1、 HEFEI UNIVERSITY單片機(jī)課程綜述報(bào)告主 題 基于51單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 姓 名 郭麗麗 專業(yè) 通信工程 學(xué) 號(hào) 1105021006 班 級(jí) 11級(jí)通信（1）班 指導(dǎo)老師 汪濟(jì)洲 2014 年 6 月 2 日目 錄1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2實(shí)驗(yàn)要求12.實(shí)驗(yàn)原理12.1電路原理圖12.2 Proteus7.4 軟件簡(jiǎn)介23、實(shí)驗(yàn)步驟64、源程序代碼65. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析106.總結(jié)101.實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)的接口方法2. 了解A/D芯片ADC0809轉(zhuǎn)換性能及編程方法3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解單片機(jī)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集1.

2、2實(shí)驗(yàn)要求1. 采用查詢法或中斷法編程進(jìn)行A/D采集；2. 采集05V范圍的電壓信號(hào)（以電位器模擬被測(cè)信號(hào)），使用4位串行數(shù)碼管顯示05V數(shù)值，小數(shù)點(diǎn)保留三位，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易電壓表功能。2.實(shí)驗(yàn)原理2.1電路原理圖熟悉8051的輸入輸出端口的使用方法, 本實(shí)驗(yàn)的電路連接如圖1所示。圖1 連接電路2.2 Proteus7.4 軟件簡(jiǎn)介Proteus是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成

3、的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤(pán)和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2、MPLAB等軟件。具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。總之，該

4、軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。其操作界面如下圖所示：圖2 Proteus操作頁(yè)面2.模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)ADC0809簡(jiǎn)介ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。圖3 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖4 ADC0809芯片ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)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(dāng)OE端為高電平時(shí)

5、，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)：由下圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)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(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖5ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809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(fù)端。STA

6、RT：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。（以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開(kāi)三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。3、實(shí)驗(yàn)步驟1. Proteus軟件中繪制單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路；2. 在Keil C軟件中編制匯編或C程序，軟件調(diào)試；3. 在Proteus中加載實(shí)驗(yàn)程序，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4、源程序代碼#include <reg52.h>/*引腳定義*/sbit dis_ab=P30;sbit dis_clk=P

7、31;sbit CLK=P34; sbit ST=P35; sbit EOC=P36; sbit OE=P37; /*7SEG-LED段碼表*/Unsignedcharcode LedTab21=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76,0x73,0x3e,0x00, 0x40;/*/unsigned char data num_1; /存儲(chǔ)十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單十六進(jìn)制數(shù)的值unsigned char data num_2;unsigned char data num

8、_3;unsigned char data num_4;void Delay(unsigned int x);void DispClk(void);void DisplaySerial(unsigned char x);void ClearLed(unsigned char x);void HexToDec(unsigned int x);void main() unsigned long num; ST=0;OE=0; while(1) ST=1;/發(fā)高脈沖啟動(dòng)采樣信號(hào)ST=0;doCLK=!CLK;/提供采樣時(shí)鐘信號(hào)，直到采樣結(jié)束為止 while(!EOC);OE=1;num=P1;/讀取

9、采樣值num=5000*num/255;/將0#FFH采樣值轉(zhuǎn)化為05V數(shù)值（05000）HexToDec(num);/將16進(jìn)制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制數(shù)據(jù)，以便于數(shù)碼管顯示ClearLed(4);DisplaySerial(num_4);/依次從高位到低為顯示采樣電壓值DisplaySerial(num_3);DisplaySerial(num_2);DisplaySerial(num_1);Delay(30000);/采樣延時(shí)間隔，決定采樣頻率 /*延時(shí)子程序*/void Delay(unsigned int x)unsigned int j;for(j=0;j<x;j+);/*/功能

10、：串行模擬時(shí)鐘注意事項(xiàng)：用到delay.h中的延時(shí)子程序形參：無(wú)/*/void DispClk(void)dis_clk=1;Delay(1);dis_clk=0;Delay(1);/*/功能：發(fā)送一個(gè)數(shù)字到串行LED上形參：unsigned char x：0-20/*/void DisplaySerial(unsigned char x)unsigned char i;unsigned char num_serial=LedTabx;for(i=0;i<8;i+)dis_ab=(bit)(num_serial&0x80);num_serial<<=1;DispClk

11、();/*/功能：清串行LED顯示形參：unsigned char x = 需要清顯示的LED數(shù)/*/void ClearLed(unsigned char x)unsigned char i;for(i=0;i<(x<<3);i+)DispClk();dis_ab=0;void HexToDec(unsigned int x) /十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制num_1=x%10;/個(gè)位x=x/10;num_2=x%10;/十位x=x/10;num_3=x%10;x=x/10;num_4=x%10;5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過(guò)改變POT-LIN原件滑片的位置即可調(diào)整輸入的物理模擬量，可以發(fā)現(xiàn)輸出的數(shù)字信號(hào)即觀察LED的顯示效果的不同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)POT-LIN原件上的滑片位置位于參考圖的上方時(shí)，LED會(huì)全亮；（2）當(dāng)POT-LIN原件上的滑片位于最下方時(shí)，LED全暗；（3）當(dāng)POT-LIN原件上的滑片位于上下之間的位置時(shí)，則會(huì)有其對(duì)應(yīng)的LED顯示效