中北大学 信息与通信工程学院电气工程及其自动化 计算机控制技术课程设计 第 页 共 15 页 1 1. 设计目的 本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等,使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序,巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识,提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 2. 设计内容 设计一由微机控制的A/D 数据采集和控制系统,该卡具有对八个通道上0-5V 的模拟电压进行采集的能力,且可以用键盘选择装换通道,选择 ADC0809作为 A/D 转换芯片。并在显示器上动态显示采集的数据。 3. 设计要求 (1)根据题目要求的指标,通过查阅有关资料,确定系统设计方案,并设计其硬件电路图。 (2)画出电路原理图,分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。 (3)用 protel 软件绘制电路原理图。 (4)软件设计,给出流程图及源代码并加注释。 4. 系统总体设计步骤 第一步:信号调理电路 第二步:8 路模拟信号的产生与A/D 转换器 被测电压要求为 0~ 5V 的直流电压,可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要,我选择八位逐次比较式 A/D 转换器(ADC0809)。 第三步:发送端的数据采集与传输控制器 第四步:人机通道的借口电路 第五步:数据传输借口电路 用单片机作为控制系统的核心,处理来之 ADC0809 的数据。经处理后通过串口传送,由于系统功能简单,键盘仅由两个开关和一个外部中断组成,完成采样通道的选择,单片机通过接口芯片与LED 数码显示器相连,驱动显示器相应同采集到的数据。 中北大学 信息与通信工程学院电气工程及其自动化 计算机控制技术课程设计 第 页 共 15 页 2 串行通信有同步和异步两种工作方式,同步方式传送速度快,但硬件复杂;异步通信对硬件要求较低,实现起来比较简单灵活,适用于数据的随机发送和接受。采用MAX 485 芯片的转换接口。 经过分析,本系统数据采集部分核心采用ADC0809,单片机系统采用8051构成的最小系统,用LED 动态显示采集到的数据,数据传送则选用RS-485 标准,实现单片机与PC 机的通信。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路,多路开关,采样保持电路,A/D,单片机,电平转换接口,接收端(单片机、PC 或其它设备)组成。系统框图如 4-1 所示 图 4-1 总体设计的系统框图 5. 硬件系统的设计 5.1信号调理 信号调理的任务:将被测对象的输出...