用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表.doc

学习情境6-数字电压表的设计之 基于LCD1602和ADC0832设计的两路电压表 点名，复习1、 DS1302的引脚及其功能，以及DS1302与单片机的硬件连接？2、 如何编写基于1602LCD的显示驱动程序？ 新课讲授6.1基于LCD1602和ADC0832设计的两路电压表这堂课我们来学习ADC0832芯片的应用。模数（AD）和数模（DA）转换是模拟电路和数字电路进行沟通的渠道，在数字电路里，电平只有高和低两种状态，比如5V和0V，对应着1和0；模拟电路里，电平则理论上有无数个状态，比如0V、0.1V、0.2V等等。如何将模拟电平值在数字电路里表达出来呢？这就需要AD转换过程。ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，且目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。6.11 ADC0832芯片ADC0832具有以下特点：（1）8位分辨率;（2）双通道A/D转换;（3）输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；（4）5V电源供电时输入电压在05V之间；（5）工作频率为250KHZ，转换时间为32S；（6） 一般功耗仅为15mW；（7）8P、14PDIP（双列直插）、PICC多种封装；（8）商用级芯片温宽为0C to +70C?，工业级芯片温宽为40- +85引脚及功能:图 6-1-1 DAC0832引脚图CS：片选使能，低电平有效CH0：模拟输入通道0，或作为IN+/-使用CH1：模拟输入通道1，或作为IN+/-使用GND：芯片参考0电位(地)DI:数据信号输入，选择通道控制DO:数据信号输出，转换数据输出CLK:芯片时钟输入VCC：电源输入ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32S，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。时序图：图6-1-2 ADC0832时序图与DS1302非常相似，CS作为选通信号，在时序图中可以看到，从CS置为低电平开始，一直到置为高电平结束。CLK提供时钟信号。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据（SGL、Odd）用于选择通道功能，当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。在完成输入启动位、通道选择之后，到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATA0。随后输出8位数据，到第19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，此时就可以开始读出数据，转换得到的数据会被送出二次，一次高位在前传送，一次低位在前传送，连续送出。在程序读取二个数据后，我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取。作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是05V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压,则转换后的数据结果始终为00H。6.12 系统硬件设计硬件系统主要有单片机最小系统电路，LCD1602液晶显示电路，ADC0832模数转换电路3个电路模块。为了便于仿真观测，在ADC0832模数转换电路的两个模拟信号输入端并接了两个虚拟电压表，液晶显示器显示的电压值应当和虚拟电压表测得的电压一致。还应当注意一点的是，液晶显示电路的RS和RW两个引脚通过74LS373与单片机连接，说明了P0口在此既是数据线又是地址线。74LS373为地址锁存器，这种方法的连接意味着CPU控制LCD时使用了接口扩展方法。LCD的寄存器是单片机存储器的一部分，所以也有其地址，根据连线可以知道地址有：0x0000,0x0001,0x0