嵌入式计算机系统及实践实践相关课件4-模数转换器ADC0809扩展技术

目录Contents12345调试注意事项以及可能遇到的问题ADC0809简介MCS51与ADC0809的参考接口MCS51与ADC0809的接口实例实现代码实现与解读1、ADC0809简介

A/D转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，其任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机等数字系统进行处理、存储、控制和显示;在工业控制和数据采集及许多其它领域中，它是不可缺少的重要组成部分。目前用软件的方法虽然可以实现高精度的A/D转换，但占用CPU时间长，限制了应用。而作为典型的A/D转换芯片ADC0809，具有转换速度快、价格低廉及与微型计算机接口简便等一系列优点，目前在8位单片机系统中得到了广泛的应用。下面将介绍其的原理：ADC0809的性能指标：（1）具有转换起停控制端;（2）转换时间为100μs;（3）单个+5V电源供电;（4）低功耗，约15mW;（5）8路8位A/D转换器，即分辨率8位;（6）工作温度范围为-40～+85摄氏度;（7）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。1、ADC0809简介

1、ADC0809简介

1、ADC0809简介

1、ADC0809简介

ADC的工作流程：1.送出模拟通道地址2.送出地址锁存信号3.启动ADC4.ADC开始工作EOC为低电平5.ADC转换结束，EOC拉高6.送出OE信号7.ADC输出转换结果8.CPU及时读走数据蓝色部分需要程序员操作，红色部分为ADC自动完成目录Contents12345调试注意事项以及可能遇到的问题ADC0809简介MCS51与ADC0809的参考接口MCS51与ADC0809的接口实例实现代码实现与解读2、MCS51与ADC0809的参考接口

通常，将ADC0809看作51单片机的外部RAM，是最常见的接口方案。这时，数据线对数据线、地址线对地址线的标准连接方式，如图2.2所示。由于ADC0809片内没有时钟，可利用单片机提供的地址锁存信号ALE经D触发器2分频后获得，ALE引脚的频率是单片机时钟频率的1/6，如果单片机时钟频率采用6MHz，则ALE引脚的输出频率为1MHz，再经过2分频后为500kHz，恰好符合0809对时钟的要求。在该硬件设计中，对于MCS51来说，外接的ADC0809相当于一个外扩的数据存储器，对数据存储器的写操作（MOVX），启动ADC工作，对数据存储器的读操作（MOVX），读出ADC的转换结果，P2.7对应地址位的最高位，这里要求是0，即保证P2.7输出低电平，即MOVX访问外部RAM的16位地址为0x0xxx,xxxx,xxxx,xxxx。2、MCS51与ADC0809的参考接口

或非门

2、MCS51与ADC0809的参考接口

2、MCS-51对ADC0809的控制时序

MCS51将ADC当做外部RAM，通过写（MOVX@DPTR，A）指令，选择通道，并启动ADC，下面给出具体实现的时序1.送出数据地址比如0x7ff82.锁存低三位地址，选择模拟通道3.启动ADC开始转换WR2、MCS-51对ADC0809的控制时序

MCS51将ADC当做外部RAM，通过读（MOVXA，@DPTR）指令，读出转换结果，下面给出具体实现的时序1.将OE置为高电平，ADC打开三态门，送出转换结果到数据线，P2.7需要为0。2.CPU从数据线P0口读走转换结果，最高位地址需要为0。2、MCS51与ADC0809的参考接口

由于ADC0809具有输出三态锁存器，其8位数据输出引脚可直接与数据总线连接。地址译码引脚C、B、A分别与地址总线的低3位A2、A1、A0相连，以选通INO-IN7中的一个通路。P2.7（地址线A15）作为片选信号端，在启动A/D转换时，由单片机的写信号WR和P2.7引脚信号控制ADC的地址锁存和转换启动，由于ADC的ALE信号与START信号接在一起，这样连接使得在信号的前沿写入（锁存）通道地址，紧接着在其后沿就启动转换。图2.3是有关信号的时间配合示意图。在读取转换结果时，用低电平的读信号RD和P2.7引脚经1级或非门后，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开输出三态锁存器。ADC0809的转换结果寄存器在概念上定位为单片机外部RAM单元的一个只读寄存器，与通道号无关。因此读取转换结果时不必关心DPTR中的通道号如何，只需要注意，保证地址最高位为0，即P2.7为低电平就行。2、MCS51与ADC0809的参考接口

编程概要：MOVDPTR，#7FF8H；DPTR中的低三位地址为0，表示指向0809通道0MOVX@DPTR，A；端口地址送DPTR，P2.7=0，锁定通道0并启动转换，A寄存器的数据没啥用，实际上并没有真正写，只是给了一个写动作；注意：读写之间需要预留足够的时间，等待ADC转换完成，或者通过查询EOC的状态是否为1来开始读操作。MOVXA，@DPTR；读取转换结果此方式下单片机采用的是查询方式来控制ADC。2、MCS51与ADC0809的参考接口

外部中断1初始化编程程序如下：INADC：

SETBIT1；选择外中断为跳沿触发方式SETBEA；CPU开中断SETBEX1；外部中断0允许位MOVDPTR，#7FF8H；端口地址送DPTRMOVA，#00HMOVX@DPTR，A；启动0809对IN0通道转换„；完成其他工作

还可以采用中断方式的接口电路，只要把图2.2中的EOC引脚经过一非门接到单片机的INT1引脚上即可。采用中断方式可大大节省CPU的时间，当转换结束，EOC发出一个信号向单片机提出中断请求，单片机响应中断请求，由外部中断1的中断服务程序读A/D转换结果，并启动ADC0809的下一次转换，外部中断1采用跳沿触发方式。中断服务程序：PINT1：MOVDPTR，#7FF8H；读取A/D结果送内部RAM单元30HMOVXA，@DPTR；最高位地址需要为0，因为产生OE信号需要；MOV30H，AMOVA，#00H；启动对IN0的转换MOVX@DPTR，ARETI目录Contents12345调试注意事项以及可能遇到的问题ADC0809简介MCS51与ADC0809的参考接口MCS51与ADC0809的接口实例实现代码实现与解读3、MCS51与ADC0809的接口实例

3、MCS51与ADC0809的接口实例

查询方式参考代码：3、MCS51与ADC0809的接口实例

中断方式参考代码（汇编语言）：3、MCS51与ADC0809的接口实例

中断方式参考代码（C语言，主程序）：3、MCS51与ADC0809的接口实例

中断方式参考代码（C语言,中断服务程序）：3、MCS51与ADC0809的接口实例

参考代码：在本实例中，ADC的A，B，C三个管脚固定接地，硬件只转换IN0通道的模拟输入，所以对读写的低三位地址没有要求，采用中断模式，将通道0的ADC转换结果通过P1口投射到八个LED灯上，转换结果越大，高位灯亮的越多，转换结果小，则亮低位LED。ORG0000H LJMPSTART ORG0003H LJMPEINT0 ORG0100H

;主程序START:

MOVR0,#30H

;设立数据存储区指针 MOVR2,#08H

;设置8路采样计数值 SETBIT0

;设置外部中断0为边沿触发模式 SETBEA ;CPU开放中断 SETBEX0 ;允许外部中断0中断LOOP:

MOVDPTR,#0000H ;送入口地址并指向IN0 MOVX@DPTR,A ;启动A/D转换，A的值无意义 LCALLDELAY ;延时，等待A/D转换完成 SJMPSTART 3、MCS51与ADC0809的接口实例

参考代码DELAY:

MOVR5,#050DELAYY:DJNZR5,DELAYY

RET ORG0200H ;中断服务程序EINT0: MOVXA,@DPTR ;读取转换后的数字量 MOV@R0,A ;存入片内RAM单元 MOVP1,A INCDPTR ;指向下一模拟通道 INCR0 ;指向下一个数据存储单元 DJNZR2,NEXT ;8路未转换完，则继续 CLREA ;已转换完，则关中断 CLREX0 ;禁止外部中断0中断 RETI ;中断返回NEXT: MOVX@DPTR,A ;再次启动A/D转换 RETI ;中断返回3、MCS51与ADC0809的接口实例

原理图3、MCS51与ADC0809的接口实例

结果图1：最小值3、MCS51与ADC0809的接口实例

结果图2：中间值3、MCS51与ADC0809的接口实例

结果图3：最大值3、MCS51与ADC0809的接口实例

结果图4：完整变化过程目录Contents12345调试注意事项以及可能遇到的问题ADC0809简介MCS51与ADC0809的参考接口MCS51与ADC0809的接口工作原理实现代码实现与解读4.实现代码实现与解读（需要更新一下版本）

本实例说明：将ADC对IN0模拟输入的转换结果，转换成数字，显示在八段码上。采用查询方式，P1.0-P1.7分别接LED的A-G，DP；P2.0-P2.3接LED的1，2，3，4。注意：这里段式LED用的LED是7SEG-MPX4-CA，共阳极管子。代码才能对应上，否则不能正确显示。4.实现代码实现与解读

注意：选择元器件时，不要选择预览图界面中标记了“NoSimulatorModel”的元器件，此时进行仿真Proteus会报错。请选择如右图所示的有仿真模型的元器件。不要选择标记了“NoSimulatorModel”的元器件！请选择Proteus中有仿真模型的元器件。4.实现代码实现与解读

注意：双击AT89C51，选择AdvancedProperties设置项中的SimulateProgramFetches，将后面的设置选为Yes。将时钟频率ClockFrequency改为10000Hz。4.实现代码实现与解读

注意：双击AT89C51，选择AdvancedProperties设置项中的SimulateProgramFetches，将后面的设置选为Yes。4.实现代码实现与解读

程序代码如下：ORG0000HLJMPSTARTORG040HSTART:MOVDPTR,#7FF8H;DPTR指向0808通道0

MOVX@DPTR,A;启动0808对IN0通道转换

LCALLDELAY;延时

MOVXA,@DPTR;读取A/D结果

MOV30H,A;将结果放到内部RAM单元30H

JMPNEXT

DELAY:

MOVR5,#050DELAYY:DJNZR5,DELAYY

RET4.实现代码实现与解读

程序代码如下：NEXT:MOVA,30H;

MOVB,#10;

DIVAB;

A÷B的商→A，余数→B

PUSHB;放入第一位，个位

MOVB,#10;

DIVAB;

PUSHB;放入第二位，十位

MOVB,#10;

DIVAB;

MOVA,B；百位放在A里;下面代码处理百位N30:

CJNEA,#0,N31;百位不为零，跳N31

MOVR2,#11000000B;如果为0，将显示0的LED控制字放R2，DP位和中间一杠不显示

JMPN20N31:

CJNEA,#1,N32;

MOVR2,#11001111B;1

JMPN20N32:CJNEA,#2,N33;

MOVR2,#10100100B;

JMPN20N33:CJNEA,#3,N34;

MOVR2,#10110000B;3

JMPN20N34:CJNEA,#4,N35;

MOVR2,#10011001B;4

JMPN20N35:CJNEA,#5,N36;

MOVR2,#10010010B;5

JMPN20N36:CJNEA,#6,N37;

MOVR2,#10000010B;6

JMPN204.实现代码实现与解读

程序代码如下：N37:CJNEA,#7,N38;

MOVR2,#11111000B;7

JMPN20N38:CJNEA,#8,N39;

MOVR2,#10000000B;8

JMPN20N39:MOVR2,#10010000B;9;下面代码处理十位N20:POPB；把十位弹出来

MOVA,B

CJNEA,#0,N21;

MOVR3,#01000000B;为0放R3

JMPN10N21:CJNEA,#1,N22;

MOVR3,#01001111B;1

JMPN10N22:CJNEA,#2,N23;

MOVR3,#00100100B;2对应的LED段显示，cf两个段灭，对应第3，6两位；高位应该为1，否则DP小数点会亮

JMPN10N23:CJNEA,#3,N24;

MOVR3,#00110000B;3

JMPN10N24:CJNEA,#4,N25;

MOVR3,#00011001B;4

JMPN10N25:CJNEA,#5,N26;

MOVR3,#00010010B;5

JMPN10N26:CJNEA,#6,N27;

MOVR3,#00000010B;6

JMPN104.实现代码实现与解读

程序代码如下：N27:CJNEA,#7,N28;

MOVR3,#01111000B;7

JMPN10N28:CJNEA,#8,N29;

MOVR3,#00000000B;8

JMPN10N29:MOVR3,#00010000B;9;下面代码处理个位N10:POPB；从堆栈弹出个位

MOVA,B

CJNEA,#0,N11;

MOVR4,#11000000B;若为0放R4

JMPLOOOPN11:CJNEA,#1,N12;

MOVR4,#11001111B;1

JMPLOOOPN12:CJNEA,#2,N13;

MOVR4,#10100100B;2

JMPLOOOPN13:CJNEA,#3,N14;

MOVR4,#10110000B;3

JMPLOOOPN14:CJNEA,#4,N15;

MOVR4,#10011001B;4

JMPLOOOPN15:CJNEA,#5,N16;

MOVR4,#10010010B;5

JMPLOOOPN16:CJNEA,#6,N17;

MOVR4,#10000010B;6

JMPLOOOP4.实现代码实现与解读

N17:CJNEA,#7,N18;

MOVR4,#11111000B;7

JMPLOOOPN18:CJNEA,#8,N19;

MOVR4,#10000000B;8

JMPLOOOPN19:MOVR4,#10010000B;9；下面代码将R2（百），R3（十），R4（个）中的数字以十进制的形式显示出来LOOOP:MOVP2,#00000010B;只显示第2位，对应百位

MOVP1,R2;显示第2位数,与下一行换一下执行顺序，就不闪了吧？？

MOVP1,#11111111B;灭灯 MOVP2,#00000100B;只显示第3位，对应十位 MOVP1,R3;显示第3位数，R3中放着十位 MOVP1,#11111111B;灭灯 MOVP2,#00001000B;只显示第4位，对应个位 MOVP1,R4;显示第4位数，R4中放着个位