AD转换与多位数码显示实验

1、课 程：微处理器原理与应用 课 时：4学时教学环境：单片机实验室教学方法：讲解相关容，指导学生实验实验四A/D转换及多位数码显示实验一、目的、任务和要求1.1实验目的1. 掌握8051单片机控制的多位数码显示器电路的设计方法、程序构造和编程方法。2. 掌握LED动态扫描显示器的扫描方法和程序构造，同时进一步掌握单片机扩展I/O接口、定时中断的应用和编程方法。3. 掌握8051单片机控制的 A/D转换电路的硬件设计、程序构造和编程方法。4. 掌握ADC0809芯片的工作原理和完成 A/D转换的三种等待工作方式以及三种工作方式下的硬件电路和程序构造的设计方法1.2实验任务搭建一个单片机控制的 A/

2、D转换及多位数码显示电路，编写并调试通过一个能实现单路A/D转换和数码显示的程序。本实验采用七段LED数码管来显示 A/D转换后的数值。1.3实验要求通过利用8051单片机的并行扩展功能和采用ADC0809芯片，搭建一个 A/D转换电路，采用七段LED数码管来显示 A/D转换后的数值。设计并调试通过相应的程序。二、实验设备和器件2.1实验设备1微型计算机PC机（装配相关软件），2单片机实验箱或开发板。2.2电路元器件本实验采用Protues仿真软件搭建一个简单的单片机系统电路，进展电路仿真分析，不需要实际的元器件。假设实验采用实验箱或万能板（或面包板）搭建电路，那么需要如下元器件：ADC080

3、9, 74LS02, 10k Q电位器、七段 LED数码管，74HC595、三极管9013、LED限流电阻、 软导线等。学生可自己在课后搭建电路进展实验，并与仿真实验比拟。、实验容及步骤3.1参考电路与程序代码1.单片机控制 ADC0809芯片的A/D转换参考电路该电路图是在80C51单片机最小系统的根底上，通过并行总线扩展ADC0809芯片，再将电位器的输出模拟电压信号接 ADC0809的模拟信号输入端，同时采用扩展的方法接入一个多位7段LED数码显示器。如图 6.1所示。+5VP1EH P1L1l/r2E< MiP1U3 ip 11.4PISP1i«6051ELIRST4-

4、PSENALEP2BRSP2.WP22W11P2L4JM2P2&AUP2 TJft lSpnn-Ajn PDLumi阳 IP3-1/TXD P32/lOn P3.3LnSTTP3j5JT1_FSI/RD"3 T312i為39 亟 If 托353iPD咖H 卩 DJ5M5 PDJ&A&S PQLTD?in7T匕+5V(n &口 I 3E 0r? h l 口 a o cj o a oOEVRIEFQMR曰曲0U15ALE UT7ADDC0UTCAJDD BC3UT5ACD AOUTiOUT3A IIT5INTIM*OUT!帼IM<BDCIM3IN2S

5、TARTIH1>CIBCKIN口+5V图6.1 单片机控制 ADC0809芯片的A/D转换电路简图如图 6.1 A所示,8051 数据线 P0.1P0.7连接 0809 数据口 OUT8OUTO, 8051 地址线 P2.0P2.2 连接0809模拟输入信号的地址线 ADDAADDC 8051地址线P2.7与读写控制线/RD、/WR通过或非 门芯片74LS02连接0809的启动转换信号 START模拟输入端地址锁存信号ALE和转换输出控制端OE, 0809的外接时钟信号 CLOCK由 8051单片机的ALE信号提供，0809的AD转换完毕信号 EOC接 8051的P3.5脚(查询方式用)

6、。AD转换后的数据由 8051串口和串并转换芯片 74HC595送至LED数码 管的段码数据线，8051的P1.0P1.4脚作为位数据线经过三极管驱动器连接数码管的阳极。也可以如图6.1B所示，ADC0809和数码显示电路都通过并行总线来扩展，由于8051总线是数据地址复用总线，当地址空间紧缺时可用74LS373芯片来完成总线解复用和增加一些地址空间。图6.1 B单片机控制 ADC0809芯片的AD转换电路简图 B2 .单片机控制 ADC0809芯片的AD转换电路的参考程序代码(1)图6.1 A电路的参考程序代码P0RT7 EQU 7FFFH；通道7启动地址ORG 0000HLJMP STAR

7、TORG 0100HSTART:MOV SCON,#00HMOV R3,#50;设置显示循环变量的初值LOOP:NOPMOVDPTR,#PORT7MOVXDPTR,A；启动通道7MOVR2,#250DJNZR2,$；等待方式读MOVXA,DPTR；读AD转换结果MOVB,#100；以下完成二一十进制转换DIVABMOV30H,A;存百位MOVA,#10XCHA,BDIVABMOV31H,A;存十位MOV32H,B;存个位NOPDISP:LCALL DL0;延时6ms左右MOVA,30H;取百位数送显MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTR ;转换成段码CLR P3.2MOV SBU

8、F,A;低位先发，送出百位段码JNB TI,$CLR TISETB P3.2;锁存输出MOV P1,#02hLCALL DL0MOV A,31H;取十位数MOVC A,A+DPTRCLR P3.2MOV SBUF,A；低位先发，送出十位段码JNB TI,$CLR TISETB P3.2MOV P1,#04HLCALL DL0MOVA,32H ;取个位数MOVCA,A+DPTRCLRP3.2MOVSBUF,A；低位先发，送出个位段码JNBTI,$CLRTISETBP3.2MOVP1,#08HDJNZR3, DISP;循环显示50次MOVR3,#50;约1秒AD采样一次LJMPLOOPDL0 :M

9、OV R0,#6；延时6ms左右DL1:MOVR1,#2DL2:MOVR2,#250DJNZR2,$DJNZR1,DL2DJNZR0,DL1RETTAB: DB OCOH, 0F9H, 0A4H, OBOH, 99H, 92H, 82H, 0F8H, 80HDB 90H, 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H, 8EH, 8CH, OFFHEND2图6.1 B电路的参考程序代码PORT EQU OCFAOHEL-MUL-川型实验箱通道0启动地址ORG 0000HLJMP STARTORG 4100HSTART MOV DPTR #PORTMOVXDPTRA;启动通道0MOVR0,

10、#0FFHDJNZR0，$;延时等待MOVXA，DPTR;读结果MOVR1,ADISP MOV A，R1；从R1中取转换结果SWAPA;别离咼四位和低四位ANLA，#0FH；并依次存放在 50H到51H中MOV50H,AMOVA，R1ANLA，#0FHMOV51H,ADISP2 MOV DPTR#0CFE9H ； CFE9H是 8279 控制 口地址MOV A，#90HMOVXDPTR A;写显示RAM命令字DISP3MOV R0,#50H;R0存放待显数字的存储地址MOVR1,#02H;R1存放待显数字的位数MOVDPTR #0CFE8H; CFE8H 是 8279 数据口地址DL0:MOV

11、 A,R0ACALLTABLE;转换为显码MOVXDPTRA;送显码输出INCR0DJNZR1,DL0SJMPDEL1;转入延时TABLEINC AMOVCA, A+PCRETDB 3FH,06H,5BH,4FH, 66H,6DH,7DH, 07HDB 7FH,6FH,77H,7CH, 39H,5EH,79H, 71HDEL1:MOV R6,#255;延时一段时间使显示更稳定DEL2:MOV R5,#255DEL3:DJNZ R5,DEL3DJNZ R6,DEL2LJMP START;循环，再开场取样。END3.单片机控制 ADC0809芯片的AD转换电路的参考程序构造（图6.1A电路的参考程

12、序代码）（图6.1B电路的参考程序代码）程序地址分配ORGSTART :串口初始化LOOP :启动AD转换延时等待100 Q以上 读取DISP :别离成3个十进制数同时 每位送显示段码及位码 调用延时子程序DL0 循环转LOOPDL0 :延时子程序6ms左右END程序地址分配ORGSTART :启动AD转换延时等待100 fS以上 读取DISP :别离成2个十六进制数DISP2 :设置8279写显示命令字DISP3 :显示循环初始化DL0 : 2位显示程序循环 2次送显DEL1 :延时程序段200ms左右转回STARTEND4.深入实验问题学生独立完成对于图6.1 A，电位器的输出信号 ANO

13、改接0809的ADIN1，试修改程序并加以验证。对于图 6.1 A,假设 ADDC、ADDB、ADDA 及 74LS02 的 6/2 脚分别接 P2.4, P2.5, P2.6 和 P2.7, 试列出IN0、IN1、IN2和IN7的写数据(启动转换)和读数据的外部地址。四、实验报告要求与考核标准1、实验报告要求(1) 按照实验任务画出电路图、程序流程图，写出程序代码和运行现象。(2) 假设将延时等待方式分别改为中断方式和查询方式，试修改硬件电路图和编写程序代码。说明以十六进制数显示和以十进制数显示的两种程序代码的异同点。(4) 结合实际电路，说明动态扫描的扫描周期和每一位数码管显示停留的时间长度。(5) 结合程序流程图，说明显示缓冲区的地址空间、存储容和刷新情况。(6) 说明七段LED数码管共阴极与共阳极电路在硬件连接、位