1、長 沙 學 院電子技術課程設計說明書題目模 擬 數(shù) 字 轉(zhuǎn) 換 器系(部)電子信息與電氣工程系專業(yè)(班級)光電一班姓名蔣智文學號2013041125指導教師劉亮 龍英 陳希 張海濤起止日期2015.6.1-2015.6.6電子技術課程設計任務書(30)系（部）：電子信息與電氣工程系 專業(yè)：光電信息工程 指導教師：張海濤課題名稱模 擬 數(shù) 字 轉(zhuǎn) 換 器設計內(nèi)容及要求1 說明模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的基本概念和原理；2 給出A1集成電路的主要技術參數(shù)，熟悉IC芯片（ADC）各引腳的功能，逐個說明；3 通過實際測試，給出A/D轉(zhuǎn)換的對應關系表，并分析計算其轉(zhuǎn)換精度；4寫出設計心得。 設計工作量1、系統(tǒng)整體設計

2、；2、系統(tǒng)設計及仿真；3、在Multisim或同類型電路設計軟件中進行仿真并進行演示；4、提交一份完整的課程設計說明書，包括設計原理、仿真分析、調(diào)試過程，參考文獻、設計總結等。進度安排起止日期（或時間量）設計內(nèi)容（或預期目標）備注第一天課題介紹，答疑，收集材料第二天設計方案論證第三天進行具體設計第四天進行具體設計第五天編寫設計說明書指導老師意見年 月 日教研室意見年 月 日長沙學院課程設計鑒定表姓名蔣智文學號2013041125專業(yè)光電信息工程班級1設計題目模 擬 數(shù) 字 轉(zhuǎn) 換 器指導教師張海濤指導教師意見：評定成績： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評定成績：答辯小組長簽名：日期：教研室

3、意見：最終評定等級：教研室主任簽名：日期：說明課程設計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。目錄一、前言5二、設計任務與目的5三、設計內(nèi)容與要求5四、總體設計框圖6五、元器件選擇6(一)ADC0808芯片6(二)時鐘脈沖源8(三)LED燈8六、設計原理9七、Proteus軟件運行仿真10(一)Proteus軟件10(二)運行仿真結果10(三)運行結果分析11八、實訓心得及體會11參考文獻12一、 前言電子技術基礎是一門發(fā)展迅速、實踐性和應用性很強的電子技術專業(yè)基礎課程，有數(shù)字部分和模擬部分。為了適應現(xiàn)代電子技術飛躍發(fā)展的需要，更好的培養(yǎng)21世紀應用型電子技術人才，需要在

4、加強學生基礎理論學習的同時，還要加強實驗技能的訓練。將理論知識、課題內(nèi)容的作業(yè)、討論與技能訓練相結合，融為一體，課程設計以此為目的使能力培養(yǎng)貫穿于整個教學過程。本課程設計通過對數(shù)字邏輯電路的性能測試和調(diào)整，使學生鞏固和加深理解所學的理論知識，熟悉電子電路中常用元器件的性能和常用電子儀器的使用，掌握電子電路測量的基本原理和方法，為制作和調(diào)試整機電路打下基礎。二、 設計任務與目的1.了解模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換2. 的基本概念和原理；3. 了解A1集成電路的主要技術參數(shù)，熟悉IC芯片（ADC系列）各引腳的功能；4. 學習AD轉(zhuǎn)換系統(tǒng)整體設計，并學會用仿真軟件進行仿真。5. 鞏固加深對電子線路的基本知識，提高綜

5、合運用專業(yè)知識的能力；6. 培養(yǎng)學生查閱參考文獻，獨立思考、設計、鉆研專業(yè)知識相關問題的能力；7. 通過實際制作安裝電子線路，學會單元電路以及整機電路的調(diào)試與分析方法；8. 培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風與科學態(tài)度，建立嚴謹?shù)墓こ碳夹g觀念；培養(yǎng)工程實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合設計能力。三、 設計內(nèi)容與要求1. 說明模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的基本概念和原理；2. 給出A1集成電路的主要技術參數(shù)，熟悉IC芯片（ADC）各引腳的功能，逐個說明；3. 通過實際測試，給出A/D轉(zhuǎn)換的對應關系表，并分析計算其轉(zhuǎn)換精度；4. 寫出設計心得。四、 總體設計框圖根據(jù)設計要求，要將模擬信號如直流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，查找資料知道，可以使用

6、集成A/D轉(zhuǎn)換器芯片完成。A/D轉(zhuǎn)化芯片型號為ADC0808五、 元器件選擇(一) ADC0808芯片目前國內(nèi)外各半導體器件生產(chǎn)廠家設計并生產(chǎn)出了多種多樣的ADC芯片, 常用的兩種為ADC0808和ADC00809，在實際使用中，ADC0808更常用于電路仿真，本設計采用ADC0808。ADC0808是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。1） ADC0808的內(nèi)部邏輯結構由下圖可知，ADC0808由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸

7、入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。2） ADC0808引腳結構ADC0808各腳功能如下： D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。 IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。 VCC：+5V工作電壓。 GND：地。 REF（+）：參考電壓正端。 REF（-）：參考電壓負端。 START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。 ALE：地址鎖存允許信號輸入端。 （以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）. EOC：轉(zhuǎn)換結束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當轉(zhuǎn)換結束時為高電平。 OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。

8、CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。ADC0808對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結束；否則，表明正在

9、進行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0808的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ。(二) 時鐘脈沖源采用激勵源端子，提供頻率為100KHZ的方波脈沖。(三) LED燈為獲取數(shù)字信號，需要對ADC0808輸出的數(shù)字信號進行顯示。采用LED燈，通過LED燈的亮與暗指示輸出的數(shù)字信號為1還是0.六、 設計原理1) 輸入直流電壓：在電位器上產(chǎn)生05V的電壓，在將其連接到ADC0808芯片的信號輸入端口

10、IN0口，讓電壓信號能夠輸入芯片中。2) 脈沖產(chǎn)生電路：產(chǎn)生一個頻率較高的方波信號CP，可選用激勵源端子，提供ADC0808芯片工作所需要的時鐘信號。3) 地址輸入信號控制電路：ADC0808芯片有三位地址選通輸入端,用以選擇對應的輸入通道，本設計采用信號輸入端口IN0口，故將A、B、C3個地址輸入線都連接地，固定輸入通道為IN0口。地址信號與選中通道的關系如下：4) 數(shù)字信號輸出顯示電路：用LED燈分別連接ADC0808的8個輸出信號端口，另一端接地，則可以顯示輸出信號為0還是1.5) 總的電路如下所示：七、 Proteus軟件運行仿真(一) Proteus軟件Proteus軟件是英國Lab

11、 Center Electronics公司出版的EDA工具軟件, 它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。可以仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。可提供示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表等仿真儀表資源。本設計是采用它進行電路仿真。(二) 運行仿真結果ADC0808模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器仿真結果圖(三) 運行結果分析如圖所示：ADC0808芯片通過通道IN0采集由電位器產(chǎn)生的電壓信號，在ST為轉(zhuǎn)換啟動信號時，對電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換期間，ST應保持低電平，轉(zhuǎn)換結束后，EOC

12、變?yōu)楦唠娖剑琌E為輸出允許信號，OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，然后LED燈顯示出輸出的數(shù)據(jù)。如圖中，輸入電壓為0.25V，輸出數(shù)據(jù)為00001101.結果分析：對于這個8位的電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器，如果將參考設為5V，那么輸出的信號有64種編碼，分別代表輸入電壓在0V-0.078125V, 0.078125V-0.15625V, .4.291875V-5V。分為64個等級編碼，當一個0.08V的信號輸入時，轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)為00000001。部分電壓與輸出量的關系如下：電壓V輸出數(shù)字量UD7D6D5D4D3D2D1D00.01000000000.08000000000.40000001010.80001

13、010011.60010100103.20101000114.00110011004.5011100101八、 實訓心得及體會通過這次課程設計，我學會了Proteus仿真軟件的使用。利用Proteus對ADC0808模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器各個單元電路和整體電路的設計和仿真，只要點擊鼠標就能方便、快捷地搭建電路，并且修改電路方便。在電路設計仿真完成之后再構建實際電路，從而降低了成本，大大提高了教學和專業(yè)設計的效率。在本次課程設計，我掌握了計數(shù)式8位A/D轉(zhuǎn)換器的設計原理，了解了ADC0808以及ADC0809的工作原理，對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換有了一定的認識。通過對軟件Proteus的學習和使用，進一步加深了我對數(shù)字電路的認識，同時加強了我動手、思考和解決問題的能力，并為我以后的畢業(yè)設計打下了良好的基礎。做課程設計的同時也是對課本知識的鞏固和加強，平時看課本時有些弄不懂的問題，在做課程設計時就找到了解決的方法；與此同時，還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看完課本很容易忘，就是因為沒有動手實踐過，這也說明了“理論聯(lián)系實際”的重要性