数字存储示波器设计微机接口课程设计报告.doc

河北科技大学 课程设计报告 课程名称：微机接口技术 课程设计题目：数字存储示波器设计 姓名：郭悦 学号：100701221 班级：电信102班 指导教师：马洪涛 完成日期：2013年6月18 目 录 一、课程设计任务及要求 …………………………………………………………1 二、总体设计方案…………………………………………………………1 三、硬件电路设计 ……………………………………………………2 四、数字存储示波器程序设计 ……………………………………………………5 硬件调试说明 …………………………………………………………8 结 论………………………………………………………………………9 参考文献………………………………………………………………………10 附录：A/D、D/A接口实验卡一、设计任务与要求 本设计通过简单的A/D转换接口电路，配合汇编语言程序设计，实现最基本的信号波形采集与存储，并通过简单的D/A转换接口电路，将存储的数据还原为信号波形，在普通示波器的屏幕上显示出来。 被测信号产生电路参见“A/D、D/A接口实验扩展卡2、电路组成及功能作用 由ADC0809和相关外围电路元件组成最基本的A/D转换器，实现模拟量触发点的捕捉、被测信号的采集及模拟量到数字量的转换。由DAC0832和相关外围电路元件组成最基本的D/A变换器，实现数字量到模拟量的转换。单片机MCS-51的RAM（本实验起始地址为C000H）区用于存储模拟波形转换得到的数字信息。通过读出显示，将D/A变换器转换得到的模拟量通过示波器输出显示，显示RC的充电过程波形。 电路中各部分通过数据总线、地址总线和若干控制线互相联系和交换信息。 三、硬件电路设计 1、设计思路 数字存储示波器主要通过A/D转换器接口电路、数据的存储和D/A转换器接口电路实现。A/D接口电路主要应用的芯片是ADC0809。ADC0809的数据线、地址线、读/写信号与单片机试验系统板连接，其片选信号来自实验系统板的地址译码器，有效地址范围为F000~F3FFH（PS4）。把A/D采集到的数据存储到单片机外部数据存储区。D/A接口电路主要应用的芯片是DAC0832。DAC0832的数据线、地址线、读/写信号与单片机试验系统板连接，其片选信号来自实验系统板的地址译码器，U2{输出端为VO1}的有效地址范围为F800~FBFFH(PS6)。 U3（输出端为VO2）的有效地址范围为F400～F7FFH（PS5）。 芯片应用及工作原理 A/D、D/A 接口实验的电路原理如图1所示。 芯片ADC0809 A/D接口电路主要应用的芯片是ADC0809。ADC0809是一个典型的逐次逼近型8位A/D转换器。它由8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存器及地址锁存译码器等组成。它允许8路模拟量分时输入，转化后的数字量输出是三态的（总线型输出），可以直接与单片机数据总线相连接。ADC0809采用+5V电源供电，外接工作时钟。U8A将ALE信号2分频，产生500kHz的转换时钟，转换时间约为128μs。U7B和U7C与片选信号PS4配合，完成ADC0809的通道选择、启动转换和数据读取。U8B将EOC信号转换极性，生成INT0信号，向单片机提出中断请求，同时驱动L2发光，指示A/D转换已经完成。 ADC0809引脚图 ADC0809内部结构图 当S1从按下状态抬起时，IN-6引脚将产生RC充电过程的电压变化，该变化过程可由ADC0809定时取样捕捉到，用于实现存储示波器的相关实验。输入端VIN1和V IN2引到了实验卡的连接器J1 上，用于连接外部的电压输入，相关的串联电阻和嵌位二极管组成保护电路，防止外部的电压输入过高造成ADC0809的损坏。通过不同输入通道的选择和相关的电压调节，配合不同的试验程序，可以对ADC0809进行不同的实验测试。 Iout1 模拟电流输出端1 当输入数字为全”1”时, 输出电流最大，约为：Iout1=255VREF/256RFB 当输入数字为全”0”时, 输出电流为0 Iout2 模拟电流输出端2 ADC0809与单片机链接 芯片DAC0832 D/A接口电路主要应用的芯片是DAC0832。数字量的值是由每一位的数字权叠加而得的。一个8位D/A转换器有8个输入端（其中每个输入端是8位二进制数的一位），有一个模拟输出端。输入可有28=256个不同的二进制组态，输出