基于CPU的LCD显示存储示波器设计

通达学院实验报告（2010/2011学年第一学期）题目：基于CPU的ＬＣＤ显示存储示波器设计专业通信工程学生姓名班级学号授课教师林建中授课单位南京邮电大学日期2011年11月2目录第一部分实验目的及要求：......................................................................................31．实验目的.........................................................................................................32.实验要求........................................................................................................3第二部分实验工具及实验器件..................................................................................31.Proteus7.4以及Keil2软件的使用................................................................33.模数转换芯片ADC0804。.............................................................................64.数模转换芯片DAC0832。...........................................................................105.SRAM芯片6264。........................................................................................136.6264的操作方式..........................................................................................137.可编程并行I/O接口芯片8255A................................................................148.74LS373锁存器............................................................................................16第三部分实验原理及程序代码................................................................................17第四部分实验测试结果............................................................................................25第五部分实验小结和体会........................................................................................253（51单片机）课程设计要求第一部分实验目的及要求：1．实验目的本课程设计在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一步结合实际的硬件系统设计准备条件2.实验要求基本要求：1用AD转换器采集输入信号，存入SRAM（例6264）芯片中，2进行DA转换后回放SRAM中的数据，通过模拟示波器显示。3利用键盘控制单步和连续慢放信号波形。4波形参数可以用数值或图形在数码管或LCD上显示，或者可以结合示波器进行图形回放显示。发挥部分：1对采样数据平滑滤波处理，2对波形回放（图形）的时间缩放调节。3对回放波形（图形）的幅度缩放调节。动态显示格式：自定各类设计必须按照实验提供的单片机原理图（dpj.pdf文件），结合自己所选择的题目进行元器件的连接。每组学生只能选择一个与别组不同的设计题目，按照先到先选择的规则进行选题。在仿真设计完成的基础上，有能力的同学可以申请硬件实验板的下载并完成软、硬件结合的课程设计。第二部分实验工具及实验器件1.Proteus7.4以及Keil2软件的使用Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理4器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。KeiluVision2是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，使您能在很短的时间内就能学会使用keilc51来开发您的单片机应用程序。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。有了proteus和keil我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行实验，具体步骤如下：第一步：在Keil2中建立一个新的工程，并命名，第二步：选择使用的单片机芯片，我们选择80c31，第三步：将新创建的.c文件添加到Target中。这样我们就可以在keil2的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。2.51单片机AT89c5151单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品80C31单片机，它是8位高性能单片机。属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，标准MCS-51单片机的体系结构5和指令系统。80C31内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。但80C31片内并无程序存储器，需外接ROM。此外，80C31还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。80C31有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。管脚说明：8031芯片具有40根引脚，其引脚图如图所示：80C31管脚图40根引脚按其功能可分为四类：1.电源线2根Vcc：编程和正常操作时的电源电压，接+5V。Vss：地电平。2.晶振：2根XTAL1：振荡器的反相放大器输入。使用外部震荡器是必须接地。XTAL2：振荡器的反相放大器输出和内部时钟发生器的输入。当使用外部振荡器时用于输入外部振荡信号。3.I/O口共有p0、p1、p2、p3四个8位口，32根I/O线，其功能如下：1）P0.0～P0.7（AD0～AD7）是I/O端口O的引脚，端口O是一个8位漏极开路的双向I/O端口。在存取外部存储器时，该端口分时地用作低8位的地址线和8位双向的数据端口。（在此时内部上拉电阻有效）2）P1.0～P1.7端口1的引脚，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O通道，专供用户使用。3）P2.0～P2.7（A8～A15）端口2的引脚。端口2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址A8～A154）P3.0～P3.76端口3的引脚。端口3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口，该口的每一位均可独立地定义第一I/O口功能或第二I/O口功能。作为第一功能使用时，口的结构与操作与P1口完全相同，第二功能如下示：口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外部中断）P3.3（外部中断）P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6（外部数据存储器写选通）P3.7（外部数据存储器读选通）3.模数转换芯片ADC0804。ADC0804的管脚图如下所示它的主要电气特性如下：工作电压：＋5V，即VCC＝＋5V。模拟输入电压范围：0～＋5V，即0≤Vin≤＋5V。分辨率：8位，即分辨率为1/28=1/256，转换值介于0～255之间。转换时间：100us（fCK＝640KHz时）。7转换误差：±1LSB。参考电压：2.5V，即Vref＝2.5V。1.ADC0804的转换原理ADC0804是属于连续渐进式（SuccessiveApproximationMethod）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。以输出8位的ADC0804动作来说明“连续渐进式A/D转换器”的转换原理，动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻找起）。第一次寻找结果：10000000（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第二次寻找结果：11000000（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设