數(shù)字式電壓表論文課程設(shè)計(jì)--adc0809模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示

1、<p><b>　　《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》</b></p><p>　　課題：ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示</p><p>　　專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　研究的目的和意義...........................

2、.......................3</p><p>　　方案論證..................................................................3</p><p>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)..........................................................5</p>&l

3、t;p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)..........................................................6</p><p>　　軟硬件聯(lián)調(diào)問(wèn)題......................................................8</p><p>　　總結(jié)結(jié)論..................................

4、................................10</p><p>　　附錄..........................................................................11</p><p><b>　　一、研究目的和意義</b></p><p>　　1. 掌握ADC080

5、9與單片機(jī)的接口及其編程方法。</p><p>　　2. 了解A／D變換芯片ADC0809工作原理。</p><p>　　3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解單片機(jī)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。</p><p><b>　　二、方案論證</b></p><p><b>　　1．實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p&

6、gt;　　A／D轉(zhuǎn)換器大致有三類(lèi)：一是雙積分A／D轉(zhuǎn)換器，特點(diǎn)是精度高，抗干擾性好，價(jià)格便宜，但轉(zhuǎn)換速度慢；二是逐次逼近A／D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)是精度、速度、價(jià)格均適中；三是并行A/D轉(zhuǎn)換器，速度快，價(jià)格昂貴。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)用的ADC0809屬第二類(lèi)，是八位A／D轉(zhuǎn)換器。每采集一次一般需100μS，A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生EOC信號(hào)。</p><p>　　1）ADC0809引腳含義

7、</p><p>　　IN0~IN7：8路模擬通道輸入，由ADDA，ADDB，ADDC三條線選擇。</p><p>　　ADDA、ADDB、ADDC：模擬通道選擇線，比如000時(shí)選擇0通道，111時(shí)選擇7通道。</p><p>　　D7~D0：數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出，由OE（輸出允許信號(hào)）控制輸出與否。</p><p>　　OE：輸出允許，該引線上

8、的高電平，打開(kāi)三態(tài)緩沖器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果放到D0～D7上。</p><p>　　ALE：地址允許鎖存，其上升沿將ADDA，ADDB，ADDC三條引線的信號(hào)鎖存，經(jīng)譯碼選擇對(duì)應(yīng)的模擬通道。ADDA，ADDB，ADDC可接單片機(jī)的地址線，也可接數(shù)據(jù)線。ADDA接低位線，ADDC接高位線。</p><p>　　START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，在模擬通道選通之后，由START上的正脈沖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。轉(zhuǎn)

9、換時(shí)間至少100us。</p><p>　　EOC（end of conversion）：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，在START信號(hào)之后，A/D開(kāi)始轉(zhuǎn)換。EOC輸出低電平，表示轉(zhuǎn)換在進(jìn)行中，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)已鎖存在輸出鎖存器之后，EOC變?yōu)楦唠娖?。EOC可視作被查詢的狀態(tài)信號(hào)，亦可用來(lái)申請(qǐng)中斷。</p><p>　　REF+、REF-：基準(zhǔn)電壓輸入。</p><p>　　CLO

10、CK：時(shí)鐘輸入、時(shí)鐘頻率上限為1280KHz。</p><p>　　2）ADC0809在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電路</p><p>　　產(chǎn)生AD 變換器的控制信號(hào):ADC0809 是CMOS 的8 位A/D 轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有8 路模擬開(kāi)關(guān)，可控制8 個(gè)模擬量中的一個(gè)進(jìn)入轉(zhuǎn)換器中。ADC0809 的分辨率為8 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間約100us，含鎖存控制的8 路多路開(kāi)關(guān)，輸出有三態(tài)緩沖器控制，單5V 電源

11、供電。主要控制信號(hào)說(shuō)明：START 是轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，高電平有效；ALE 是3 位通道選擇地址（ADDC、ADDB、ADDA）信號(hào)的鎖存信號(hào)。當(dāng)模擬量送至某一輸入端（如IN1 或IN2 等），由3 位地址信號(hào)選擇，而地址信號(hào)由ALE 鎖存；EOC是轉(zhuǎn)換情況狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換約100us 后，EOC 產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，以示轉(zhuǎn)換結(jié)束；在EOC 的上升沿后，若使輸出使能信號(hào)OE 為高電平，則控制打開(kāi)三態(tài)緩沖器，把轉(zhuǎn)換好的8 位數(shù)據(jù)結(jié)

12、果輸出至數(shù)據(jù)總線。至此ADC0809 的一次轉(zhuǎn)換結(jié)束了。對(duì)于ADC0809 芯片的其他介紹請(qǐng)參閱其數(shù)據(jù)手冊(cè)。芯片ADC0809的控制時(shí)序圖（圖14）。在實(shí)驗(yàn)儀器中CS 與WR 相與后接在了ALE 和START 端，CS 與RD 相與后接在了OE 端，通過(guò)對(duì)時(shí)序和電路的綜合考慮，建議使用</p><p>　　由圖15 可知，當(dāng)CS 和WR 同時(shí)為高電平時(shí)，ADC0809 開(kāi)始轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，在INT

13、腳輸出高電平，等待讀數(shù)據(jù)；當(dāng)CS 和RD 同時(shí)為高電平時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線D[7..0]從ADC0809 讀出數(shù)據(jù)。從圖我們可以將整個(gè)控制氣分成4 個(gè)步驟狀態(tài)：S0、S1、S2、S3，各狀態(tài)的動(dòng)作方式如下：狀態(tài)S0：CS=1、WR=1、RD=0（由控制器發(fā)出信號(hào)要求ADC0809 開(kāi)始進(jìn)行模/數(shù)信號(hào)的轉(zhuǎn)換）。狀態(tài)S1：CS=0、WR=0、RD=0 (ADC0809 進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作，轉(zhuǎn)換完畢后INT將低電位升至高電位)。狀態(tài)S2

14、： CS=1、WR=0、RD=1(由控制器發(fā)出信號(hào)以讀取ADC0809 的轉(zhuǎn)換資料)。狀態(tài)S3： CS=0、WR=0、RD=0（由控制器讀取數(shù)據(jù)總線上的數(shù)字轉(zhuǎn)換資料）。由上述的四個(gè)狀態(tài)可以歸納出整個(gè)控制器的動(dòng)作功能有：負(fù)責(zé)在每個(gè)步驟送出所需的CS、WR、RD 控制信號(hào)。在狀態(tài)S1 時(shí),監(jiān)控INT 信號(hào)是否由低變高,如此以便了解轉(zhuǎn)換動(dòng)作結(jié)束與否。在狀態(tài)S3,讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)字資料。2．編碼轉(zhuǎn)換電路：計(jì)算轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓信號(hào)與BCD

15、 碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系：對(duì)8</p><p><b>　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該電路由51單片機(jī)、ADC0809電路及七段數(shù)碼顯示電路三部分組成，由于電路比較簡(jiǎn)單，在總線上沒(méi)有其他器件，所以直接選通ADC0809，可以使用查詢方式，也可以使用中斷方式，EOC接P1.1。ADC0809轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示在七段數(shù)碼顯示電路上。</p>&

16、lt;p>　　在keil編程環(huán)境下編寫(xiě)程序，完成實(shí)驗(yàn)功能。本實(shí)驗(yàn)參考程序完成的實(shí)驗(yàn)功能是調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，改變ADC0809的0通道模擬輸入電壓，能夠在主板數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)換電壓值。</p><p>　　在KEIL環(huán)境下編程，編譯生成HEX文件，將HEX文件下載到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中。調(diào)節(jié)電位器觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)；用萬(wàn)用表測(cè)量ADC0809的IN0的電壓值對(duì)比顯示和測(cè)量值。</p><p>　　

17、1.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0－P0.7與“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端口用8芯排線連接。 </p><p>　　2.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.1－P2.3與“驅(qū)動(dòng)模塊”區(qū)域中的A0A1A2端口相連，“驅(qū)動(dòng)模塊”區(qū)域中的B0B1B2與S2S3S4端口連接。 </p><p>　　3.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.2與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的ST端子用導(dǎo)線相連接。 &l

18、t;/p><p>　　4.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的OE端子用導(dǎo)線相連接。 </p><p>　　5.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.1與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的EOC端子用導(dǎo)線相連接。 </p><p>　　6.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.3與“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的CLK端子用導(dǎo)線相連接。 </p><p>　

19、　7.把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的A2A1A0端子用導(dǎo)線連接到“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.4,P1.5,P1.6上。 </p><p>　　8.把“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的IN3端子用導(dǎo)線連接到“可調(diào)電壓模塊”區(qū)域中的VR1端子上。 </p><p>　　啟動(dòng) 9.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.0－P3.7用8芯排線連接到“模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊”區(qū)域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。 &

20、lt;/p><p>　　硬件連線圖如圖所示：</p><p><b>　　四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　程序全速運(yùn)行時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取，必須在EOC信號(hào)有效之后。程序若采用查詢方式。則要等P1.1為高電平后才可以讀取。若采用中斷查詢方式，主程序啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，就去處理其他事務(wù)，又中斷服務(wù)程序自動(dòng)讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。并送入

21、顯示緩沖器，中斷返回前，必須再啟動(dòng)一次A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　編寫(xiě)好程序后，使用單片機(jī)仿真調(diào)試軟件將編譯程序在PC上進(jìn)行測(cè)試。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)流程圖如下：</b></p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　#include <reg52.h

22、></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　uchar code LEDData[]=</p><p><b>　　{</b></p><p>　　0x3f,0x0

23、6,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f</p><p><b>　　};</b></p><p>　　sbit OE = P1^0;</p><p>　　sbit EOC = P1^1;</p><p>　　sbit ST = P1^2;</p><p&

24、gt;　　sbit CLK = P1^3;</p><p>　　void DelayMS(uint ms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(ms--)</p><p><b&g

25、t;　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Display_Result(uchar d)</p><p>&l

26、t;b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0xf7;</p><p>　　P0 = LEDData[d%10];</p><p>　　DelayMS(5);</p><p>　　P2 = 0xfb;</p><p>　　P0 = LEDData[d%100/10];</p>

27、<p>　　DelayMS(5);</p><p>　　P2 = 0xfd;</p><p>　　P0 = LEDData[d/100];</p><p>　　DelayMS(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p>

28、<p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD = 0x02;</p><p>　　TH0 = 0x14;</p><p>　　TL0 = 0x00;</p><p>　　IE = 0x82;</p><p><b>　　TR0 = 1;</b&

29、gt;</p><p>　　P1 = 0x3f;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ST = 0;</b></p><p><b>　　ST = 1;&

30、lt;/b></p><p><b>　　ST = 0;</b></p><p>　　while(EOC == 0);</p><p><b>　　OE = 1;</b></p><p>　　Display_Result(P3);</p><p><b>　　

31、OE = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Timer0_INT() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　

32、　CLK = !CLK;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、聯(lián)調(diào)配置的問(wèn)題</b></p><p><b>　　一．實(shí)驗(yàn)元件</b></p><p>　　1）AT89C52 單片機(jī) ，封裝形式DIP40</p><p&g

33、t;　　2）300Ω電阻1個(gè)，封裝形式AXIAL0.4</p><p>　　3）1KΩ電阻1個(gè)，封裝形式AXIAL0.4</p><p>　　4）10KΩ電阻1個(gè)，封裝形式AXIAL0.4</p><p>　　5）10uF電解電容1個(gè)，封裝形式RB.2/.4</p><p>　　6) 22uF電容2個(gè)，封裝形式RAD0.1</p>

34、<p>　　12M晶振一個(gè)，封裝形式XTAL1</p><p>　　2K電位計(jì)一個(gè)，封裝形式vr1</p><p>　　74LS245驅(qū)動(dòng)器1個(gè)，封裝形式DIP20</p><p>　　ADC0809轉(zhuǎn)換器1個(gè)，封裝形式DIP28</p><p>　　七位共陰極數(shù)碼管1個(gè)，封裝形式 shimaguan（自畫(huà)pcb元件庫(kù)元件封裝）

35、</p><p>　　排阻1個(gè)，封裝形式SIP9</p><p><b>　　二．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象</b></p><p>　　調(diào)節(jié)電位計(jì)阻值，數(shù)碼管數(shù)值相應(yīng)變化</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中，數(shù)碼管無(wú)法正常顯示，可以加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，或檢查數(shù)碼管是是共陽(yáng)極還是共陰極的，共陽(yáng)極要加低電平，共陰極要加高電平。</p>&

36、lt;p>　　實(shí)驗(yàn)中數(shù)碼管顯示不停閃爍，可以通過(guò)代碼的修改來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以

37、說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在接近兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的

38、理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)不懂一些元器件的使用方法，對(duì)單片機(jī)C語(yǔ)言掌握得不好……通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。</p><p&g

39、t;　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)作品的制作讓我對(duì)單片機(jī)的理論有了更加深入的了解，同時(shí)在具體的制作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在書(shū)本上的知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用存在著不小的差距，書(shū)本上的知識(shí)很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實(shí)際的因素，或者涉及的不全面，可在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問(wèn)題，這讓我們無(wú)法根據(jù)書(shū)上的理論就輕易得到預(yù)想中的結(jié)果，有時(shí)結(jié)果甚至很差別很大。通過(guò)這次實(shí)踐使我更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)工作中會(huì)

40、更加的注重實(shí)際。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><b>　　2、PCB圖</b></p><p><b>　　3、程序清單</b></p><p>　　#inc

41、lude <reg52.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　uchar code LEDData[]=</p><p><b>　　{</b></p><

42、;p>　　0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f</p><p><b>　　};</b></p><p>　　sbit OE = P1^0;</p><p>　　sbit EOC = P1^1;</p><p>　　sbit ST = P1^2;&l

43、t;/p><p>　　sbit CLK = P1^3;</p><p>　　void DelayMS(uint ms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(ms--)</p>

44、<p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Display_Result(uchar d)</p&

45、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0xf7;</p><p>　　P0 = LEDData[d%10];</p><p>　　DelayMS(5);</p><p>　　P2 = 0xfb;</p><p>　　P0 = LEDData[d%100/

46、10];</p><p>　　DelayMS(5);</p><p>　　P2 = 0xfd;</p><p>　　P0 = LEDData[d/100];</p><p>　　DelayMS(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void m

47、ain()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD = 0x02;</p><p>　　TH0 = 0x14;</p><p>　　TL0 = 0x00;</p><p>　　IE = 0x82;</p><p><b>　　

48、TR0 = 1;</b></p><p>　　P1 = 0x3f;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ST = 0;</b></p><p><

49、;b>　　ST = 1;</b></p><p><b>　　ST = 0;</b></p><p>　　while(EOC == 0);</p><p><b>　　OE = 1;</b></p><p>　　Display_Result(P3);</p><

50、p><b>　　OE = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Timer0_INT() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p

51、><p>　　CLK = !CLK;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例</p><p>　　樓然苗、李光飛 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京航空航天大學(xué)出版社</p>