基于51单片机的模数转换AD试验设计

1、HEFEI UNIVERSITY单片机课程综述报告主 题 基于51单片机的模数转换（A/D）实验设计姓名郭丽丽专业通信工程学号 1105021006班 级11级通信（1 ）班指导老师汪济洲2014 年 6 月 2 日1实验目的与要求11.1实验目的11.2实验要求12实验原理12.1电路原理图12.2 Proteus7.4 软件简介23、实验步骤54、源程序代码55. 实验结果分析106. 总结101. 实验目的与要求1.1实验目的1. 掌握A/D转换与单片机的接口方法2. 了解A/D芯片ADC0809专换性能及编程方法3. 通过实验了解单片机如何进行数据采集1.2实验要求1. 采用查询法或中

2、断法编程进行 A/D采集；2. 采集05V范围的电压信号（以电位器模拟被测信号），使用4位串 行数码管显示05V数值，小数点保留三位，实现简易电压表功能。2. 实验原理2.1电路原理图熟悉8051的输入输出端口的使用方法,本实验的电路连接如图1所示图1连接电路2.2 Proteus7.4软件简介Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Win dows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软 件的特点是： 实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动

3、态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分 析仪、信号发生器等。 支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：ARM7(LPC21xx、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。 提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中， 也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51uVision2、MPLA等软件。 具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和S

4、PICE分析 于一身的仿真软件，功能极其强大。其操作界面如下图所示：图2 Proteus 操作页面2.模数转换（A/D）实验设计ADC0809简介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。图3 ADC0809的内部逻辑结构1510辽121314IN3IN4IN5IN6IN7STEOCIN2INIINOABCD3OECLKVCCVREF+7 6 5 4 0 aled D D D DGND VREF-D1D2282726252?232221201918171615图4 ADC0809芯片EOCA

5、DC080抽一个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0E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。ADC080啲内部逻辑结构:由下图可知，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0E端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的

6、数据。D10 miIN2DBIN4DI5血ABCALE图5ADC0809的内部逻辑结构ADC0809各脚功能如下：D7-D0： 8位数字量输出引脚。IN0-IN7 : 8位模拟量输入引脚。VCC : +5V工作电压。GND :地。REF (+):参考电压正端。REF (-):参考电压负端。START: A/D转换启动信号输入端。ALE :地址锁存允许信号输入端。(以上两种信号用于启动A/D转换)EOC :转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为 高电平。OE:输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK :时钟信号输入端(一般为 500KHZ )。A、B、C:地址输入线。

7、3、实验步骤1. Proteus软件中绘制单片机实验电路；2. 在Keil C软件中编制汇编或C程序，软件调试；3. 在Proteus中加载实验程序，观察并记录实验结果。4、源程序代码#in elude <reg52.h>引脚定义sbit dis_ab=P3A0;sbit dis_clk=P3A1；sbit CLK=P3A4;sbit ST=P3A5;sbit EOC=P3A6;sbit OE=P3A7;*7SEG-LED段码表Un sig ned char codeLedTab21=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f

8、,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76,0x73,0x3e,0x00, 0x40;*/un sig ned char data num_1; /存储十六进制转化为两个单十六进制数的值un sig ned char data num_2;un sig ned char data nu m_3;un sig ned char data num_4;void Delay (un sig ned int x);void DispClk(void);void DisplaySerial( un sig ned char x);void ClearLed( un sig n

9、ed char x);void HexToDec( un sig ned int x);void mai n()un sig ned long num;ST=0;OE=0;while(1)ST=1;/发高脉冲启动采样信号ST=0;doCLK=!CLK;提供采样时钟信号，直到采样结束为止while(!EOC);OE=1;num=P1;/读取采样值num=5000*num/255; /将0#FFH采样值转化为 05V数值(05000)HexToDec( nu m);便于数码管显示/将16进制数据，转换为10进制数据，以/依次从高位到低为显示采样电压值ClearLed;DisplaySerial(

10、num _4);DisplaySerial( num _3);DisplaySerial( num _2);DisplaySerial( nu m_1);Delay(30000);/采样延时间隔，决定采样频率延时子程序void Delay (un sig ned int x)un sig ned int j; for(j=0;j<x;j+);*功能：串行模拟时钟注意事项：用到delay.h中的延时子程序形参：无*/ /void DispClk(void)dis_clk=1;Delay(1);dis_clk=0;Delay(1);*功能：发送一个数字到串行LED上形参：unsigned c

11、har x : 0-20*/ /void DisplaySerial( un sig ned char x)un sig ned char i;un sig ned char nu m_serial=LedTabx;for(i=0;i<8;i+)dis_ab=(bit)( nu m_serial&0x80);nu m_serial<<=1;DispClk();*功能：清串行LED显示形参：unsigned char x =需要清显示的LED数*/void ClearLed( un sig ned char x) un sig ned char i;for(i=0;i&

12、lt;(x<<3);i+)DispClk();dis_ab=0;十六进制转十进制void HexToDec( un sig ned int x) /个位/十位num_1=x%10;x=x/10;nu m_2=x%10;x=x/10;nu m_3=x%10;x=x/10;num _4=x%10;5. 实验结果分析通过改变POT-LIN原件滑片的位置即可调整输入的物理模拟量，可以发现输 出的数字信号即观察LED的显示效果的不同。通过实验，会发现：（1） 当POT-LIN原件上的滑片位置位于参考图的上方时，LED会全亮；（2）当POT-LIN原件上的滑片位于最下方时，LED全暗；（3）当POT-LIN原件上的滑片位于上下之间的位置时， 则会