微机接口技术课程设计.doc

PAGE 河北科技大学 课程设计报告 学生姓名： 学号： 专业班级： 电子信息工程班 课程名称： 微机接口技术课程设计 学年学期： 2014—2015学年第二学期 指导教师： 王震洲 2 01 5 年 7 月 PAGE 课程设计成绩评定表 学生姓名 学号 成绩 专业班级 起止时间 2015年7月6日—7月10日 设计题目 数字存储示波器设计 指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日 目 录 一、课程设计目的及意义…………………………………………………1 二、课程设计任务及要求…………………………………………………1 设计内容与步骤………………………………………………………1 硬件电路设计…………………………………………………………2 五、程序设计……………………………………………………………7 六、数字频率示波器调试………………………………………11 七、课程设计总结及体会………………………………………13 附录：A/D、D/A接口实验卡电路原理图 ……………………14 一、课程设计目的及意义 数字存储示波器是常用的电子测量仪器之一，其中采用的A/D转换、D/A转换及数据处理技术与《微机接口技术》课程内容联系紧密。通过本设计，学生可掌握A/D、D/A转换电路的设计和调试方法，培养学生分析解决实际问题的能力。 二、课程设计任务及设计要求 本设计通过简单的A/D转换接口电路，配合汇编语言程序设计，实现最基本的信号波形采集与存储，并通过简单的D/A转换接口电路，将存储的数据还原为信号波形，在普通示波器的屏幕上显示出来。 被测信号产生电路参见“A/D、D/A接口实验扩展卡电路原理图”。当按下S1时，电容C5完全放电，A/D转换器输入电压为零；抬起S1时，电容C5开始充电，A/D转换器输入电压按RC过渡过程开始上升，最终达到+5V。图中RC时间常数约为10ms，整个充电过程需要3～5倍的RC时间常数时间。设计要求使用A/D转换器捕捉电容C5充电的完整过程，并将采样数据存储起来。然后依次将采样数据通过D/A转换器循环输出，产生一定频率的重复波形，送到普通示波器显示。 基本要求：使用一个D/A转换器通道，将信号波形施加到示波器的Y轴，X轴扫描信号由示波器产生并调节，实现RC充电过程的波形稳定显示。 发挥部分：将示波器调整在X-Y方式，采样数据的D/A转换器输出接到Y轴输入端，增加一个D/A转换器通道，产生频率可变的X轴扫描信号，接到示波器X轴外部输入端，使RC充电过程的波形稳定显示。 设计内容与步骤 1、数字存储示波器原理分析 由于单片机实验系统已经提供了相关信号线，使用ADC0809、DAC0832和相关外围电路元件，组成了最基本的A/D转换和D/A转换电路。可由ADC0809负责采集电容C5充电时的信号，并将其转换为数字信号，并存储。DAC0832将存储的数字信号，转换为模拟的电压值，再将其设置为循环输出，产生一定频率的重复波形，送到普通示波器显示。 数字存储示波器总体结构框图 图1 总体方案设计 四、硬件电路设计 1、ADC0809工作原理 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 （1）ADC0809的内部逻辑结构 ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 图2 ADC0809引脚图 （2）ADC0809原理及使用 图1 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 图1 地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进入转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。 数字量输出及控制线：11条 ST为转换启动信号。当ST上跳沿