单片机原理与应用-基于汇编、C51及混合编程第9章 STC12C5A60S2单片机的片内AD转换器

1、第9章 STC12C5A60S2单片机的片内A/D转换器,9.1 A/D转换器的内部结构 9.2 A/D转换器的相关寄存器 9.3 A/D转换器的应用,第9章 STC12C5A60S2单片机的片内A/D转换器,传统的单片机只能处理数字量信息，但在应用中经常需要处理一些连续变化的模拟量，例如温度、流量、电压、频谱等，这就需要先经过A/D转换转变成单片机可以处理的数字量。 STC90C58AD、STC12C5A60S2、STC12C5410AD等单片机内部集成了8路10位A/D转换电路，转换速度可达到250KHz（25万次/秒），即转换周期为4s。,9.1 A/D转换的内部结构,STC12C5A6

2、0S2单片机的A/D转换的输入端在P1口（P1.7P1.0），上电复位后，P1口为弱上拉，用户可以通过程序将8路中的任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D使用的口可继续作为I/O口使用。,从最高位开始的逐位试探法,逐次逼近型A/D转换器转换原理：,模拟量输入,逐次逼近式：转换前，N位寄存器写入的数据先由最高位置1，DAC输出值与被测的模拟值进行比较：如果“低于”，该位的1被保留；如果“高于”该位的1被清除。然后下一位再置1，再比较，决定是否保留直至最低位完成同一过程。写入的数据从最高位到最低位都试探过一遍的最终值就是AD转换的结果。,9.2 A/D转换器的相关寄存器,与A/D转换器相关的寄存

3、器有： P1口模拟功能控制寄存器P1ASF A/D转换器控制寄存器ADC_CONTR A/D转换结果寄存器ADC_RES、ADC_RESL 辅助寄存器AUXR1 与A/D中断有关的寄存器IE、IPH和IP,1P1口模拟功能控制寄存器P1ASF（地址9DH）,当P1口中某引脚要作为A/D使用时，要将P1ASF寄存器 中该引脚所对应的位置1，即该引脚设置为模拟功能； 通过MOV P1ASF,#DATA指令实现。,2.ADC控制寄存器ADC_CONTR（地址BCH）,启动A/D转换之前一定要保证A/D转换器的电源已打开，并且首次开启内部A/D转换电源时，需要适当的延时，等内部电源稳定后，再启动A/D

4、转换。A/D转换结束后关闭A/D转换器的电源可降低功耗。,ADC_POWER：A/D转换器的电源控制位。当该位为1时，开启A/D转换器电源；当该位为 0时，关闭A/D转换器电源。,SPEED1、SPEED0：转换速度控制位。对SPEED1、SPEED0两位取不同的值时，A/D转换所需的时间不同，具体情况如表91所示,ADC_FLAG：A/D转换器转换结束标志位，当A/D转换完成后，硬件自动将ADC_FLAG位置1，但要通过程序将其清0。,ADC_START： 转换启动控制位。将该位设置为1时，启动转换。转换结束后，该位自动清0。下次需要启动A/D转换时，必须再次将该位置1。,CHS2、CHS1

5、、CHS0：模拟输入通道选择。当CHS2、CHS1、CHS0三位取不同的值时，选择P1口不同的引脚作为模拟输入通道，具体情况如表92所示。,3A/D转换结果寄存器ADC_RES、ADC_RESL （地址0BDH、0BEH）,用于保存A/D转换结果。 当辅助寄存器AUXR1（参见图28）中ADRJ（A/D转换结果寄存器的数据格式调整控制）位为0时，10位A/D转换结果的高8位存放在ADC_RES中，低2位存放在ADC_RESL的低2位中。 ADRJ位为1时，10位A/D转换结果的高2位存放在ADC_RES寄存器的低2位中，低8位存放在ADC_RESL寄存器中。 10位A/D转换的结果与输入电压的

6、关系为： (ADC_RES1：0，ADC_RESL7：0)=210,9.3 A/D转换器的应用,实现A/D转换的步骤如下： （1）设置P1ASF寄存器，确定P1口的相应引脚作为模拟输入通道，设置辅助寄存器AUXR1中的ADRJ位确定转换结果保存格式； （2）设置A/D转换控制寄存器ADC_CONTR，打开A/D转换电源，确定转换速度和转换通道； （3）启动A/D转换。上电后首次打开内部AD转换模拟电源时，需适当延时，待内部模拟电源稳定后，再启动A/D转换。 （4）A/D转换启动后经4个时钟周期延时可以通过软件查询ADC_CONTR寄存器中的ADC_FLAG位是否为1，当ADC_FLAG为1时表

7、明A/D转换结束。AD转换结束后需将ADC_FLAG位清0。,【例91】设单片机的系统时钟频率为12MHz，利用STC12C5A60S2单片机中的A/D转换模块，将测温电阻PT1000的阻值随温度变化所形成的电压信号转换成数字信号，单片机读取后存放于30H、31H单元，如图95所示。,【例91】设单片机的系统时钟频率为12MHz，利用STC12C5A60S2单片机中的A/D转换模块，将测温电阻PT1000的阻值随温度变化所形成的电压信号转换成数字信号，单片机读取后存放于30H、31H单元，如图95所示。,分析：首先将PT1000阻值变化所反应出的电压信号经仪表放大器AD623放大成05V的电压

8、信号。经单片机内部的A/D转换器转换成数字量，为了提高转换的精确度，尽量减小电源噪声的影响，可连续采集64次，并对A/D转换的结果求和，相当于实现16位的A/D转换 。 汇编语言子程序,AD_RESULT1 EQU 30H ；A/D转换结果的高8位 AD_RESULT2 EQU 31H ；A/D转换结果的低8位 P1ASF EQU 9DH AUXR1 EQU A2H ADC_CONTR EQU BCH AD_CONVERT： MOV P1ASF,#01H ；选择P1.0为A/D转换模拟量的输入 ORL AUXR1,#00000100B；选择ADRJ位为1 MOV A,#0E0H MOV ADC

9、_CONTR，A ；开启A/D转换的电源 MOV AD_RESULT1,#00H MOV AD_RESULT2,#00H LCALL DELAY_10s ；等待A/D转换电源稳定 MOV A,#11101000B MOV ADC_CONTR,A ； 启动A/D转换 MOV R6,#64 ；R6作为计数器,AD_CONVERT1： LCALL AD_CONV ；调用A/D转换的子程序 DJNZ R6, AD_CONVERT1 ；64次转换未结束，继续转换 MOV A,# 0 MOV ADC_CONTR,A；清ADC_FLAG位，并停止AD转换 RET AD_CONV： MOV A,ADC_CON

10、TR JNB ACC.4, AD_CONV ；等待A/D转换结束 MOV A,#11101000B MOV ADC_CONTR,A ；再次启动AD转换 MOV A,ADC_RESL ；读转换结果的低8位 ADD A, AD_RESULT2 ；与低8位结果相加,MOV AD_RESULT2,A ；将得到的结果存放至31H单元 MOV A, ADC_RES ；读转换结果的高两位 ANL A,#03H ；屏蔽ADC_RES寄存器的高6位 ADDC A, AD_RESULT1 ；与高8位结果相加 MOV AD_RESULT1,A ；将得到的结果存放至30H单元 RET DELAY_10s: MOV R5,#1EH DJNZ R5,$ RET,C51程序：,#include #include /声明本征函数库 unsigned int temp,result; unsigned char num=0 x40;/设置A/D转换次数 void AD_CONV ( ); / A/D转换函数的声明 void DELAY_10s( ) ;/延时10s函数的声明 void main( ) P1ASF=0 x01; 选择P1.0为A/D转换模拟量的输入 AUXR1=0 x04；选择ADRJ位为1 ADC_CONTR=0 xE0;/开启动A/D转换的电源 DELA