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1、课程设计要求第一部分 实验目的及要求：1实验目的本课程设计在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一步结合实际的硬件系统设计准备条件2.实验要求 基本要求：1 用AD转换器采集输入信号，存入SRAM（例6264）芯片中，2 进行DA转换后回放SRAM中的数据，通过模拟示波器显示。3 利用键盘控制单步和连续慢放信号波形。4 波形参数可以用数值或图形在数码管或LCD上显示，或者可以结合示波器进行图形回放显示。 发挥部分：1 对采样数据平滑滤波处理， 2 对波形回放（图形）的时间缩放调节。 3
2、 对回放波形（图形）的幅度缩放调节。动态显示格式：自定各类设计必须按照实验提供的单片机原理图（dpj.pdf文件），结合自己所选择的题目进行元器件的连接。每组学生只能选择一个与别组不同的设计题目，按照先到先选择的规则进行选题。在仿真设计完成的基础上，有能力的同学可以申请硬件实验板的下载并完成软、硬件结合的课程设计。第二部分 实验工具及实验器件1. Proteus7.4以及Keil 2软件的使用 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件
3、。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理
4、器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。Keil uVision2是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。KEILC51标准C
5、编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强， 使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，使您能在很短的时间内就能学会使用keil c51来开发您的单片机应用程序 。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码
6、效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 有了proteus和keil 我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行实验，具体步骤如下： 第一步：在Keil2中建立一个新的工程，并命名， 第二步：选择使用的单片机芯片，我们选择80c31， 第三步：将新创建的.c文件添加到Target中。 这样我们就可以在keil2的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。2.51单片机80c3151单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，803
7、1单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品8
8、0C31单片机，它是8位高性能单片机。属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，标准MCS-51单片机的体系结构和指令系统。 80C31内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。但80C31片内并无程序存储器，需外接ROM。 此外，80C31还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片
9、内其它功能。80C31有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。管脚说明：8031芯片具有40根引脚，其引脚图如图所示：80C31管脚图40根引脚按其功能可分为四类：1. 电源线2根Vcc：编程和正常操作时的电源电压，接+5V。Vss：地电平。2. 晶振：2根XTAL1：振荡器的反相放大器输入。使用外部震荡器是必须接地。XTAL2：振荡器的反相放大器输出和内部时钟发生器的输入。当使用外部振荡器时用于输入外部振荡信号。3. I/O口共有p0、p1、p2、p3四个8位口，32根I/O线，其功能如下：1） P0.0P0.7 （AD0AD7）是I/O端口O的引脚，端口O是一个8位漏
10、极开路的双向I/O端口。在存取外部存储器时，该端口分时地用作低8位的地址线和8位双向的数据端口。（在此时内部上拉电阻有效）2） P1.0P1.7端口1的引脚，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O通道，专供用户使用。3） P2.0P2.7 （A8A15）端口2的引脚。端口2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址A8A154） P3.0P3.7端口3的引脚。端口3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口，该口的每一位均可独立地定义第一I/O口功能或第二I/O口功能。作为第一功能使用时，口的结构与操作与P1口完全相同，第二功能如下示：口引脚 第二功能P3.0RX
11、D（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2 （外部中断）P3.3 （外部中断）P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器读选通）3模数转换芯片ADC0804。ADC0804的管脚图如下所示它的主要电气特性如下：l 工作电压：5V，即VCC5V。l 模拟输入电压范围：05V，即0Vin5V。l 分辨率：8位，即分辨率为1/28=1/256，转换值介于0255之间。l 转换时间：100us（fCK640KHz时）。l 转换误差：1LSB。l 参考电压：2.5V，即Vref2.5V。1.ADC0804的转换原
12、理ADC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。以输出8位的ADC0804动作来说明“连续渐进式A/D转换器”的转换原理，动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻找起）。第一次寻找结果：10000000 （若假设值输入值，则寻找位假设位1）第二次寻找结果：11000000 （若假设值输入值，则寻找位假设位1）第三次寻找结果：11000000 （若假设值输入值，则寻找位该假设位0）第四次寻找结果：11010000
13、（若假设值输入值，则寻找位假设位1）第五次寻找结果：11010000 （若假设值输入值，则寻找位该假设位0）第六次寻找结果：11010100 （若假设值输入值，则寻找位假设位1）第七次寻找结果：11010110 （若假设值输入值，则寻找位假设位1）第八次寻找结果：11010110 （若假设值输入值，则寻找位该假设位0）这样使用二分法的寻找方式，8位的A/D转换器只要8次寻找，12位的A/D转换器只要12次寻找，就能完成转换的动作，其中的输入值代表图1的模拟输入电压Vin2.分辨率与内部转换频率的计算对8位ADC0804而言，它的输出准位共有28256种，即它的分辨率是1/256，假设输入信号V
14、in为05V电压范围，则它最小输出电压是5V/2560.01953V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值。表1列出的是812位A/D转换器的分辨率和最小电压转换值。表1 A/D转换器的分辨率和最小电压值位数目分辨率最小电压转换值81/2560.01953V101/10240.00488V121/40960.00122V至于内部的转换频率fCK，是由图2的CLKR（19脚）、CLK IN（4脚）所连接的R（）、C(150PF)来决定。图2 ADC0804与CPLD&FPGA、8051单片机等典型连接图频率计算方式是：fCK1/(1.1RC)若以图2的R10K、C150PF为例，则内部的转换
15、频率是fCK1/（1.110 K150PF）606KHz更换不同的R、C值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是需要注意R、C的组合，务必使频率范围是在100KHz1460KHz之间。3.ADC0804的控制方法要求ADC0804进行模拟/数字的转换，其实可以直接由下面的时序图及图2信号的流向来配合了解。图3 ADC0804控制信号时序图以图2、图3信号流向而言，控制ADC0804动作的信号应该只有CS、WR、RD。其中INTR由高电位转为低电位后，代表ADC0804完成这次的模拟/数字转换，而DB0DB7代表是转换后的数字资料。图3的动作大概可分成4个步骤区间S0、S1、S2、S3，每个步骤区间的动作方式如下：l 步骤S0：CS0、WR0、
