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1、课程设计 任课教师 毛琳 1 典型工业用仪表 2 仪表内部结构 3 仪表外部组成 4 仪表组成原理 5 一 单片机最小系统 6学时 二 键盘 显示扩展设计 3学时 三 单片机串行口扩展设计 3学时 四 模拟量与数字量转换设计 3学时 五 数字量与模拟量转换设计 3学时 六 开关量输入设计 1 5学时 七 开关量输出设计 1 5学时 八 单片机系统中看门狗电路设计 3学时 6 一 单片机最小系统设计8051单片机 7 一 单片机最小系统设计复位电路设计 8 一 单片机最小系统设计晶振接口电路设计 9 一 单片机最小系统设计地址锁存器74LS373EPROM2732 4KEPROM 可选的有272
2、56 32K 2764 8k OE输出允许端 与单片机的PSEN相连 CE片选端 10 一 单片机最小系统设计EPROM存储器扩展电路设计 11 一 单片机最小系统设计外部数据存储器扩展电路设计 2KRAM 可选的有6264 8K 62128 16K 62256 32K 12 一 单片机最小系统设计外部数据存储器计掉电保护设计 13 二 键盘 显示扩展设计地址编码器74ls138 8155可编程并行I O扩展接口 I O与RAM选择线 8155内含有256BRAM 2个8位和1个6位并行I O口 14 二 键盘 显示扩展设计单片机与8155接口设计 15 二 键盘 显示扩展设计4X4键盘 16
3、 二 键盘 显示扩展设计8155与4X4矩阵键盘接口设计 输入列线 输出行线 先由列线输入全扫描字00H 如果此时行线不全为1 则有键盘输入 再逐列输入0 如果行线不全为1 说明按键在此列 再由哪一个行线为0确定具体按键 例如s7为11011011 17 二 键盘 显示扩展设计LED显示器 18 二 键盘 显示扩展设计8155扩展动态LED接口设计 7406集电极开路六反相高压驱动器 7407集电极开路六正相高压驱动器 19 7406 7407集电极开路六反相高压驱动器 20 三 单片机串行口扩展设计MAX232芯片 内部结构基本可分三个部分 第一部分是电荷泵电路 由1 2 3 4 5 6脚和
4、4只电容构成 功能是产生 12v和 12v两个电源 提供给RS 232串口电平的需要 第二部分是数据转换通道 由7 8 9 10 11 12 13 14脚构成两个数据通道 其中13脚 R1IN 12脚 R1OUT 11脚 T1IN 14脚 T1OUT 为第一数据通道 8脚 R2IN 9脚 R2OUT 10脚 T2IN 7脚 T2OUT 为第二数据通道 TTL CMOS数据从T1IN T2IN输入转换成RS 232数据从T1OUT T2OUT送到电脑DB9插头 DB9插头的RS 232数据从R1IN R2IN输入转换成TTL CMOS数据后从R1OUT R2OUT输出 第三部分是供电 15脚GN
5、D 16脚VCC 5v 21 三 单片机串行口扩展设计MAX232与单片机接口设计 22 四 模拟量与数字量转换设计八路模拟开关CD4051与输入信号滤波电路设计 CD4051相当于一个单刀八掷开关 开关接通哪一通道 由输入的3位地址码ABC来决定 INH 是禁止端 当 INH 1时 各通道均不接通 DIP16 电源引脚VDD 16 VSS 8 23 四 模拟量与数字量转换设计模拟输入及采样保持器电路设计 采样保持器AD582 24 采样保持器AD582 25 四 模拟量与数字量转换设计12位A D转换器AD574 AD574是美国AD公司生产的12位高速逐次逼近型模 数变换器 图1所示 片内
6、自备时钟基准源 变换时间快 25s 数字量输出具有三态缓冲器 可直接与微机的总线接El 又可直接采用双极性模拟信号输入 有着广泛的应用场合 供电电源为 15V 逻辑电源为 5V CS 片选 低有效 CS CE 片允许 高有效 8031的WR和RD相与非后接CE 以确保AD574A在被启动变换或读出变换结果的操作时 CE有效 R C 读 变换 高为读A D变换结果 低为启动A D变换 12 8 数据格式 高为12位并行输出 低为8位 或4位 并行输出 本设计令其接地 A0 字节地址 短周期 高为8位变换 输出低4位 低为12位变换 输出高8位 STS 变换状态 高为正在变换 低为变换结束 STS
7、总共有三种接法 1 空着 只能在启动变换25s以后读A D结果 2 接静态端口线 可用查询方法 待STS为低后再读A D变换结果 3 接外部中断线 可引起中断后 读A D变换结果 REFIN 基准输入 REFOUT 基准输出 BIPOFF 双极性方式时 偏置电压输入端 DBII DB0 12位数据总线 10VSPAN 单极性0 10V模拟量输入 双极性0 5V模拟量输入 该设计采用双极性0 5V 26 27 四 模拟量与数字量转换设计AD574与单片机接口设计 28 五 数字量与模拟量转换设计8位D A转换器DAC0832 DI0 DI7 8位数据输入线 TTL电平 有效时间应大于90ns 否
8、则锁存器的数据会出错 ILE 数据锁存允许控制信号输入线 高电平有效 CS 片选信号输入线 选通数据锁存器 低电平有效 WR1 数据锁存器写选通输入线 负脉冲 脉宽应大于500ns 有效 由ILE CS WR1的逻辑组合产生LE1 当LE1为高电平时 数据锁存器状态随输入数据线变换 LE1的负跳变时将输入数据锁存 XFER 数据传输控制信号输入线 低电平有效 负脉冲 脉宽应大于500ns 有效 WR2 DAC寄存器选通输入线 负脉冲 脉宽应大于500ns 有效 由WR1 XFER的逻辑组合产生LE2 当LE2为高电平时 DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化 LE2的负跳变时将数据锁存器的内容
9、打入DAC寄存器并开始D A转换 IOUT1 电流输出端1 其值随DAC寄存器的内容线性变化 IOUT2 电流输出端2 其值与IOUT1值之和为一常数 Rfb 反馈信号输入线 改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度 Vcc 电源输入端 Vcc的范围为 5V 15V VREF 基准电压输入线 VREF的范围为 10V 10V AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地 29 30 DAC0832和MCS 51单片机有两种基本的接口方法 单缓冲器和双缓冲器同步方法 1 单缓冲器方式接口 若应用系统中只有一路D A转换或虽然是多路转换 但并不要求同步输出时 则采用单缓冲器方式接口 31 2 双缓
10、冲器同步方式接口对于多路D A转换接口 要求同步进行D A转换输出时 必须采用双缓冲器同步方式 0832采用这种接法时 数字量的输入锁存和D A转换输出是分两步完成的 即单片机的数据总线分时地向各路D A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中 然后单片机对所有的D A转换器发出控制信号 使各个D A转换器输入寄存器中的数据打入DAC寄存器 实现同步转换输出 32 五 数字量与模拟量转换设计DAC0832模拟电压输出电路 33 五 数字量与模拟量转换设计电压 电流转换接口电路AM4220 5V 4 20mA 34 六 开关量输入电路设计 ALP521 4 ALP521 4线路连接 短线连接 35 七 开关量输出电路设计 七路达林顿驱动器 DIP16 36 37 八 单片机系统中看门狗电路设计看门狗定时器芯片5045 38 八 单片机系统中看门狗电路设计5045与单片机接口电路设计 39
