单片机课程设计----AD转换.doc

第 1 页 引 言 本课题的任务是对 a/d 转换电路进行设计，了解 a/d 转换与单片机的接 口方法，掌握 ad0809 转换性能及编程方法。 把模拟量转换成数字量的器件，称为模数转换器，简称为 a/d(anolog to digit)。一般的 a/d 转换过程是通过采样、保持、量化和编码 4 个步骤完 成的，这些步骤往往是合并进行的。当 a/d 转换结束，adc 输出一个转换结束 信号数据。cpu 可有多种方法读取转换结果： 查询方式 ； 中断方式； dma 方式。 通道 8 位 a/d 转换器,adc0809 是带有 8 位 a/d 转换器、8 路多路开关以 及微处理机兼容的控制逻辑的 cmos 组件。它是逐次逼近式 a/d 转换器，可以 和单片机直接接口。 adc0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、 一个 a/d 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通 8 个模拟通道， 允许 8 路模拟量分时输入，共用 a/d 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 a/d 转换完的数字量，当 oe 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换 完的数据。 一个实际的系统中需用传感器把各种物理参数(如压力和温度等)测量出 来，并转换为电信号，再经过 a/d 转换器，传送给微型计算机；微型计算机加 工处理后，通过 d/a 转换器去控制各种参数量。 第 2 页 目目 录录 一一 系统设计原系统设计原 理理 3 二二 系统设系统设 计计 4 三三 整个系统实现功整个系统实现功 能能 7 四四 收获与心得体收获与心得体 会会 9 五五 参考书参考书 目目 10 第 3 页 一 系统设计原理系统设计原理 1 引脚定义：引脚定义： in0in7：8 路模拟信号输入端，由地址锁存及译码控制单元的 3 位地 址 a、b、c 进行选通切换。 start：a/d 转换启动控制信号输入端。 ale：地址锁存信号输入端，start 和 ale 用于启动 a/d 转换。 vref（+）和 vref（-）：正、负基准电压输入端。 oe：输出允许控制信号输入端，a/d 转换后的数据进入三态输出数据 锁存器，并在 oe 的作用下（oe 为高电平） ，通过 d0d7 将锁存器的数据送 出。 eoc：a/d 转换结束标志信号。eoc 为高电平时，表示转换结束，因 此 eoc 可作为 cpu 的中断或查询信号。 clk：adc0809 内部没有时钟电路，故时钟信号应由外部送入 clk 端。 2 内部结构：内部结构： adc0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 a/d 转换 器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟 量分时输入，共用 a/d 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 a/d 转换完的 第 4 页 数字量，当 oe 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 其内部结构如图 1-1 所示。 图 1-1 adc8090 内部结构 3 8090 的工作时序图：的工作时序图： adc0809 工作时序图，如图 12 所示。 图 1-2 adc8090 工作时序图 第 5 页 4 adc0809adc0809 与与 mcs-51mcs-51 单片机的硬件接口方式：单片机的硬件接口方式： adc0809 与 mcs-51 单片机的硬件接口有三种最常用的方式，即定时传送 方式、查询方式和中断方式，本次课程设计使用的是查询传送方式。 二二 系统设计系统设计 a/d 转换就是把模拟量转换成二进制码表示的数字量，一般的 a/d 转换 过程是通过采样，保持，量化和编码 4 个步骤完成的，这些步骤往往是合并运 行的。本设计用 adc 0809 实现 a/d 转换。按查询方式采样三路 a/d 转换数据， 用简单输入口（74ls244）查询 eoc 信号，每循环一次，0、1、2 通道各采样一 次，采样结果为：0 通道数据放入 ax 中， 1 通道数据放入 bx 中， 2 通道数据 放入 cx 中，三个寄存器均是低 8 位有效。 1 程序流程如图所示： 第 6 页 2 a/d 转换程序流程如下： org0000h ajmp main org0030h main: mov dptr,#9000h mov a,#00h movx dptr,a call delay movx a,dptr;转换结束读取结果 mov b,#64h div ab mov r1,a mov a,#0ah xch a,b div ab swap a add a,b mov r2,a mov p1,a call disp calldelay call delay call delay ajmpmain disp: mova,r2;低位 anla,#0fh acall dsend;显示 mova,r2 swapa anla,#0fh;高位 acall dsend;显示 ret dsend: movdptr,#sgtb1 movca,a+dptr;取字符 movsbuf,a ;发送字符 jnbti,$;等待串口发送完 clrti ret 第 7 页 delay: movr4,#250;延时 delay1: movr5,#250 djnzr5,$ djnzr4,delay1 ret sgtb1: db 03h ;0 db 9fh ;1 db 25h ;2 db 0dh ;3 db 99h ;4 db 49h ;5 db 41h ;6 db 1fh ;7 db 01h ;8 db 09h ;9 db 11h ;a db 0c1h ;b db 63h ;c db 85h ;d db 61h ;e db 71h ;f db 00h end 三三 整个系统实现功能整个系统实现功能 1 实验连线： 电位器电压输出端（vout）0809 通道 0（in0） 选通信号 cs译码电路 8000h clk振荡电路的脉冲输出端 串并转换的 din 接 p3.0，clkp3.1 swrp3.6,srdp3.7 数据线与仿真单片机的数据线相连，地址高 8 位、低 8 位分别与单片 机部分地址线相连。 其中 adc8090 的接线路图如 1-3 所示： 第 8 页 图 1-3adc8090 的接线图 2a/d 转换模拟软件仿真电路: 仿真电路图 1-4 所示。 图 1-4 a/d 转换仿真电路图 3 模拟电路运行结果： 通过调试运行得出运行结果如图 1-5 所。 第 9 页 图 1-5 运行结果 4 得出结论： 当从一个方向调节电位器时，显示结果从减小，反之，显示结果增大。 四四 收获与心得体会收获与心得体会 通过这次单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将 理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精 神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改 进，使之功能不断完善，成为真己的东西。 我在这次的 a/d 转换设计过程中，受益匪浅。通过对自己在单片机课 堂上所学只是得回顾，结合模拟电子和数字电技术的知识，与组员共同设 计，完成了目标。为自己今后进一步深化学习，积累了一定的宝贵经验， 还对电路、电子元件等方面知识进一步加深认识，同时在软件编程、调试、 相关仪器的使用等方面得到较全面的锻炼和提高。学以致用，培养了我运 用所学知识解决实际问题的能力。 这次课程设计我发现，只有理论水平提高了;才能将课本知识与实践 相结合。另外，小组成员之间的合作也至为重要，遇到不懂的问题，或相 互讨论，或请教老师，大家分工明确，有条不紊地完成了设计。 认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的 唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 在此，感谢老师的细心指导和他各组同学的无私帮助！ 五五 参考书目参考书目 1李建忠，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2008 年。 第 10 页 2启东单片机仿真