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1、课程设计任务书2012/2013 学年第 1 学期学 院：电子与计算机科学技术学院专 业：学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：12位A/D转换器与单片机的接口电路设计起 迄 日 期:课程设计地点:指 导 教 师:系主任：下达任务书日期: 2012年 12月 19日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；2学习简单电路系统设计，掌握Protel99的使用方法；3掌握8051单片机、12位A/D芯片AD574的应用；4学习掌握硬件电路设计的全过程。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1学习掌握8051单片机的工作原理及应用；2. 学
2、习掌握12位A/D芯片AD574的工作原理及应用；2. 设计基于AD574的12位模拟信号采集器的工作原理图及PCB版图；3. 整理设计内容，编写设计说明书。4.Protues仿真。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1该设计理论上可以实现某种功能。2本课程设计说明书。3硬件原理图及PCB图。 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献： 童诗白模拟电子技术基础北京：高等教育出版社，2002 张建华数字电子技术北京：机械工业出版社，2004 陈汝全电子技术常用器件应用手册北京：机械工业出版社，2005 毕满清电子技术实验与课程设计北京：机械工业出版社，2
3、005 潘永雄电子线路CAD实用教程西安：西安电子科技大学出版社，2002 张亚华电子电路计算机辅助分析和辅助设计北京：航空工业出版社，2004 5设计成果形式及要求：提交内容：课程设计说明书（原理设计、PCB制作过程要在设计说明书详细说明）。基本要求：设计的原理图满足任务书的设计要求。6工作计划及进度：2012年12月19日 12月24日 查阅资料，熟悉任务要求，理解设计原理2012年12月25日 12月27日 方案设计 2012年12月28日 12月31日 电路原理图，PCB图2013年01月01日 01月13日 电路仿真2013年01月14日 01月15日 整理设计说明书2013年01月
4、16日 设计答辩与考核系主任审查意见： 签字： 年 月 日目录第一章 设计任务及功能要求.51.1 摘要51.2 设计课题及任务51.3 功能要求及说明.5第二章 硬件设计.62.1系统设计元器件功能说明72.2硬件电路总体及部分设计10第三章软件设计.123.1基本原理内容设计123.2keil编程调试.133.3proteus仿真电路图.19第三章 结果分析及总结.19附录.20第一章 设计任务及功能要求1.1摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入，单片机对我们的生活影响越来越大，很多工业领域中都用到单片机，日常生活中我们也离不开单片机的应用。当今社会是数字化的社会，
5、是数字集成电路广泛应用的社会，随着电子产业数字化程度的不断发展，逐渐形成了以数字系统为主体的格局。A/D和D/A转换器作为模拟和数字电路的借口，正受到日益广泛的关注。随着数字技术的飞速发展，人们对A/D和D/A转换器的要求也越来越高，新型模拟/数字和数字/模拟之间的转换技术不断涌现，正是因为这些，高集成度的逻辑器件应运而生，而且发展迅速，它不断地更新换代以满足程序的要求，并尽可能的提高其利用率。本课程设计就对其中AD574模数转换器在微机数据采集系统中的应用加以阐述。关键字：AD574转换器，80c51单片机，LED数码显示，串行输出1.2设计课题及任务1掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；
6、2学习简单电路系统设计，掌握Protel99的使用方法；3掌握8051单片机、12位A/D芯片AD574的应用；4学习掌握硬件电路设计的全过程。1.3功能要求及说明1学习掌握8051单片机的工作原理及应用；2. 学习掌握12位A/D芯片AD574的工作原理及应用；3. 设计基于AD574的12位模拟信号采集器的工作原理图及PCB版图；4. 整理设计内容，编写设计说明书。5.Protues仿真。 第二章 硬件设计2.1系统设计元器件功能说明12位AD574功能及引脚说明AD574A是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，
7、具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：分辨率：12位非线性误差：小于1/2LBS或1LBS转换速率：25us模拟电压输入范围：010V和020V，05V和010V两档四种电源电压：15V和5V数据输出格式：12位/8位芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式AD574A的引脚说明：1. Pin1(+V)+5V电源输入端。2. Pin2()数据模式选择端，通过此引脚可选择数据纵线是12位或8位输出。3. Pin3()片选端。4. Pin4(A0)字节地址短周期控制端。与端用来控制启动转换的
8、方式和数据输出格式。须注意的是，端TTL电平不能直接+5V或0V连接。5. Pin5()读转换数据控制端。6. Pin6(CE)使能端。现在我们来讨论AD574A的CE、和A0对其工作状态的控制过程。在CE=1、=0同时满足时，AD574A才会正常工作，在AD574处于工作状态时，当=0时A/D转换，当=1是进行数据读出。和A0端用来控制启动转换的方式和数据输出格式。A0-0时，启动的是按完整12位数据方式进行的。当A0=1时，按8位A/D转换方式进行。当=1，也即当AD574A处于数据状态时，A0和控制数据输出状态的格式。当=1时，数据以12位并行输出，当=0时，数据以8位分两次输出。而当A
9、0=0时，输出转换数据的高8位，A0=1时输出A/D转换数据的低4位，这四位占一个字节的高半字节，低半字节补零。其控制逻辑真值表见表1。7. Pin7(V+)正电源输入端，输入+15V电源。8. Pin8(REF OUT)10V基准电源电压输出端。9. Pin9(AGND)模拟地端。10. Pin10(REF IN)基准电源电压输入端。11. Pin(V-)负电源输入端，输入-15V电源。12. Pin1(V+)正电源输入端，输入+15V电源。13. Pin13(10V IN)10V量程模拟电压输入端。14. Pin14(20V IN)20V量程模拟电压输入端。15. Pin15(DGND)数
10、字地端。16. Pin16Pin27(DB0DB11)12条数据总线。通过这12条数据总线向外输出A/D转换数据。 17. Pin28(STS)工作状态指示信号端，当STS=1时，表示转换器正处于转换状态，当STS=0时，声明A/D转换结束，通过此信号可以判别A/D转换器的工作状态，作为单片机的中断或查询信号之用。AD574A的工作模式：以上我们所述的是AD574A的全控状态，如果需AD574A工作于单一模式，只需将CE、端接至+5V电源端，和A0接至0V，仅用端来控制A/D转换的启动和数据输出。当=0时，启动A/D转换器，经25us后STS=1，表明A/D转换结束，此时将置1，即可从数据端读
11、取数据。AD574A控制端标志意义CEA0工作状态0XXXX禁止x1XXX禁止100X0启动12位转换100X1启动8位转换101接+5VX12位并行输出有效101接0V0高8位并行输出有效101接0V1低4位并行输出有效74LS373 八 D 锁存器(3S,锁存允许输入有回环特性) 简要说明: 373为三态输出的八 D 透明锁存器,共有 54/74S373 和 54/74LS373 两种线路 结构型式，其主要电器特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别):型号 tpd Pd54S373/74S373 7ns 525mW54LS373/74LS373 17ns 12.mW373 的输出端 O0O
12、7 可直接与总线相连。 当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总 线。当 OE 为高电平时，O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但 锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在 已建立的数据电平。 当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。 引出端符号： D0D7 数据输入端 OE 三态允许控制端（低电平有效） LE 锁存允许端 O0O7 输出端 外部管腿图： 逻辑图： 真值表： 极限值: 电源电压 . 7V 输入电压 54/74S373. 5.5V 54/74LS373. 7V 输出高阻态时高电平电压 . 5.5V 工作环境温度 54XXX . -55125 74XXX . 070 存储温度 . -65150
