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微型计算机原理及接口技术课程设计 微型计算机原理及接口技术课程设计 ——数据采集系统设计 学院： 专业： 电子信息工程 班级： 学号： 姓名序号 设计（论文）各阶段名称 日期 1 获得设计题目及要求，查阅资料 7月10日 2 形成初步设计思路及有针对性检索资料 7月11日 3 设计方案论证及选用相应器件 7月12日 4 设计硬件连接图及软件编程 7月13日 5 形成整体设计报告并上交 7月14日 四、主要参考资料 1、《微型计算机原理及接口技术》 裘雪红、顾新 西安电子科技大学出版社 2、《高性能模数与数模转换器件》 刘书明、刘斌 西安电子科技大学出版社 3、《微型计算机接口技术及应用》 刘乐善 华中理工大学出版社 4、《IBM-PC 汇编语言程序设计》 沈美明、温冬婵 清华大学出版社 5、《单片机典型外围器件及应用实例》 是实科技编著 人民邮电出版社 6、《智能仪器原理及应用》 赵茂泰 电子工业出版社 7、《微型计算机接口原理与技术》 邹逢兴 国防科技大学出版社 8、《汇编语言教程》 朱慧真 国防工业出版社 9、《微型计算机接口技术》 吴延海 重庆大学出版社 10、《数字电子技术基础》 阎石 高等教育出版社 第二部分 设计指标 设计一个数据采集系统 基本要求：要求具有8路模拟输入 输入信号为0——500mV 采用数码管8位，显示十进制结果 输入量与显示误差1% 第一章 系统概述 一、总体的工作过程与原理 压力，流量，温度，位移等非电信号送入传感器，经传感器中转换元件转换后变为电信号输出且输出为模拟信号。由于输出的电信号太微弱，所以在送入采样保持电路前要经过一级放大器进行放大，本系统采用ICL7150放大10倍，可将0~500mv的电压信号放大到0~5V。此电压信号为模拟量，故需要送入型号为ADC0809的A/D转换器进行转换，此芯片可以将模拟信号转为数字信号，而且同时可处理8位信号，将转换后的信号即数字信号送入8259中断控制器进行中断请求，经过8255并行口与8086CPU对中断请求的响应进行中断处理，将处理的中断的子程序的信号送入锁存器保存，再将锁存器中的信号送入有驱动功能的LED显示器进行显示。 传感器，放大器，采样电路，采样保持电路，A\D转换器，并行接口电路，8086CPU，8253定时器，中断控制，锁存器，LED显示器以及比较器全部采用集成的成品件。 二、设计方案论证 （一）AD转换器的选择 1、根据AD转换器基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。1）积分型（如TLC7135） ??? 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。 2）逐次比较型（如）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（12位）时价格便宜，但高精度（12位）时价格很高。 3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510） 并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。 串行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。 4）Σ-Δ(Sigma?/FONTdelta)调制型（如AD7705） ??? Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等