任务5：汽车燃油表设计与制作

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【任务目标】

知识目标技能目标素质目标能描述单片机AD转换基本组成与应用。能进行汽车燃油表控制程序编制、调试、拓展应用。1.规范操作过程，符合6S管理要求；2.具备自主学习、团队协作、认真探究的态度。任务5：汽车燃油表设计与制作

【任务描述】通过单片机控制，转动连接在单片机引脚上的电位器，实现模拟电压信号的读取，在LED数码管上显示出模拟信号转换成的数字信号，以此来模拟汽车燃油表显示。设计要求：转动P1.5端口上的电位器，数码管显示AD转换数据。任务5：汽车燃油表设计与制作

【任务实施】1.电路设计

图5-1学习板TT4汽车燃油表控制电路IO分配图源程序任务5：汽车燃油表设计与制作

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4.画出程序流程图

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【知识链接】1.STC15W4K32S4系列单片机内部AD简介STC15W4K32S4系列单片机内部集成了8路10位高速A/D转换器。图5-2A/D转换器的结构图当CLK_DIV.5(PCON2.5)/ADRJ=0时，A/D转换结果寄存器格式如下：

图5-3A/D转换结果寄存器格式1当CLK_DIV.5(PCON2.5)/ADRJ=1时，A/D转换结果寄存器格式如下：图5-4A/D转换结果寄存器格式2任务5：汽车燃油表设计与制作

STC15系列单片机ADC由多路选择开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器（ADC_RES和ADC_RESL）以及ADC_CONTR构成。STC15系列单片机的ADC是逐次比较型ADC。逐次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位（MSB）开始，顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。逐次比较型A/D转换器具有速度高，功耗低等优点。从图5-2可以看出，通过模拟多路开关，将通过ADC0~7的模拟量输入送给比较器。用数/模转换器（DAC）转换的模拟量与输入的模拟量通过比较器进行比较，将比较结果保存到逐次比较寄存器，并通过逐次比较寄存器输出转换结果。A/D转换结束后，最终的转换结果保存到ADC转换结果寄存器ADC_RES和ADC_RESL，同时，置位ADC控制寄存器ADC_CONTR中的A/D转换结束标志位ADC_FLAG，以供程序查询或发出中断申请。模拟通道的选择控制由ADC控制寄存器ADC_CONTR中的CHS2~CHS0确定。ADC的转换速度由ADC控制寄存器中的SPEED1和SPEED0确定。任务5：汽车燃油表设计与制作

在使用ADC之前，应先给ADC上电，也就是置位ADC控制寄存器中的ADC_POWER位。当ADRJ=0时，如果取10位结果，则按下面公式计算:任务5：汽车燃油表设计与制作

当ADRJ=0时，如果取8位结果，按下面公式计算:当ADRJ=1时，如果取10位结果，则按下面公式计算:式中，Vin为模拟输入通道输入电压，Vcc为单片机实际工作电压，用单片机工作电压作为模拟参考电压。任务5：汽车燃油表设计与制作

2.P1口模拟功能控制寄存器P1ASFSTC15系列单片机的A/D转换口在P1口(P1.7-P1.0)，有8路10位高速A/D换器，速度可达到300KHz（30万次/秒）。8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1口为弱上拉型I/O口，用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D使用的P1口可继续作为I/O口使用（建议只作为输入）。需作为A/D使用的端口需先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’，将相应的口设置为模拟功能。P1ASF寄存器的格式图5-5所示。P1ASF:P1口模拟功能控制寄存器（该寄存器是只写寄存器，读无效）。图5-5P1ASF寄存器的格式图任务5：汽车燃油表设计与制作

3.ADC控制寄存器ADC_CONTRADC_CONTR寄存器的格式如图5-6所示。对ADC_CONTR寄存器进行操作，建议直接用MOV赋值语句，不要用“与”和“或”语句。图5-6ADC_CONTR寄存器的格式图ADC_POWER：ADC电源控制位。0，关闭ADC电源；任务5：汽车燃油表设计与制作

1，打开A/D转换器电源。建议进入空闲模式和掉电模式前，将ADC电源关闭，即ADC_POWER=0，可降低功耗。启动A/D转换前一定要确认A/D电源已打开，A/D转换结束后关闭A/D电源可降低功耗，也可不关闭。初次打开内部A/D转换模拟电源，需适当延时，等内部模拟电源稳定后，再启动A/D转换。建议启动A/D转换后，在AD转换结束之前，不改变任何I/O口的状态，有助于高精度A/D转换。图5-7

模数转换器转换速度控制位任务5：汽车燃油表设计与制作图5-8模拟输入通道选择

ADC_FLAG:模数转换器转换结束标志位，当A/D转换完成后，ADC_FLAG=1，要由软件清0。不管是A/D转换完成后由该位申请产生中断，还是由软件查询该标志位A/D转换是否结束，当A/D转换完成后，ADC_FLAG=1，一定要软件清0。ADC_START：模数转换器（ADC）转换启动控制位，设置为“1”时，开始转换，转换结束后为0。CHS2/CHS1/CHS0：模拟输入通道选择如图5-8所示。任务5：汽车燃油表设计与制作

4.ADC转换结果调整寄存器位ADC转换结果调整寄存器位——ADRJ位于寄存器CLK_DIV/PCON中，用于控制ADC转换结果存放的位置图5-9ADC转换结果调整寄存器任务5：汽车燃油表设计与制作

ADRJ：ADC转换结果调整。0，ADC_RES[7:0]存放高8位ADC结果，ADC_RESL[1:0]存放低2位ADC结果。1，ADC_RES[1:0]存放高2位ADC结果，ADC_RESL[7:0]存放低8位ADC结果。任务5：汽车燃油表设计与制作

5.程序编程思路STC单片机通过内部AD转换电路检测P1.5引脚上电位器中心抽头分得的电压值，此程序直接将检测到的AD转换值显示出来，不做其他处理。

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【拓展任务】

任务5汽车燃油表设计与制作学时4姓名

学号

班级

日期

团队成员

任务要求设计一个汽车燃油表显示与控制系统，要求用4个LE