VHDL程序顺序语句的应用
一、实训目的
1.巩固编译、仿真VHDL文件的方法。
2.掌握VHDL程序顺序语句的应用。
二、实训器材
计算机与Quartus Ⅱ工具软件。
三、实训指导
（一）实训原理
8路数据分配器的真值表如表4-1所示。
表4-1 8路数据分配器的真值表
输入输出
s2 s1 s0 y7 y6 y5 y4 y3 y2 y1 y0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d
0 0 1 0 0 0 0 0 0 d 0
0 1 0 0 0 0 0 0 d 0 0
0 1 1 0 0 0 0 d 0 0 0
1 0 0 0 0 0 d 0 0 0 0
1 0 1 0 0 d 0 0 0 0 0
1 1 0 0 d 0 0 0 0 0 0
1 1 1 d 0 0 0 0 0 0 0
（二）实训步骤
1.设计输入VHDL文件
（1）建立工程项目。
（2）建立VHDL文件。
（3）设计输入VHDL文件，可用IF语句或CASE语句等顺序语句设计。VHDL代码如下：
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.ALL;
ENTITY sjfpq8 IS
PORT(s:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
d:IN STD_LOGIC;
y7,y6,y5,y4,y3,y2,y1,y0:OUT STD_LOGIC);
END sjfpq8;
ARCHITECTURE w OF sjfpq8 IS
BEGIN
PROCESS(s,d)
BEGIN
IF S="000" THEN y0<=d;y1<='0';y2<='0';y3<='0';
y4<='0';y5<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="001" THEN y1<=d;y0<='0';y2<='0';y3<='0'; y4<='0';y5<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="010" THEN y2<=d;y0<='0';y1<='0';y3<='0'; y4<='0';y5<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="011" THEN y3<=d;y0<='0';y1<='0';y2<='0'; y4<='0';y5<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="100" THEN y4<=d;y0<='0';y1<='0';y2<='0'; y3<='0';y5<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="101" THEN y5<=d;y0<='0';y1<='0';y2<='0'; y3<='0';y4<='0';y6<='0';y7<='0'; ELSIF S="110" THEN y6<=d;y0<='0';y1<='0';y2<='0'; y3<='0';y4<='0';y5<='0';y7<='0'; ELSE y7<=d;y0<='0';y1<='0';y2<='0';y3<='0';
y4<='0';y5<='0';y6<='0';
END IF;
END PROCESS;
END w;
2.编译仿真VHDL文件
（1）编译VHDL文件。
如果有错误，检查并纠正错误，直至最后通过。
（2）仿真VHDL文件。
认真核对输入/输出波形，检查设计的功能是否正确。
8路数据分配器的仿真波形图如图4-1所示。
图4-1 8路数据分配器仿真波形图
四、实训总结
通过本次试验我掌握了VHDL文件的编译与仿真，同时巩固了VHDL程序顺序
语句的应用。
单片机课程设计 课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统院校兴湘学院 专业机械设计制造及其自动化班级3班 学生姓名曾繁宁 学号2010963036 指导教师李玉声 2013年12月29 日
1.设计内容 以pc机为控制器,采用中断方式进行8通道数据采集, 2.设计要求 要求利用ADC 0809作A/D转换器,设计相应的接口电路,画出原理图并给出采用中断方式下的数据采集程序. 3.系统总体设计步骤 第一步：信号调理电路 第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。 考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。 第三步：发送端的数据采集与传输控制器 第四步：人机通道的接口电路 第五步：数据传输接口电路 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。本设计没有通信部分。系统框图如下图所示。
4.硬件系统的设计 4.1信号调理 信号调理的任务：将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。多路数据采集输入通道的结构图如下图： 图5-1-1多路数据采集输入通道结构图 注：缓慢变化的信号和直流信号，采样保持电路可以省略。 4.2 A/D转换器的选取 转换速度是指完成一次A/D转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC的转换时间为100us左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D转换器。
简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 转换速度是指完成一次A/D 转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC 的转换时间为100us 左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D 转换器。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。
数字电子技术 课程设计任务书 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日 学院
目录 摘要 第一章设计技术要求 第二章系统的组成框图及工作原理第三章单元电路设计 1.1 抢答电路的设计 1.2 定时电路的设计 1.3 报警电路的设计 1.4 时序控制电路的设计 第四章整机电路的设计 第五章元件清单 第六章参考文献 第七章设计总结
摘要 进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。 主要介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能。 关键词: 抢答器编码译码定时报警 第一章设计技术的要求 （1）设计8路抢答器，编号与参赛选手一一对应。 （2）具有优先显示抢答序号及时间的功能并禁止其他选手的抢答。（3）主持人预置抢答时间，控制比赛的开始与结束。 （4）报警电路：主持人按下“开始”键时报警并进入抢答状态；当抢答者发出抢答信号时报警提示；在规定抢答终止时间到时报警。 第二章系统的组成框图及工作原理 抢答器的组成框图
本程序为ds18b20 的多路温度采集程序，是我自己参考其他程序后改写而成，可显示 4 路正负温度值，并有上下限温度报警（声音、灯光报警） 亲测，更改端口即可使用。（主要器件：51单片机，ds18b20，lcd 显示器） 附有proteus 仿真图，及序列号采集程序 /**** 上限62 度下限-20 度****/ #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ds=P1A1; sbit rs=P1A4; sbit e=P1A6; sbit sp=P1A0; sbit d1=P1A2; sbit d2=P1A3; uchar lcdrom[4][8]={{0x28,0x30,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x8e}, {0x28,0x31,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xb9}, {0x28,0x32,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xe0},
{0x28,0x33,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xd7}}; unsigned char code table0[]={"TEMPERARTURE:U "}; int f[4]; int tvalue; float ftvalue; uint warnl=320; uint warnh=992; /****lcd 程序****/ void delayms(uint ms)// 延时 { uint i,j; for(i=ms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } void wrcom(uchar com)// 写指令 { delayms(1); rs=0; P3=com; delayms(1); e=1; delayms(1); e=0; } void wrdat(uchar dat)// 写数据 { rs=1; e=0; P3=dat; delayms(5);
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
基于FPGA的多路数字抢答器的设计 摘要：本文主要介绍了以FPGA为基础的八路数字抢答器的设计，首先对各模块的功能进行分配，此次设计主要有七个模块，依次为分频模块、抢答模块、加减分模块、倒计时模块、设置倒计时模块、蜂鸣器模块和数字显示模块。主持人按下开始键可以实现抢答开始，选手号的显示，加减分模块，积分的显示，积分的重置，并启动倒计时模块；若有选手犯规或者倒计时记到五秒，停止倒计时，开启蜂鸣器，并为进入加减分模块做准备。此次设计程序用Quartus II12.0为软件开发平台，用Verilog语言来编写，使用模块化编程思想，自上向下，通过寄存器变量来控制各个模块的运行。本次设计采用FPGA来增强时序的灵活性，由于FPGA的I/O端口资源丰富，可以在此基础上稍加修改可以增加很多其他功能的抢答器，因此后期可塑性很强，因为核心是FPGA芯片，外围电路比较简单，可靠性强、运算速度高，因此便于维护，并且维护费用低。 关键词：FPGA、抢答器、倒计时、犯规报警、加减分、显示 目录 第一章绪论................. . (2) 第二章 FPGA原理及相关开发工具软件的介绍 (3) 2.1 FPGA的简介..... . (3) 2.1.1 FPGA的发展与趋势......... .. (3) 2.1.2 FPGA的工作原理及基本特点 (4) 2.1.3 FPGA的开发流程 (5) 2.1.4 FPGA的配置... . (5) 2.2 软件介绍............... .. (6) 2.2.1 Verilog HDL的介绍........... .. (6)
2.2.2 Quartus II软件.................... .. (7) 第三章数字抢答器系统设计方案和主要模块 (8) 3.1 功能描述及设计架构...... .. (8) 3.2 抢答器程序流程图以及各模块代码分析 (10) 3.2.1 抢答器程序结构及主程序流程图 (10) 3.2.2 秒分频模块 (15) 3.2.3 倒计时以及倒计时剩5S时报警模块...... 错误！未定义书签。 3.2.4 倒计时显示及倒数计时设置显示模块 (20) 3.2.5 选手号显示及违规报警模块 (26) 3.2.6倒计时设置模块 (30) 3.2.7顶层模块 (35) 3.3 硬件电路 (37) 3.3．1 按键电路图 (38) 3.3．2 数码管显示电路图 (38) 3.3．2 蜂鸣器电路图 (39) 第四章管脚分配及功能 (40) 第五章总结 (41) 参考文献 (418) 第一章绪论 1.1 课题研究背景 随着社会的发展，各种竞赛比赛日益增多，抢答器以它的方便快捷、直观反映首先取得发言权的选手等优点，深受比赛各方的辛睐，市场前景一片大好。另一方面随着电子科技的发展，抢答器的功能以及实现方式也越来越多，产品的可靠性以及准确性也越来越强。能够实现多路抢答器功能的方式有很多种，主要包括前期的数字电路、模拟电路以及数字电路与模拟电路组合的方式，但是这种方
目录 一、课程设计目的.................................................................................................................... - 1 - 二、课程设计题目及任务要求................................................................................................ - 1 - 1. 题目.............................................................................................................................. - 1 - 2. 任务要求...................................................................................................................... - 1 - 3. 设计流程图.................................................................................................................. - 1 - 三、电路分析............................................................................................................................ - 2 - 1．运用Proteus软件画出电路图如下.......................................................................... - 2 - 2．发送端电路设计分析.................................................................................................. - 3 - 3．接收端电路分析.......................................................................................................... - 4 - 4．键盘电路设计.............................................................................................................. - 5 - 四、程序分析............................................................................................................................ - 6 - 1．发送端程序.................................................................................................................. - 6 - 2．接收端程序................................................................................................................ - 19 - 五、硬件电路介绍.................................................................................................................. - 22 - 1． RS-232串口通信总线及其接口............................................................................... - 22 - 2． MAX232芯片............................................................................................................... - 23 - 3． 74LS245芯片............................................................................................................. - 24 - 4． DS18B20温度传感器................................................................................................. - 25 - 六、在课程设计过程中遇到的问题........................................................... 错误！未定义书签。 1.使用Protues软件画图时问题................................................. 错误！未定义书签。 2.程序编写遇到问题..................................................................... 错误！未定义书签。 七、总结....................................................................................................... 错误！未定义书签。
安徽建筑工业大学 计算机控制技术 课程设计 课题名称8路数据采集及报警控制系统 系别电子与信息工程学院 专业电子信息工程 班级10城建电子（2）班 姓名邵磊 学号10205900235 指导老师严辉夏巍丁刚 时间2013年6月17日至 2013年6月30日
目录 一、总体设计： 1.1 设计思路 1.2 课题目的 二、方案论证： 2.1 A/D模数转换的选择 2.2 单片机的选择 2.3 按键选择 2.4 系统框图 三、硬件电路设计： 3.1 单片机介绍 3.2 ADC0809结构功能 3.3 ADC0809的工作时序 3.4 ADC0809工作过程 四、系统程序设计： 4.1 程序流程框图 4.2 主程序 五、结束语 六、附录
一、总体设计 1.1 设计思路 我们选择单片机与A/D转换芯片结合的方法实现本设计。使用的基本元器件是：AT89C52单片机，ADC0809模数转换芯片，LCD显示器，按键，电容，电阻，晶振等。 数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。A/D 转换由集成电路ADC0809完成。ADC0809具有8路拟输入端口，地址线（23~- 25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2uS宽高电平脉冲时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端。单片机的P1.5~P1.7、P3端口作1602液晶显示控制。P2端口作A/D转换数据读入用，P0端口用作0809的A/D转换控制。 通过对单片机p3.5口置低电平控制LED亮灯，p3.4口置高电平
3.3 数据选择器与数据分配器 本次重点内容: 1、数据选择器的电路原理与功能。 2、用数据选择器实现函数。 3、数字分配器的电路和功能 教学过程 3.3.1 数据选择器 在多路数据传输过程中,经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输,这就需要用到数据选择器。 在数据选择器中,通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器,应有两个地址输入端,它共有22=4种不同的组合,每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理,对一个8选1的数据选择器,应有3个地址输入端。其余类推。 而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反,它是根据地址码的不同,将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。 根据地址码的要求,从多路输入信号中选择其中一路输出的电路,称为数据选择器。其功能相当于一个受控波段开关。多路输入信号:N个。输出:1个。地址码:n 位。应满足2n≥N。 (一、4选1数据选择器 1、逻辑电路:D3、D
2、D1、D0为数据输入端,A1、A0为地址信号输入端,Y为数据输出端,ST为使能端,又称选通端,输入低电平有效。 2、真值表:4选取1数据选择器的真值表。 3.由真值表可写出输出逻辑函数式 (二8选1数据选择器 MSI器件TTL 8:选1数据选择器CT74LS151 1.逻辑功能示意图:D 7、D
6 、D 5 、D 4 、D 3 、D 2 、D 1 、D 为数据输入端,A 2 、A 1 、A 为地址信 号输入端。Y和为互补输出端,ST为使能端,又称选通端,输入低电平有效。
2.数据选择器CT74LS151的真值表 3.输出逻辑函数: ?ST=1 , ??Y=0 , ??????????. ?ST=0 , ???????,??Y= (A 2A 1A 0D 0 +A 2A 1A 0D 1 +A 2A 1A 0D 2 +A 2A 1A 0D 3 +A 2A 1A 0D 4 +A 2A 1A 0D 5 +A 2A 1A 0D 6 + A 2A 1A 0D 7 ST Y= A 2A 1A 0D 0 +A 2A 1A 0D 1 +A 2A 1A 0D 2 +A 2A 1A 0D 3 +A 2A 1A 0D 4 +A 2A 1A 0D 5 +A 2A 1A 0D 6 + A 2A 1A 0D 7 (三用数据选择器实现组合逻辑函数 实现原理:数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出器:
单片机综合实验报告 题目: 8路抢答器实验 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
一、实验内容： 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。本实验有Protues软件仿真。 分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定为30秒。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时绿色LED灯亮。 二、实验电路及功能说明 分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统复位为止。复位后参赛队员可继续抢答。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警红色LED灯亮，并禁止抢答，定时显示器上显示00。
三、实验程序流程图： 主程序； 非法抢答序；抢答时间调整程序；回答时间调整程序；倒计时程序；正常抢答处理程序；犯规处理程序；显示及发声程序。主流程图如下图所示 子程序
四、实验结果分析 五、心得体会
六、程序清单 #include
实习报告 课题：八路温度采集仪 日期：2015.8.3
目录： 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验步骤与结果 (3) 四、实验存在的问题 (14) 五、总结 (14) 六、附录（上位机、下位机） (14)
一、实验目的： 1、DXP与Labview软件的运用； 2、单片机编程的掌握； 3硬件的焊接与调试； 4、熟练运用和掌握原理图设计、PCB板的制作、元器件焊接与调试、虚拟仪器的使用。 二、实验内容： 运用单片机搭建一个小系统。此系统可以同时采集8路温度信息（由于硬件条件的限制，没人只有4个温度传感器，所以最后只能为四路温度采集），而此信息来自与8个DS18B20，同时循环显示于数码管。然后后期运用虚拟仪器Labview采集单片机所发送的温度信息进行处理，并形成完整的虚拟仪器。 三、实验步骤与结果: 1、原理图的设计 采集系统主要元器件介绍： STC89C52RC： STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选. 其I/O口、中断的运用可以参照89C51的任何类型。 DS18B20: DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有
目录 1实习目的与要求 (2) 2实习内容 (3) 2.1电路设计……………….……………………………………………………. .3 2.1.1抢答电路设计 (3) 2.1.2定时电路设计 (4) 2.1.3报警电路设计 (5) 2.1.4时序控制电路设计 (6) 2.2整体电路设计 (6) 2.3 电路的仿真 (6) 2.3.1 抢答电路的仿真 (7) 2.3.2定时电路的仿真 (8) 2.3.3脉冲发生电路的仿真 (9) 2.3.4报警电路的仿真 (11) 3心得体会 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录A 整体仿真图 (13) 附录B 整体图 (13)
1实习目的要求 实习内容 本次实习的内容是独立完成一个八路数显抢答器的设计，采用电路仿真设计软件完成竞赛抢答器电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现数字式竞赛抢答器的设计。 实习具体内容为：比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还应设计记分、犯规和奖惩记录等多种功能。 设计要求： 1、基本部分 (1) 抢答器可供八组使用，组别键(信)号可以锁存；抢答指示用发光二极管(LED)。 (2) 记分部分独立(不受组别信号控制)，至少用2位二组数码管指示，步 进有10分、5分两种选择，并且具有预置、递增、递减功能。 (3) 要求性能可靠、操作简便。 2、发挥部分(选做) 数字智力竞赛抢答器(自动记分)原理框图
(1) 增加抢答路数，数码管显示其组别键(信)号。 (2) 自动记分(受组别信号控制)：当主持人分别按步进得分键、递增键或递减键后能够将分值自动累计在某组记分器上）。 (3) 超时报警。 实习任务要求 1、画出总体设计框图，以说明数字式竞赛抢答器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3、选择合适的元器件，在仿真软件上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。 4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。 5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。 2实习内容 2.1电路设计 2.1.1 抢答电路设计 如图1所示为抢答电路图。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S置于"
《单片机数据采集控制系统》课程设计报告一、前言 通常是指有若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电 路整体。由于大规模集成电路和模拟-数字混合集成电路的大量出现，在单 个芯片上可能集成许多种不同种类的电路。 二、课程设计的目的和要求 2.1、课程设计的目的 运用模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及其应用等课程知识,根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,从而加深对本课程知识的理解, 把学过的比较零碎的知识系统化，比较系统的学习开发单片机应用系统的基本步骤和基本方法，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等有一定的提高。 2.2、课程设计要求 用8051单片机设计数据采集控制系统，基本要求如下： 1、可实现8路数据的采集，假设８路信号均为0-5V的电压信号； 2、采集数据可通过数码管显示，显示格式为：[通道号] 电压值，如[０１] ４.5 3、可通过键盘设置采集方式；（单点采集、多路巡测、采集时间间隔*） 4、具有异常数据声音报警功能：对第一路数据可设置正常数据的上限值和 下限值，当采集的数据出现异常，发出报警信号。（LED显示报警） 5、可输出8路顺序控制信号，设每路顺序控制信号为一位，顺序控制的流 程为：
三、总体设计 实验原理：从A/D 转换器入手，通过编程，实现硬件上的八路数据采集、采集数据显示、通过键盘设计采集、实现上下限的报警功能、八路顺序控制信号。 四、硬件设计 4.1各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式的介绍 1、MCS-51 芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机又可以分为多个子系列。MCS-51 123456789101112131415403938373635343332313029282726P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST INT0/P3.2INT1/P3.3V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13803180518751 八路数据采集模块 显示模块 键盘模块 报警模块 八路顺序控制模块 8051单片机
1 引言 1．1 数据采集系统的意义 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 经调查，目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。1.2 数据采集系统的主要功能 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。
简易8路数显抢答器： 简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括 CD4511.N E555、IN 4148、三极管（901 4）、LED 共阴极数码管、扬声器、小型按钮开关及电阻电容等。 说明： 抢答数显电路： J1～J8八个按钮开关组成抢答键。D1～D12十二个二极管组成编码器，将抢答键按对应的BCD 码进行编码，并将所得的高电平加在CD4511所对应的输入端。CD4511是一块含BCD —七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。CD4511的 1、2、 6、7脚为BCD 码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T 为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I ），当B I 为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E ），当L E 端由“0 ”→“1 ”时，a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个输出端保持在LE 为“0”时所加BCD 码对应的数码显示状态。 16、8脚分别接电源正负极。由CD4511的引脚图可知， 6、2、 1、7脚分别代表BCD 码的 8、4、
2、1位。按下对应的键，即可得到 0001、0010、 0011、0100、 01、0110、 0111、1000八个一系列的BCD 码。高电平加在CD4511对应的输入端上，便可以由其内部电路译码为十进制数在数码管上显示出来。优先锁存电路由两个二极管（ D13、D14）、一个三极管（VT）、两个电阻及CD4511的锁存允许端（LE）完成。在初始状态或复位后的状态时，CD4511输入端都与一个电阻（10K）串联接地，所以此时BCD码输入端为“00”，则CD4511输出端a、b、c、d、e、f 均为高电平，g 为低电平，且数码显示为“0”。而当d 为高电平，三极管（VT）导通及g 为低电平时， D13、D14的正极均为低电平，使CD4511的LE 端为低电平“0”，可见，此时没有锁存即允许BCD码输入。而当任一抢答键按下时，由数码显示可知，CD4511输出端d 输出为低电平或输出端g输出为高电平，两个状态必有一个存在或着都存在。迫使CD4511的LE端，由“0”→“1”，即将首先输入的BCD 码显示的数字锁存并保持。此刻，其它按键编码就无法输入，从而达到了抢答的目的。音频振荡电路为NE555组成的多谐振荡器推动扬声器发出讯响声。四只二极管（IN4148）组成二极管或门电路分别接CD4511的 1、2、 6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单 序号910元件名称 电阻 电阻