单片机波形记录器的设计

包括,总电路图,程序,论文,字数:20843,页数:41  论文编号:JD368  

摘   要
波形记录在教学科研、工业监测、医疗检查、地质勘测和地震预测等方面有着广泛的应用。通用电子示波器不具备观测如温度、湿度等缓变化非重复信号波形，设计一种波形记录器使之与通用示波器结合，对复现非重复信号波形具有较高的实用价值。本文设计了一个以AT89C51单片机为核心，配以A/D转换器、数据存储器、D/A转换器等器件的波形存储系统。系统有八个输入通道，在波形的存储时采用分区储存波形，D/A转换器采用双极性输出。在系统的设计时，考虑了电路的抗干扰性，同时给外部数据存储器配置了掉电保护电路，可长期保存数据。设计中采用自顶向下的方法，把系统电路按功能划分为四个模块：输入电路、键盘和显示电路、控制和存储电路以及输出电路。该系统的电路原理简单，准确可靠，并具有实用性。
关键词：波形记录；单片机；数据存储；波形重构

Abstract
The waveform recording has been widely used in the teaching scientific research, the industry monitor, the medical inspection, the geological research and the earthquake forecast and so on. Common oscilloscopes haven’t the function of observing the non-repetitive slow-changed signals. A way of designing the waveform graph is presented. The designed instrument can represent the waveform of the non-repetitive signals, and possesses highly practical uses．This article has made some preliminary attempts and research in the Waveform recording application. Introducing a new the Waveform Graph take the AT89C51 Single chip microcomputer as the core. And at the same time, it is made up of by A/D converter, random access memory, D/A converter and any other component. The system has eight input channels and the bipolarity output, and it stores waveform by district. Considering the electric circuit ant jamming, the electricity protection circuit is made for exterior data-carrier storage to preserve data for a long time. The design was started from the top, according to the function, it divides into four sections: Loses the human electric circuit, the keyboard and display circuit, the control and storage circuit and the output circuit. In the design the circuitry is simple, reliable, and has usability.

Keywords: Waveform recording; Single chip microcomputer; Data storage; Waveform reconstruction

目     录
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论………………………………………………………………………………1
1.1 课题背景与研究现状………………………………………………………………1
1.2 课题意义…………………………………………………………………………2
1.3 本文工作…………………………………………………………………………… 2
第2章 系统总体设计…………………………………………………………………………4
2.1 系统功能分析……………………………………………………………………… 4
2.4方案设计与论证…………………………………………………………………… 5
2.4.1 主要设计方案……………………………………………………………… 5
2.4.2 方案的论证和比较………………………………………………………… 7
2.3 总体设计思想……………………………………………………………………… 7
第3章 系统的硬件设计…………………………………………………………………… 9
3.1 单片机硬件系统设计原则…………………………………………………………9
3.2 输入电路的设计 ………………………………………………………………… 10
3.1.1输入电路的设计方案的选择………………………………………………10
3.1.2 输入电路的设计………………………………………………………11
3.3 显示电路和键盘设计……………………………………………………………15
3.3.1 显示器的选择及工作原理……………………………………………… 15
3.3.2 键盘接口电路…………………………………………………………… 17
3.4 控制和存储电路的设计………………………………………………………… 18
3.4.1 单片机的选型及介绍…………………………………………………… 18
    3.4.2 单片机晶振荡电路的设计……………………………………………… 20
    3.4.3单片机复位电路的设计………………………………………………… 21
3.4.4数据存储器的选择与掉电保护电路的设计……………………………  22
    3.4.5 单片机与62256的接口电路的设计…………………………………… 23
3.5输出电路的设计……………………………………………………………………24
3.5.1数摸转换器的选择…………………………………………………………25
3.5.2双极性输出电路的设计………………………………………………… 25
3.6电源电路的设计……………………………………………………………………26
3.7系统电路的工作原理与分析………………………………………………………27
第4章 系统软件的设计………………………………………………………………… 29
    4.1数据的定义与存储器的分配………………………………………………………29
  4.2 程序流程图及说明…………………………………………………………… 30
      4.2.1 主程序的设计…………………………………………………………… 30
4.3.2 键盘扫描中断子程序的设计…………………………………………30
      4.2.3 A/D转换子程序的设计…………………………………………………… 33
      3.2.4 D/A转换子程序的设计…………………………………………………… 34
4.3 软件抗干扰措施 ………………………………………………………………… 35
第5章 系统调试与性能分析………………………………………………………………36
5.1 调试设备…………………………………………………………………………36
5.2 调试步骤…………………………………………………………………………36
5.3调试结果与分析……………………………………………………………………37
结论…………………………………………………………………………………………39
参考文献 ……………………………………………………………………………………40
致谢…………………………………………………………………………………………41
附录A：总电路图………………………………………………………………………… 42
附录B：程序详单 …………………………………………………………………………43