文档介绍：单片机课程设计报告
题目: 波形采集、存储与回放系统
设计者1:
负责任务:程序编写、报告
专业班级/学号:09应用电子技术⑤ 0906020
设计者2:
负责任务: 整合、调试、报告
专业班级/学号:09应用电子技术⑤ 0906020
指导教师1: 陈老师
答辩时间: 2011-11-20
目录
一、选题的背景 2
1、选题的来源、意义和目的 2
2、课题承担人员及分工说明 2
二、课题总体设计说明 3
1、总体开发计划 3
2、课题所达到的功能目标、技术指标 3
3、课题总体设计方案,比较几个备选方案,确定最终方案 3
三、硬件设计说明 4
1、硬件总体设计方案 4
①主控芯片 4
②采集、回放电路 4
③控制按键 5
④显示模块 5
四、软件设计说明 6
1、软件总体设计方案 6
①软件设计目标 6
②软件功能模块划分 6
五、硬件调试说明 9
1、硬件性能测试 9
2、软件性能测试 9
六、课题开发总结 9
七、用户操作说明 9
八、参考资料 9
1、元件清单 10
2、原理图 10
3、硬件电路板外观图片 12
九、附件 13
1、元件清单 14
2、原理图 14
3、PCB版图 15
4、仿真图 15
5、硬件电路板外观图片 15
十、课题开发总结
1、任务完成情况总结 16
2、设计体会 16
3、设计工具 16
【摘要】
本设计是设计一款基于单片机STC85C52的波形采集存储与回放控制系统,其中单片机是整个控制系统的核心,结合AT24C04存储及PDF8591芯片A/D数据采集模块,可靠地实现对一路外部信号进行采集与存储。系统硬件可以分为模拟部分和数字部分。模拟电路主要包括按键电路、单片机的外围基本模块及A/D模块、D/A模块。数字部分主要由单片机STC85C52实现与AT24C04,用于数据的存储、传输和信号处理等。
关键词:单片机STC85C52;AT24C04;PDF8591;波形采集存储与回放;
一、选题的背景
1、选题的来源、意义和目的
来源:2011全国大学生电子设计竞赛试题;
意义:使我们更加理解全国大学生电子设计竞赛;
目的:通过波形采集、存储与回放系统的学习,学会液晶LCD1602、AD/DA模块和EEPROM存储模块的使用
2、课题承担人员及分工说明
刘: 模块整合、编写程序、报告、程序调试、画PCB板
邓: 软硬件调试、报告、做板、绘制PROTEL与PROTUES原理图、写课程设计报告。
二、课题总体设计说明
1、总体开发计划
设计并制作一个波形采集、存储与回放系统,示意图如图1 所示。该系统能同时采集两
路周期信号波形,要求系统断电恢复后,能连续回放已采集的信号,显示在示波器上。如图2-1所示。
图2-1 采集回放系统示意图
2、课题所达到的功能目标、技术指标
(1)能完成对A 通道单极性信号(高电平约4V、低电平接近0V)、频率约1kHz 信号
的采集、存储与连续回放。要求系统输入阻抗不小于10 kΩ,输出阻抗不大于1kΩ;
(2)采集、回放时能测量并显示信号的高电平、低电平和信号的周期。原信号与回放
信号电平之差的绝对值≤50 mV,周期之差的绝对值≤5%。
3、课题总体设计方案,比较几个备选方案,确定最终方案
(1)采样方式
方案一:实时采样。实时采样是在信号存在期间对其采样。根据采样定理,采用速率必须高于信号最高频率分量的两倍。对于周期的正弦信号,一个周期内应该大于两个采样点。为了不失真的恢复原被测信号,通常一个周期内就需要采样八个点以上。
方案二:等效时间采样法。采用中高速模数转换器,对于频率较高的周期性信号采用等效时间采样的方法,即对每个周期仅采样一个点,经过若干个周期后就可对信号各个部分采样一遍。而这些点可以借助步进延迟方法均匀地分布于信号波形的不同位置。其中步进延迟是每一次采样比上一次样点的位置延迟△t时间。只要精确控制从触发获得采样的时间延迟,就能够准确地恢复出原始信号。
等效时间采样虽然可以对很高频率的信号进行采样,可是步进延迟的采样技术与电路较为复杂。再者,它只限于处理周期信号,而且对单次触发采样无能为力。实时采样可以实现整个频段的全速采样,因此本设计采用方案一。
(2)A/D、D/A转换方式
方案一:采用ADC0809的8位单断模拟输入信号中的一个进行A/D转换,允许8路模拟量分时输入,共用一个A/D转换器进行转换,可以进行多数据采集。而地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码,转换结果通过三态输出锁存器存放、输出。
方案二:PCF8591是具有IIC接口,有AIN0~