微机接口课程设计报告

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1、河北科技大学课程设计报告课程名称：微机接口技术课程设计题目：数字存储示波器设计姓名：郭悦学号：100701221班级：电信102班指导教师：马洪涛完成日期：2013年6月18目录一、课程设计任务及要求…………………………………………………………1二、总体设计方案…………………………………………………………1三、硬件电路设计……………………………………………………2四、数字存储示波器程序设计……………………………………………………5五、硬件调试说明…………………………………………………………8六、结论

2、………………………………………………………………………9七、参考文献………………………………………………………………………10附录：A/D、D/A接口实验卡电路原理图…………………………………………11一、设计任务与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

3、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

4、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。二、总体方案设计1、工作原理根据单片机实验系统提供的相关信号线，使用ADC0809、DAC0832和相关外围电路元件，组成最基本的A/D转换和D/A转换电路。要求具有单通道0～5V的电压输入范围，双通道0～5V的电压输出功能。由A/D采集电容C5充电时的信号，将模拟波形变换成数字信息存储于单片机外部RAM中，需要显示时再从存储器中读出，通过D/

5、A将数字信息变换成模拟电压值，将其设置为死循环输出，产生重复波形并显示在示波管上。2、电路组成及功能作用由ADC0809和相关外围电路元件组成最基本的A/D转换器，实现模拟量触发点的捕捉、被测信号的采集及模拟量到数字量的转换。由DAC0832和相关外围电路元件组成最基本的D/A变换器，实现数字量到模拟量的转换。单片机MCS-51的RAM（本实验起始地址为C000H）区用于存储模拟波形转换得到的数字信息。通过读出显示，将D/A变换器转换得到的模拟量通过示波器输出显示，显示RC的充电过程波形。电路中各部

6、分通过数据总线、地址总线和若干控制线互相联系和交换信息。10采集到的信号A/D模数转换DA数模转换单片机MCS-51示波器复位电路三、硬件电路设计1、设计思路数字存储示波器主要通过A/D转换器接口电路、数据的存储和D/A转换器接口电路实现。A/D接口电路主要应用的芯片是ADC0809。ADC0809的数据线、地址线、读/写信号与单片机试验系统板连接，其片选信号来自实验系统板的地址译码器，有效地址范围为F000~F3FFH（PS4）。把A/D采集到的数据存储到单片机外部数据存储区。D/A接口电路主要

7、应用的芯片是DAC0832。DAC0832的数据线、地址线、读/写信号与单片机试验系统板连接，其片选信号来自实验系统板的地址译码器，U2{输出端为VO1}的有效地址范围为F800~FBFFH(PS6)。U3（输出端为VO2）的有效地址范围为F400～F7FFH（PS5）。2、芯片应用及工作原理A/D、D/A接口实验的电路原理如图1所示。芯片ADC0809A/D接口电路主要应用的芯片是ADC0809。ADC0809是一个典型的逐次逼近型8位A/D转换器。它由8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存

8、器及地址锁存译码器等组成。它允许8路模拟量分时输入，转化后的数字量输出是三态的（总线型输出），可以直接与单片机数据总线相连接。ADC0809采用+5V电源供电，外接工作时钟。U8A将ALE信号2分频，产生500kHz的转换时钟，转换时间约为128μs。U7B和U7C与片选信号PS4配合，完成ADC0809的通道选择、启动转换和数据读取。U8B将EOC信号转换极性，生成INT0信号，向单片机提出中断请求，同时驱动L2发光，指示A/D转换已经完成。10ADC0809引脚图