单片机原理与应用（C51编程+Proteus仿真） 习题及答案 刘霞 第8章模数数模转换习题答案

第8章模数数模转换习题答案一、填空题1.模拟量转换为数字量需要、、和四个步骤。答：采样、保持、量化和编码2.采样频率必须满足采样定理，即采样频率输入信号的最大频率2倍。答：大于等于3.转换时间是指A/D转换器完成一次转换所需要的时间。答：模拟量到数字量4.某型号8位A/D转换器的满量程输入电压为5V，则能区分的输入模拟电压的最小值为。答：19.53mV5.ADC0804是型A/D转换器，分辨率为。答:逐次比较，8位6.建立时间是描述速度快慢的一个参数，指从输入数字量变到输出达到终值误差±（1/2）LSB时所需的时间。答：D/A转换7.DAC0832是具有两级输入数据寄存器的数模转换器，分辨率为，输出。答：8位，电流二、Proteus虚拟仿真任务要求：设计基于ADC0804的数字电压表。在ProteusISIS中绘制出原理电路，并编写软件调试通过。基本要求：采集电压0~5V，通过LCD1602实时显示，保留2位小数。答：1.硬件电路设计2.软件设计【数字电压表参考程序】：//（1）采集0-5V信息，进行模数转换，显示在LCD1602上。#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP2sbitlcdrs=P3^0;//液晶的RS端接P3.0口sbitlcdrw=P3^1;//液晶的RW端接P3.1sbitlcden=P3^2;//液晶的EN使能端接P3.2口sbitADC_CS=P3^4;//ADC0804片选端sbitADC_RD=P3^5;//ADC0804读信号sbitADC_WR=P3^6;//ADC0804启动信号uchari=0,addat;uintVref=5;/****************毫秒延时子函数****************/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=111;y>0;y--);}/****************启动一次AD转换****************/voidstart(){ADC_CS=0;ADC_WR=1;_nop_();//延时ADC_WR=0;//启动AD转换_nop_();ADC_WR=1; }/****************读取AD转换结果****************/unsignedcharreadADC(){P1=0xff;ADC_CS=0;ADC_RD=1;_nop_();ADC_RD=0;_nop_();addat=P1;//读取AD转换值ADC_RD=1;returnaddat;//返回AD转换值 }/**********************检查忙标志函数************************/voidcheck_busy(void){uchardt;do{ dt=0xff; lcden=0; lcdrs=0; lcdrw=1; lcden=1; dt=out;}while(dt&0x80);lcden=0;}/**************************1602显示****************************/voidwrite_cmd(charcmd)//写指令函数{check_busy();lcden=0;//再把EN拉低lcdrs=0;lcdrw=0;//先将RW拉低out=cmd;lcden=1;delay(1);lcden=0;delay(1);}voidwrite_data(uchardat)//写数据函数{check_busy();lcden=0;//再把EN拉低lcdrs=1;lcdrw=0;//先将RW拉低out=dat;lcden=1;delay(1);lcden=0; delay(1);}voidwrite_str(uchar*str)//写字符串函数{while(*str!='\0'){ write_data(*str++); delay(5);}}/***************************初始化******************************/voidlcd_init()//初始化1602{write_cmd(0x38);//显示模式设置write_cmd(0x0c);//显示开关,光标没有闪烁write_cmd(0x06);//显示光标移动设置write_cmd(0x01);//清除屏幕write_cmd(0x80);//把光标移到第一行第一个位置delay(1);}/***************************初始化******************************/voiddisplay(uchardat){ucharbai,shi,ge;bai=dat*Vref/256;//根据VIN=AD*5/256，输入电压的整数位shi=dat*10*Vref/256%10;//显示输入电压小数后1位ge=dat*100*Vref/256%10;//显示输入电压小数后2位write_cmd(0x80+0x09);//把光标移到第二行待显示区write_data(bai+0x30);write_data('.');write_data(shi+0x30);write_data(ge+0x30);write_data('V');}/****************主函数****************/voidmain(){lcd_init();write_cmd(0x80+0x01);//把光标移到第一行待显示区write_str("Voltage:");while(1){start();//启动A/D转换readADC();//读取A/D转换display(addat);//显示，也是延时} }3.仿真运行扩展要求：在基本要求中，采用平均值滤波，采集10次电压值的平均值作为一次采样值显示。答：1.硬件电路设计2.软件设计【数字电压表参考程序】：//（1）采集0-5V信息，进行模数转换，10次平均值滤波，显示在LCD1602上。#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP2#defineN10//进行平均值滤波的数据个数，可根据实际调整sbitlcdrs=P3^0;//液晶的RS端接P3.0口sbitlcdrw=P3^1;//液晶的RW端接P3.1sbitlcden=P3^2;//液晶的EN使能端接P3.2口sbitADC_CS=P3^4;//ADC0804片选端sbitADC_RD=P3^5;//ADC0804读信号sbitADC_WR=P3^6;//ADC0804启动信号uchari=0,addat,average;uintVref=5;ucharcodetab1[10];/****************毫秒延时子函数****************/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=111;y>0;y--);}/****************启动一次AD转换****************/voidstart(){ADC_CS=0;ADC_WR=1;_nop_();//延时ADC_WR=0;//启动AD转换_nop_();ADC_WR=1; }/****************读取AD转换结果****************/unsignedcharreadADC(){P1=0xff;//P1口与ADC的数据口相连，作为输入口，先写"1"ADC_CS=0;//("CS")?=0ADC_RD=1;//("RD")?=1_nop_();//延时,_nop_();一个机器周期延时ADC_RD=0;//("CS")?=0_nop_();//延时,_nop_();一个机器周期延时addat=P1;//读取AD转换值ADC_RD=1;//("RD")?=1returnaddat;//返回1个字节的A/D转换值}ucharfilter(){uintsum=0;//和变量ucharcount;for(count=0;count<N;count++){sum=sum+readADC();//累计N次采样值delay(1);//延时}average=sum/N;return(uchar)(average);//返回N次采样平均值}/**********************检查忙标志函数************************/voidcheck_busy(void){uchardt;do{ dt=0xff; lcden=0; lcdrs=0; lcdrw=1; lcden=1; dt=out;}while(dt&0x80);lcden=0;}/**************************1602显示****************************/voidwrite_cmd(charcmd)//写指令函数{check_busy();lcden=0;//再把EN拉低lcdrs=0;lcdrw=0;//先将RW拉低out=cmd;lcden=1;delay(1);lcden=0;delay(1);}voidwrite_data(uchardat)//写数据函数{check_busy();lcden=0;//再把EN拉低lcdrs=1;lcdrw=0;//先将RW拉低out=dat;lcden=1;delay(1);lcden=0; delay(1);}voidwrite_str(uchar*str)//写字符串函数{while(*str!='\0'){ write_data(*str++); delay(5);}}/***************************初始化******************************/voidlcd_init()//初始化1602{write_cmd(0x38);//显示模式设置write_cmd(0x0c);//显示开关,光标没有闪烁write_cmd(0x06);//显示光标移动设置write_cmd(0x01);//清除屏幕write_cmd(0x80);//把光标移到第一行第一个位置delay(1);}/***************************初始化******************************/voiddisplay(uchardat){ucharbai,shi,ge;bai=dat*Vref/256;//根据VIN=AD*5/256，输入电压的整数位shi=dat*10*Vref/256%10;//显示输入电压小数后1位ge=dat*100*Vref/256%10;//显示输入电压小数后2位write_cmd(0x80+0x09);//把光标移到第二行待显示区write_data(bai+0x30);write_data('.');write_data(shi+0x30);write_data(ge+0x30);write_data('V');}/****************主函数****************/voidmain(){lcd_init();write_cmd(0x80+0x01);//把光标移到第一行待显示区write_str("Voltage:");while(1){ start();//启动A/D转换filter();//读取A/D转换 display(average);//显示，也是延时} }3.仿真运行三、

Proteus

虚拟仿真设计任务：基于DAC0832的波形发生器设计。在ProteusISIS中绘制出原理电路，并编写软件调试通过。基本要求：通过3个按键控制产生三角波、锯齿波和方波，在虚拟示波器上显示。答：1.硬件电路设计2.软件设计【波形发生器参考程序】：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definedac0832_dataP1sbitdac_cs=P2^0;sbitdac_wr1=P2^1;voiddelayms(uintz);voidDAC0832_start(void);//启动DAC0832函数voidTriangle(void);//三角波函数voidSawtooth(void);//锯齿波函数voidSquare(void);//方波函数voidINT_init();//外部中断初始化voidkey();sbitP27=P2^7;//按键声明ucharflag;//按键标志位voidmain(){INT_init();DAC0832_start();while(1){key(); switch(flag){ case1:Triangle();break;//按下key1,产生三角波 case2:Sawtooth();break;//按下key2，产生锯齿板 default:break; }if(flag==3) { Square();//按下key3，产生方波 }}}voidkey(){if(P27==0){ delayms(2); if(P27==0) { flag=3; }}while(!P27);}/****************毫秒延时子函数****************/voiddelayms(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--) for(y=111;y>0;y--);}/****************DAC0832启动函数****************/voidDAC0832_start(void){dac_cs=0;dac_wr1=0;}/****************方波函数****************/voidSquare(void){dac0832_data=0;delayms(2);dac0832_data=0xff;delayms(2);}/****************三角波函数****************/voidTriangle(void){uchari;for(i=0;i<254;i++){ dac0832_data=i; delayms(1);}for(i=255;i>1;i--){ dac0832_data=i; delayms(1);}}/****************锯齿波函数****************/voidSawtooth(void){ uchari;for(i=0;i<255;i++){ dac0832_data=i;}}/****************外部中断初始化****************/voidINT_init(){IT0=1;//INT0下跳触发EX0=1;//打开INT0允许开关IT1=1;//INT1下跳触发EX1=1;//打开INT1允许开关EA=1;//打开总开关} /****************外部中断0中断函数****************/voidINT0_Triangle()interrupt0{flag=1;IE0=0;}/****************外部中断1中断函数****************/voidINT1_Sawtooth()interrupt2{flag=2;IE1=0;}3.仿真运行三角波：锯齿波：方波：扩展要求：在基本要求的基础上，要求产生周期为50ms的三角波、锯齿波和方波。答：1.硬件电路设计2.软件设计【周期波形发生器参考程序】：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definedac0832_dataP1sbitdac_cs=P2^0;sbitdac_wr1=P2^1;voiddelayms(uintz);voidDAC0832_start(void);//启动DAC0832函数voidTriangle(void);//三角波函数voidSawtooth(void);//锯齿波函数voidSquare(void);//方波函数voidINT_init();//外部中断初始化voidkey();sbitP27=P2^7;//按键声明ucharflag;//按键标志位voidmain(){INT_init();DAC0832_start();while(1){ key(); switch(flag) { case1:Triangle();break;//按下key1,产生三角波 case2:Sawtooth();break;//按下key2，产生锯齿波 case3:Square();break;//按下key3，产生方波default:break; }}}voidkey(){if(P27==0){ delayms(1); if(P27==0) { flag=3; }}while(!P27);}/****************毫秒延时子函数****************/voiddelayms(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--) for(y=111;y>0;y--);}/****************DAC0832启动函数****************/voidDAC0832_start(void){dac_cs=0;dac_wr1=0;}/****************方波函数****************/voidSquare(void){uchari;for(i=0;i<24;i++){dac0832_data=0x00; delayms(1);}for(i=25;i>1;i--){ dac0832_data=0xff; delayms(1);}}/****************三角波函数****************/voidTrian