筑龙网 WWW.ZHULONG.COM摘 要 摘 要 选题任务是基于 C8051F021 单片机的测控终端设计。 该测控部件用于火炮自动操瞄系统实验平台，负责向伺服系统发出位置或转速等控制指 令，实现闭环和开环控制。本文阐述了该测控终端的软硬件设计及调试过程。内容共五章，详细介绍了串行通信接口、模拟量输入与输出接口、人机接口和电源管理等几个模块的硬件电路设计及软件设计，经调试基本达到了预期设计要求。 第一章介绍了本设计的总体任务。 分别提出了硬件设计和软件设计的主要内容，及本人所作的工作。 第二章是本设计所用单片机 C8051F021 的简介及其外围电路的设计。 第三章主要介绍了本测控终端的硬件设计。 第四章主要介绍了本系统的 PCB 设计。 第五章主要介绍了本系统的软件设计及调试。 关键词：关键词： C8051F021，数字交叉开关，串行通信接口， 数模转换器（DAC） ，模数C8051F021，数字交叉开关，串行通信接口， 数模转换器（DAC） ，模数转换器（ADC） ，印制电路板（PCB）转换器（ADC） ，印制电路板（PCB） 筑龙网 WWW.ZHULONG.COMAbstract Abstract The assignment of this research is to design an instrument for measuring and controlling which is used in the experiment system of artillery auto operating and aiming.It sends out command to the servo system for controling in the process debugging the experiment system.This thesis is about the design and implement of the method of analog input and output channel and the circuits of communicating interface based on SCM C8051F021.It contains five chapters, introduces the programme and the circuits of serial communication interface, analog input and output interface and the measuring of the pulse width modulated signals in detail.The design mostly achieves the purpose expected. In the first chapter, the total function that this task will achieve is given,including the hardware system,the program language and the debugging tool.Besides,it also involves the task that the writer has done. In the second chapter,it mainly introduces the characteristic and configuration of SCM C8051F021. In the third chapter,it introduces the hardware design of the whole system. In the fourth chapter,it stresses on the the design of PCB. The fifth chapter emphasizes on the system debug. Key WordsKey Words: C8051F021, Digital Cross Switch，Serial Communication interface, Digital Analogy Converter(DAC), Analog Digital Converter(ADC), Printed Circuit Board（PCB） 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM目录 第一章 设计概述 （1） 目录 第一章 设计概述 （1） 1.1 选题的研究内容（1） 1.2 系统结构（2） 1.3 硬件设计概述（3） 1.4 软件设计概述（4） 1.4.1 软件设计主要内容（4） 1.4.2 软件开发工具简介（4） 1.5 本人所做的工作（5） 第二章 C8051F021 概述及其外围电路设计 （6） 第二章 C8051F021 概述及其外围电路设计 （6） 2.1 C8051F021 的增强功能及引脚定义（6） 2.2 I/O 端口初始化（8） 2.2.1 I/O 端口功能简介（8） 2.2.2 I/O 端口初始化的实现（9） 2.3 单片机相关外围电路设计 （15） 2.3.1 单片机复位电路 （15） 2.3.2 JTAG 接口电路 （15） 2.3.3 外部时钟电路 （16） 2.3.4 内外部基准切换电路 （16） 第三章 测控终端硬件设计（17） 第三章 测控终端硬件设计（17） 3.1 串口电平转换电路的设计 （17） 3.1.1 RS232 串行通信简介 （17） 3.2.2 串口电平转换电路的实现(18) 3.2 液晶显示接口电路的设计（20） 3.3 键盘接口电路的设计（22） 3.4 模拟输入调理电路的设计（23） 3.4.1 C8051F021 片内的 ADC 简介 （23） 3.4.2 ADC 输入调理电路的设计 （24） 3.5 模拟输出接口的设计（25） 3.5.1 C8051F021 的片内 DAC（26） 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM3.5.2 DAC 输出电压调理电路的设计 （27） 3.6 电源管理部分的设计（28） 3.6.1 电源管理系统概述 （28） 3.6.2 电源转换芯片简介及其应用 (29) 3.6.3 电源管理部分设计总结（33） 第四章 印制电路板（PCB）的设计（34） 第四章 印制电路板（PCB）的设计（34） 4.1 PCB 的设计步骤 （34） 4.2 系统原理图的准备 （35） 4.2.1 元件封装（35） 4.2.2 原理图的抗干扰设计要点（38） 4.2.3 网络表的生成及检错（38） 4.3 绘制 PCB 图 （39） 4.3.1 布局（39） 4.3.2 布线（39） 4.4 PCB 设计总结 （41） 第五章 系统软件设计及调试 （43） 第五章 系统软件设计及调试 （43） 5.1 电路板基本测试 （43） 5.1.1 电源转换电路测试（43） 5.1.2 ADC 输入调理电路和 DAC 输出调理电路的测试 （44） 5.2 液晶模块驱动程序的设计及调试 （44） 5.2.1 液晶模块状态初始化子函数 dispini() （45） 5.2.2 向液晶模块写数据子函数 senddata(uchar *x,h,k) （48） 5.3 键盘输入并显示程序的设计及调试 （50） 5.3.1 键的识别 （50） 5.3.2 键的处理 (51) 结束语 （52） 致谢 （53） 附录一、二 参考文献 （57） 结束语 （52） 致谢 （53） 附录一、二 参考文献 （57） 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM- 1 - 目录 目录 第一章 设计概述 . 3 1.1 选题的研究内容 . 3 1.2 系统结构 3 1.3 硬件设计概述 . 4 1.4 软件设计概述. 6 1.4.1 软件设计主要内容 . 6 1.4.2 软件开发工具简介 . 6 1.5 本人所作的工作. 7 第二章 C8051F021 概述及其外围电路设计. 7 2.1 C8051F021 的增强功能及引脚定义. 8 2.2 I/O 端口初始化 . 10 2.2.1 I/O 端口功能简介 . 10 2.2.2 I/O 端口初