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《能力扩展训练》课程设计说明书-基于AD转换模块的单片机仿真和C语言开发.doc

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《能力扩展训练》课程设计说明书-基于AD转换模块的单片机仿真和C语言开发.doc

目录摘要..................................................................................................................................................I1设计软件基础知识.....................................................................................................................11.1C编译器Keil介绍...............................................................................................................11.251单片机相关知识...............................................................................................................11.3ADC0809简介......................................................................................................................12多通道数据采集系统设计.........................................................................................................42.1单片机电路...........................................................................................................................42.2ADC采样电路......................................................................................................................42.3显示模块................................................................................................................................52.4总原理图................................................................................................................................63软件设计.....................................................................................................................................73.1系统总流程图.......................................................................................................................73.2程序代码...............................................................................................................................74实验记录与结果分析...............................................................................................................134.1仿真基本流程.....................................................................................................................134.2仿真结果.............................................................................................................................144.3结果分析.............................................................................................................................155心得体会...................................................................................................................................16参考文献.......................................................................................................................................17武汉理工大学能力扩展训练说明书11设计软件基础知识1.1C编译器Keil介绍KeilC51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,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。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。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。KeilSoftware公司推出的uVision4是一款可用于多种8051MCU的集成开发环境IDE,该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外,uVision3还提供了一个配置向导功能,加速了启动代码和配置文件的生成。此外其内置的仿真器可模拟目标MCU,包括指令集、片上外围设备及外部信号等。uVision3提供逻辑分析器,可监控基于MCUI/O引脚和外设状态变化下的程序变量。uVision4提供对多种最新的8051类微处理器的支持,包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x,以及Infineon的XC866等。1.251单片机相关知识51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,后来随着技术的发展,成为目前广泛应用的8为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路,又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件一个8位CPU一个片内振荡器及时钟电路4KB的ROM程序存储器一个128B的RAM数据存储器寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路32条可编程的I/O口线两个16位定时/计数器一个可编程全双工串行口5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。1.3ADC0809简介ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式AD转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模武汉理工大学能力扩展训练说明书2拟输入信号中的一个进行A/D转换。(1)主要特性1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。2)具有转换起停控制端。3)转换时间为100μs时钟为640kHz时,130μs(时钟为500kHz时)。4)单个5V电源供电。5)模拟输入电压范围0~5V,不需零点和满刻度校准。6)工作温度范围为40~85摄氏度。7)低功耗,约15mW。(2)内部结构ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,内部结构如图1.1所示,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。图1.1ADC0809(3)工作过程首先输入3位地址,并使ALE1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC武汉理工大学能力扩展训练说明书3变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成,因为只有确认完成后,才能进行传送。为此可采用下述三种方式。1)定时传送方式对于一种A/D转换其来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs,相当于6MHz的MCS51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序,A/D转换启动后即调用此子程序,延迟时间一到,转换肯定已经完成了,接着就可进行数据传送。2)查询方式A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号,例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式,测试EOC的状态,即可确认转换是否完成,并接着进行数据传送。3)中断方式把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时,OE信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。

注意事项

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