基于单片机的数模转换设计.doc

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1、目录1、系统方案-3-1.1、方案比较与选择-3-1.1.1、单片机选择与论证-3-1.1.2、显示器件选择与论证-3-1.1.3、键盘形式选择与论证-4-1.1.4排阻形式选择与论证-4-2理论分析与计算-8-2.1、D/A转换器的主要技术指标-8-1．分辨率-8-2．转换精度-8-3．输出电压（或电流）的建立时间（转换速度）-8-4.温度系数2.2数模转换器2.2.1权电阻网络DAC的原理分析-9-3、电路与程序设计-11-3.1.1、总体框图设计-11-3.1.2、显示电路-11-3.1.3、权电路-12-3.1.4、按键电路-13-3.1.5、驱动电路-14--33-3.

2、1.6、输出电路3.1.7、总电路-16-3.2、程序流程图-17-3.2.2、液晶显示子程序流程图-18-3.2.3、输出电路程序流程图-19-4、测试方案与测试结果-20-4.1、测试方案-20-4.2、测试结果与测试分析-20-附录-21-附录1：电路原理图-21-附录2：源程序-21--33-1、系统方案1.1、方案比较与选择1.1.1、单片机选择与论证方案一：AT89C51单片机。AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS８位单片机，片内含4k字节的可反复擦写1000次的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM），片内置通

3、用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。方案二：C8051F060单片机。C8051F060芯片是由Cygnal公司生产的，集成有高速、流水线结构的CIP-51内核，具有内置RAM，2个16位1Msps的ADC，芯片自身带有CAN总线控制器、59个I/O口。它是高度集成的芯片，减少了外围器件，进而降低了系统硬件设计的复杂性。基于对功能齐全性的考虑，和本次设计的要求我们运用方案一。1.1.2、显示器件选择与论证方案一：数码管。数码管显示能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、ITL电路兼容。发光响应时间极短(<0．1μs)，高频特性好，单色性好，亮度高。体积小，重量

4、轻，抗冲击性能好。寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时。但显示功能有限，只能显示数字和个别字母。方案二：液晶显示器。液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，显示质量高。其接口-33-都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。方案三：阴极射线管显示器。此种显示器图像色彩丰富，还原性好，有丰富的几何失真调整能力。但不能长期暴露在磁场下，会磁化或损坏，不能让强光直射，会降低发光效率，不能在高温下使用，工作性能和使用寿命会大打折扣。基于对显示器功能的稳定性

5、和齐全性考虑，我们采用方案二。1.1.3、键盘形式选择与论证方案一：独立式按键。独立按键的输入线较多，结构复杂，一般适用于按键较少，操作速度较高的场合。方案二：行列式键盘。行列式键盘由行和列线交叉组成，一般适用于按键较多的场合。使用2×2矩形键盘，这样键盘模块仅使用8根线与处理器相连，节省了系统资源。由于我们功能比较少，矩形键盘占用电路板位置较大，因此选择方案一。1.1.4排阻形式选择与论证方案一：多个单个电阻。个数多，接线困难，误差大。且浪费资金。方案二：排阻。数量少，接线容易，价格便宜。由于本次试验本身对接线要求就高，所以采用方案二。-33-1.1.5、材料选择与论证方案一：

6、塑料板。塑料板质量轻，不易碎，但是也不好加工，且不环保。方案二：木板。木板质量比塑料板重，但比玻璃板轻，易于加工，可塑性强。由于本次试验对材料的可塑性要求较高，因此采用方案二。1.2所选器件的分析1.2.1STEC89C51引脚图如下：-33--33-1.2.2LED显示屏1.2.3LM324-33-2理论分析与计算2.1、D/A转换器的主要技术指标1．分辨率分辨率用于表征D/A转换器对输入微小量变化的敏感程度。①D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数－－可用输入数字量的位数n表示D/A转换器的分辨率；②可用D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示分辨率。2．转换精

7、度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。3．输出电压（或电流）的建立时间（转换速度）从输入的数字量发生突变开始，到输出电压进入与稳定值相差±0.5LSB范围内所需要的时间，称为建立时间tset。目前单片集成D/A转换器（不包括运算放大器）的建立时间最短达到0.1微秒以内。-33-3．温度系数在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件下温度每升高1℃，输出电压变化的百分数作为温度系数。2.2数模转换器2.2