)候，/CS由低電平變?yōu)楦唠娖?，在其上升沿開(kāi)始啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，這時(shí)候/CS需保持17us，保證本次的采樣轉(zhuǎn)換完成，然后按上次一樣步驟，輸出AD轉(zhuǎn)換結(jié)果和輸

10、入模擬采樣。</p><p><b>　　五、上位機(jī)</b></p><p><b>　　5.1上位機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　上位機(jī)軟件通過(guò)串口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC機(jī)的通信，以簡(jiǎn)單可視化的窗口，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的監(jiān)控。本次課程設(shè)計(jì)采用VB編寫(xiě)上位機(jī)，VB擁有功能強(qiáng)大的可視化窗口控件和串口控件Microsoft Comm

11、 Control 6.0，從而減少了編寫(xiě)上位機(jī)的難度。</p><p><b>　　5.2上位機(jī)思路</b></p><p>　　應(yīng)為本次的課程設(shè)計(jì)要求，只是在PC機(jī)上通過(guò)串口顯示電壓，那么就不需要上位機(jī)通過(guò)串口發(fā)送指令，控制單片機(jī)。所以，編寫(xiě)上位機(jī)時(shí)候，我沒(méi)有編寫(xiě)發(fā)送部分的指令。其次，本次采集的電壓，電壓范圍為0v—5v，為充分利用數(shù)碼管，我采用了一位整數(shù)和五位小數(shù)

12、，并且在單片機(jī)內(nèi)完成了二進(jìn)制到BCD碼的轉(zhuǎn)換。在編寫(xiě)上位機(jī)傳送程序時(shí)候，我想發(fā)送一針就包括小數(shù)和整數(shù)，這樣編寫(xiě)單片機(jī)發(fā)送程序和上位機(jī)接收程序，就會(huì)簡(jiǎn)單，并且發(fā)送的是十進(jìn)制BCD，這樣就減少了上位機(jī)的運(yùn)算。</p><p>　　下位機(jī)思路：因?yàn)橐会樖?為數(shù)據(jù)，那么最大為255，如果想一針包含兩位小數(shù)，那么就需要把整數(shù)擴(kuò)大100，第一位小數(shù)擴(kuò)大10倍，然后相加:一針=整數(shù)位*100+第一位小數(shù)位*10+第二位小數(shù)位，

13、因?yàn)椴杉碾妷悍秶鸀?v—5v，這時(shí)候就由可能超出255的范圍，如果一針包含一位整數(shù)和一位小數(shù)，那么他的范圍為0v—50v，這時(shí)候不會(huì)超出255的范圍，所以我發(fā)送的一針就包含一位整數(shù)和一位小數(shù)，即：一針=整數(shù)位*10+第一位小數(shù)位。采用9600波特率，1位開(kāi)始為，1位結(jié)束位，8位數(shù)據(jù)位，沒(méi)有校驗(yàn)位。</p><p>　　上位機(jī)思路：就收一針存于A，然后和10整除，結(jié)果存于B，然后C=A-10*B，那么B就是整數(shù)部

14、分，C就是小數(shù)部分，顯示即可</p><p>　　5.3上位機(jī)設(shè)計(jì)界面</p><p><b>　　5.4上位機(jī)程序</b></p><p>　　Public style1 As Integer</p><p>　　Public style As Integer</p><p>　　Privat

15、e Sub Form_Load()</p><p>　　If MSComm1.PortOpen = True Then</p><p>　　MSComm1.PortOpen = False</p><p><b>　　Else</b></p><p><b>　　End If</b></p&g

16、t;<p>　　Combo1.AddItem "COM1"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM2"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM3"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM4"</p>

17、<p>　　Combo1.AddItem "COM5"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM6"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM7"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM8"</p><

18、p>　　Combo1.AddItem "COM9"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM10"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM11"</p><p>　　Combo1.AddItem "COM12"</p><p

19、>　　Combo1.ListIndex = 0</p><p>　　MSComm1.CommPort = 3</p><p>　　MSComm1.Settings = "9600,n,8,1"</p><p>　　Command2.Caption = "打開(kāi)串口"</p><p>　　Shape1

20、.FillColor = &HFFFFC0</p><p>　　Option2.Value = True</p><p>　　Combo2.AddItem "256000"</p><p>　　Combo2.AddItem "128000"</p><p>　　Combo2.AddItem &q

21、uot;115200"</p><p>　　Combo2.AddItem "57600"</p><p>　　Combo2.AddItem "38400"</p><p>　　Combo2.AddItem "28800"</p><p>　　Combo2.AddItem &

22、quot;19200"</p><p>　　Combo2.AddItem "9600"</p><p>　　Combo2.AddItem "4800"</p><p>　　Combo2.AddItem "2400"</p><p>　　Combo2.AddItem &quo

23、t;1200"</p><p>　　Combo2.AddItem "600"</p><p>　　Combo2.AddItem "300"</p><p>　　Combo3.AddItem "無(wú) None"</p><p>　　Combo3.AddItem "奇

24、Odd"</p><p>　　Combo3.AddItem "偶 Even"</p><p>　　Combo4.AddItem "4"</p><p>　　Combo4.AddItem "5"</p><p>　　Combo4.AddItem "6"&l

25、t;/p><p>　　Combo4.AddItem "7"</p><p>　　Combo4.AddItem "8"</p><p>　　Combo5.AddItem "1"</p><p>　　Combo5.AddItem "2"</p><p&

26、gt;　　MSComm1.InBufferSize = 24</p><p>　　MSComm1.OutBufferSize = 10</p><p><b>　　style = 0</b></p><p>　　style1 = 0</p><p><b>　　End Sub</b></p&g

27、t;<p>　　Private Sub Combo1_Click()</p><p>　　If MSComm1.PortOpen = True Then</p><p>　　MSComm1.PortOpen = False</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　MSComm1

28、.CommPort = Combo1.ListIndex + 1</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Command1_Click()</p><p>　　Text1.Text = ""</p><p><b>　　End Sub&

29、lt;/b></p><p>　　Private Sub Command2_Click()</p><p>　　On Error GoTo uerror</p><p>　　If Command2.Caption = "關(guān)閉串口" Then</p><p>　　MSComm1.PortOpen = False<

30、/p><p>　　Command2.Caption = "打開(kāi)串口"</p><p>　　Shape1.FillColor = &HFFFFC0</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　MSComm1.PortOpen = True</p><p>

31、;　　Command2.Caption = "關(guān)閉串口"</p><p>　　Shape1.FillColor = &HFF</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Exit Sub</b></p><p><b>　　ue

32、rror:</b></p><p>　　msg$ = "無(wú)效端口號(hào)"</p><p>　　Title$ = "串口調(diào)試助手"</p><p>　　X = MsgBox(msg$, 48, Title$)</p><p><b>　　End Sub</b></p&g

33、t;<p>　　Private Sub MSComm1_OnComm()</p><p>　　Dim BytReceived() As Byte</p><p>　　Static strBuff As String</p><p>　　Static strBuff1 As String</p><p>　　Static sly

34、 As Single</p><p>　　Dim i As Integer</p><p>　　Select Case MSComm1.CommEvent</p><p>　　Case comEventRcOver</p><p>　　Text1.Text = ""</p><p><b>

35、;　　Exit Sub</b></p><p>　　Case comEvReceive</p><p>　　MSComm1.InputLen = 1</p><p>　　strBuff = MSComm1.Input</p><p>　　Text1.Text = ""</p><p>　

36、　If MSComm1.InputMode = comInputModeBinary Then</p><p>　　BytReceived() = strBuff</p><p>　　For i = 0 To UBound(BytReceived)</p><p>　　If Len(Hex(BytReceived(i))) = 1 Then</p>&

37、lt;p>　　strData = staData & "0" & Hex(BytReceived(i)) & ""</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　strData = strData & Hex(BytReceived(i)) & "&qu

38、ot;</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Next</b></p><p>　　strBuff1 = strData</p><p>　　sly = CLng("&H" & strData)</p><

39、;p>　　If style = 1 Then</p><p>　　If style1 = 0 Then</p><p>　　Text1.Text = Str(Format(sly, "0.0")) & "D"</p><p><b>　　Else</b></p><p&g

40、t;　　Text1.Text = Str(Format(sly / 10, "0.0")) & "V"</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Text1 = Text1 & strData

41、& "H"</p><p>　　strData = ""</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Text1 = Text1 & strBuff & "

42、;$"</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　End Select</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Option1_Click()</p><p>　　MSComm1.I

43、nputMode = comInputModeBinary</p><p>　　Text1.MaxLength = 6</p><p>　　style1 = 1</p><p><b>　　style = 1</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><

44、p>　　Private Sub Option2_Click()</p><p>　　MSComm1.InputMode = comInputModeBinary</p><p>　　Text1.MaxLength = 3</p><p><b>　　style = 0</b></p><p><b>　　

45、End Sub</b></p><p>　　Private Sub Option3_Click()</p><p>　　MSComm1.InputMode = comInputModeText</p><p>　　Text1.MaxLength = 0</p><p><b>　　End Sub</b><

46、;/p><p>　　Private Sub Option4_Click()</p><p>　　MSComm1.InputMode = comInputModeBinary</p><p>　　Text1.MaxLength = 6</p><p><b>　　style = 1</b></p><p&g

47、t;　　style1 = 0</p><p><b>　　End Sub</b></p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p><b>　　6.1設(shè)計(jì)硬件電路</b></p><p>　　6.1.1數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)</p><p>　

48、　6.1.2 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)</p><p>　　6．1.3 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1.4 串行通訊電路</p><p>　　6.1.5 電源電路</p><p>　　6.2根據(jù)設(shè)計(jì)電路清點(diǎn)全套零件，并負(fù)責(zé)保管；</p><p>　　6.3對(duì)元器件引線或引腳進(jìn)行鍍錫處理，注意鍍錫層未氧化（可焊

49、性好）時(shí)可以不再處理 ；</p><p>　　6.4檢查印制板的銅箔線條是否完好，有無(wú)斷線及短路，特別注意邊緣；</p><p>　　6.5安裝元器件，元器件安裝質(zhì)量及順序直接影響整機(jī)質(zhì)量及成功率，合理的安裝需要思考及經(jīng)驗(yàn)；</p><p><b>　　6.6軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　#include&quo

50、t;reg52.h"</p><p>　　#include"intrins.h"</p><p>　　#include"math.h"</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned

51、 int</p><p>　　#define ulint unsigned long int</p><p>　　sbit IO=P1^0;</p><p>　　sbit DATA=P1^1;</p><p>　　sbit CS=P1^2;</p><p>　　uchar SMG[]={0x3F,

52、0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //數(shù)碼管顯示譯碼</p><p>　　uchar data_in=0; //接受DATA數(shù)值</p><p>　　uchar data_pc=0; //串口通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)</p><p>　　uchar data_out[]={0,0,0,0,0,0};</p&

53、gt;<p>　　void delay() //數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描延時(shí)，3ms</p><p>　　{ uint j,i;</p><p>　　for(i=3;i>0;i--)</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p>

54、<p>　　void SM() //動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管</p><p>　　{ uchar m;</p><p><b>　　P2=0;</b></p><p>　　for(m=0;m<6;m++)</p><p>　　{ if(m==0)</p><p>　　P0=SMG[

55、data_out[m]]|0x80; //小數(shù)點(diǎn)</p><p><b>　　else</b></p><p>　　P0=SMG[data_out[m]];</p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P0=0; //數(shù)碼管消隱</p>&l

56、t;p><b>　　P2+=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void TLC549() //接受TLC549的采集電壓</p><p>　　{ uchar n,k;</p>

57、<p><b>　　CS=1;</b></p><p><b>　　IO=0;</b></p><p>　　data_in=0;</p><p><b>　　CS=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p&

58、gt;<p>　　data_in=data_in|DATA;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　for(n=0;n<7;n++)</p><p><b>　　{</b&g

59、t;</p><p><b>　　IO=1;</b></p><p>　　for(k=5;k>0;k--);</p><p><b>　　IO=0;</b></p><p>　　data_in=data_in<<1;</p><p>　　if(DATA==1

60、)</p><p>　　data_in=data_in|0x01;</p><p>　　for(k=5;k>0;k--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　IO=1;</b></p><p>　　for(k=5;k>0;k--)

61、;</p><p><b>　　IO=0;</b></p><p><b>　　CS=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void BCD() //轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的BCD碼</p><p>　　{ float

62、y;</p><p><b>　　ulint x;</b></p><p>　　y=0.01961*data_in;</p><p>　　x=(ulint)(100000*y);</p><p>　　data_out[0]=(uchar)(x/100000);</p><p>　　data_ou

63、t[1]=(uchar)((x-data_out[0]*100000)/10000);</p><p>　　data_out[2]=(uchar)(x/1000-data_out[0]*100-data_out[1]*10);</p><p>　　data_out[3]=(uchar)(x/100-data_out[0]*1000-data_out[1]*100-data_out[2]*1

64、0); data_out[4]=(uchar)(x/10-data_out[0]*10000-data_out[1]*1000-data_out[2]*100-data_out[3]*10); data_out[5]=(uchar)(x-data_out[0]*100000-data_out[1]*10000-data_out[2]*1000-data_out[3]*100-data_out[4]*10);</p>

65、<p>　　data_pc=data_out[0]*10+data_out[1];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void com(void) interrupt 4</p><p><b>　　{ TI=0;</b></p><p><b>

66、　　EA=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p>　　{ SCON=0x40;</p><p>　　PCON=0x00;</p><p>　　TMOD=0x20;</p><p><

67、b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ES=1;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b>&

68、lt;/p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ uchar t,h;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　for(h=0;h<10;h++)</p><p><b>　　{ SM();<

69、;/b></p><p><b>　　TLC549();</b></p><p><b>　　BCD();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p>　　S

70、BUF=data_pc;</p><p>　　for(t=0;t<180;t++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培

71、養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程，對(duì)我們學(xué)工科的同學(xué)來(lái)說(shuō)尤為重要。本次課程設(shè)計(jì)，是基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的是AD轉(zhuǎn)換+上位機(jī)，且適合較小的電壓。</p><p>　　回顧起此次電子課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多。的確，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得上是苦多于甜，但是我從中學(xué)到了很多很多的東西。我不僅鞏固了以

72、前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，提高了自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。我知道只擁有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而這次工藝實(shí)習(xí)給了我很好的一個(gè)機(jī)會(huì)，讓我真正領(lǐng)教了這實(shí)踐過(guò)程中的困難重重和心理變化，比如說(shuō)變壓器不懂怎么去選，對(duì)電路PCB制版軟件掌握得不好……專業(yè)技術(shù)知識(shí)的欠缺讓我望而卻步，我告訴自己我能做到，于是我鼓起勇氣重新拿起課本，并在老師的悉心指導(dǎo)下一步步有了轉(zhuǎn)機(jī)。成功的那一刻那種喜悅是不言而喻的，那種自信是發(fā)自內(nèi)心的

73、最深處。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以說(shuō)是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，感謝各位老師對(duì)我的耐心講解和悉心指導(dǎo)。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)到了很多的實(shí)用知識(shí)，對(duì)我以后的專業(yè)發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。這次的設(shè)計(jì)讓我有了信心