基于pcmcu和fpga的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁
2025-07-01 00:38本頁面
【正文】 據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行配置選用。設(shè)計(jì)選題以單片機(jī)、AD0809為核心，基本內(nèi)容應(yīng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、CPLD系統(tǒng)、鍵盤（撥碼開關(guān)）和LED顯示電路，以及設(shè)計(jì)系統(tǒng)涉及的其他電路。通過查閱資料、選定方案、設(shè)計(jì)電路、安裝調(diào)試、寫技術(shù)報(bào)告等過程，得到一次科學(xué)研究工作的啟蒙訓(xùn)練，也為以后利用單片機(jī)開發(fā)電子產(chǎn)品奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：89S52單片機(jī)、EP1K30TC1443芯片、CPLD/FPGA、上位機(jī)、電壓采集、AD轉(zhuǎn)換電路目 錄1 緒論 1 目的和任務(wù) 1 1 2 2 FPGA控制方案的選用 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖 32 硬件電路設(shè)計(jì) 4 4 4 5 顯示譯碼電路 5 A/D轉(zhuǎn)換 7 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 ADC0809轉(zhuǎn)換原理 8 AD轉(zhuǎn)換電路 9 9 硬件設(shè)計(jì)流程 10 硬件設(shè)計(jì)流程圖 10 CPLD系統(tǒng)流程框圖 11 詳細(xì)管腳說明 113 軟件設(shè)計(jì) 13 設(shè)計(jì)任務(wù) 13 基本任務(wù) 13 擴(kuò)展任務(wù) 13 13 軟件設(shè)計(jì)流程 13 單片機(jī)設(shè)計(jì)流圖 14 BCD碼轉(zhuǎn)換電路與顯示電路設(shè)計(jì)程序: 14 17 用上位機(jī)和撥碼開關(guān)控制8路通道選擇： 18 194 系統(tǒng)調(diào)試 21 硬件部分 21 軟件部分 215 總結(jié) 23參考文獻(xiàn)： 24附錄二 ADC0809與單片機(jī)連接圖 26附錄三 元器件清單 27附錄四 程序代碼 28徐海學(xué)院2010級(jí)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第35頁1 緒論、目的和任務(wù)《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是在學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《CPLD》等相關(guān)理論課程之后，所設(shè)置的重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、6個(gè)LED數(shù)碼管電路和鍵盤電路以及CPLD/FPGA系統(tǒng)，這部分電路已制成電路板，自制電路自行設(shè)計(jì)焊接，包含標(biāo)準(zhǔn)電路不具備的其他電路。 本文介紹一種基于EP1K30TC1443的CPLD/FPGA和89S52單片機(jī)的一種電壓測(cè)量電路，基本內(nèi)容包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、AD轉(zhuǎn)換電路、鍵盤和LED顯示電路，以及設(shè)計(jì)系統(tǒng)涉及的其他電路。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)、智能儀器與外界物理世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。上位機(jī)算計(jì)軟件設(shè)計(jì)利用VB或VC程序編制上位計(jì)算機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集功能并實(shí)時(shí)顯示采集的數(shù)據(jù)和通道號(hào)。電路具備和CPLD/FPGA交換信息，以及和上位機(jī)算計(jì)進(jìn)行RS232的通訊功能，能將上位機(jī)發(fā)出的控制指令下達(dá)到CPLD/FPGA中，并將采集的數(shù)據(jù)傳送到上位計(jì)算機(jī)中。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院專業(yè)技能考核培訓(xùn)設(shè)計(jì)報(bào)告 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 設(shè)計(jì)題目： 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 題： 基于CPLD/FPGA的電壓數(shù)據(jù)采集 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 嘉園實(shí)驗(yàn)樓 時(shí) 間： 20130506 2013 年 5月CPLD課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期：2013年 5 月6 日設(shè)計(jì)日期： 2013年5月6日 至 2013年5月20日設(shè)計(jì)題目：基于PC、MCU和CPLD/FPGA的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)專題題目： 基于CPLD/FPGA的電壓數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 利用上位計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程邏輯器件和ADC器件構(gòu)成一個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程/就地兩種控制模式，具有8通道循環(huán)采集和指定通道采集兩種數(shù)據(jù)采集方式。具體要求如下：電路具備控制ADC0809的采集功能，具備6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描功能，具備8位按鍵輸入功能，具備和單片機(jī)信號(hào)交換功能。指導(dǎo)教師簽字：摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)革命將把人類由工業(yè)化社會(huì)推進(jìn)到信息化社會(huì)為主要內(nèi)容的數(shù)據(jù)采集測(cè)試技術(shù)，已形成了一門專門的技術(shù)科學(xué)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要分支，它不僅應(yīng)用在智能儀器中，而且在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、國防軍事及科學(xué)研究等方面都得到了廣泛應(yīng)用，無論是過程控制、狀態(tài)檢測(cè)，還是故障診斷、質(zhì)量檢測(cè)，都離不開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由標(biāo)準(zhǔn)電路和自制電路兩部分組成。系統(tǒng)軟件根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)自行設(shè)計(jì)獨(dú)立編制并進(jìn)行調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)利用上位機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集功能并實(shí)時(shí)顯示采集的數(shù)據(jù)和通道號(hào)。此次技能考核的目的是通過課題的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，使我們?nèi)媪私庹莆针娮蛹夹g(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)的基本技能，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)并綜合應(yīng)用，進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，具備簡(jiǎn)單科技論文、技術(shù)綜述報(bào)告的寫作能力等。在對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩部分，具體的設(shè)計(jì)流程如圖: 圖11 設(shè)計(jì)流程圖本次實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電壓數(shù)據(jù)采集裝置，課程設(shè)計(jì)分設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試三個(gè)部分。系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)系統(tǒng)和CPLD系統(tǒng)兩部分組成。CPLD系統(tǒng)則需自行設(shè)計(jì)焊接，包含EP1K30TC144芯片。顯示部分利用LED數(shù)碼管顯示模塊，來顯示采集到的電壓分量。方案二：采用AT89C52作為核心，對(duì)AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并顯示。 所以選用方案二，采用AT89C52作為核心，其片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間足夠滿足本系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的需要，可以省去對(duì)片外EPROM程序存儲(chǔ)器和地址鎖存器，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷。方案二：采用EP1K30TC1443為核心，同樣具備6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描功能和8位按鍵輸入功能，以及與單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)交換等功能。所以選用方案二，采用EP1K30TC1443為核心，其功能已經(jīng)滿足設(shè)計(jì)需要，且應(yīng)用簡(jiǎn)單，管腳分配方便，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。其中單片機(jī)系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、8個(gè)LED數(shù)碼管電路和鍵盤電路，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行配置選用。單片機(jī)電路板電路框圖如圖2；圖21 電路框圖 圖22單片機(jī)最小系統(tǒng)圖該原理圖包含單片機(jī)以及外部連接譯碼，鎖存電路端口，其中的ALE,、P2口控制數(shù)碼輸出顯示，、~。 顯示譯碼電路LED顯示電路可提供8位LED顯示；可顯示P1（P3）口狀態(tài)；也可顯示輸入按鍵狀態(tài)。在動(dòng)態(tài)方式中，逐個(gè)地循環(huán)地點(diǎn)亮各位顯示器。顯示譯碼器采用CD4511芯片：輸入：BCD 輸出：七段碼 74LS138芯片是用來控制顯示時(shí)候的字位的，由于單片機(jī)的管腳是有限的通過使用138芯片可以避免少使用些單片機(jī)的管腳，當(dāng)輸入001時(shí)，譯碼可得10111
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