ADC0832的數(shù)字電壓表設計

1、目錄1.引言12.方案設計 12.1設計要求12.2設計方案13.硬件設計23.1單片機最小系統(tǒng)23.2顯示驅(qū)動部分23.3轉(zhuǎn)換電路33.4單片機驅(qū)動部分34.軟件設計44.1軟件流程 44.2子程序模板 55實驗結(jié)果與討論55.1實驗仿真 55.2結(jié)果討論 56心得體會67參考文獻138附錄8.1程序78.2 原理圖7 1. 引言 隨著片機技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的電子產(chǎn)品幾乎滲透到了社會的各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)肢和社會信息化程度的提商，人們?yōu)榱藢で笞詈玫目萍?，為了方便人類在使用科技產(chǎn)品的快速性，準確性。例如數(shù)字電壓表能夠準確的，快速的量出電壓。 利用ADC0832和AT89C52

2、的結(jié)合再通過LCD來顯示出來。 ADC0832是一個8位D/A轉(zhuǎn)換器。單電源供電，從+5V+15V均可正常工作?；鶞孰妷旱姆秶鸀?#177;10V；電流建立時間為1S；CMOS工藝，低功耗20mW。ADC0832轉(zhuǎn)換器芯片為20引腳，雙列直插式封裝。該轉(zhuǎn)換器由輸入寄存器和DAC寄存器構(gòu)成兩級數(shù)據(jù)輸入鎖存。使用時數(shù)據(jù)輸入可以采用兩級鎖存（雙鎖存）形式，或單級鎖存（一級鎖存，一級直通）形式，或直接輸入（兩級直通）形式。2. 方案設計2.1設計要求按系統(tǒng)要實現(xiàn)功能，設計必須達到以下的幾個步驟的要求（1）主電路系統(tǒng)是由ADC0832，單片機AT89C52和LCD顯示屏組成。（2）ADC083

3、2是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，是將外側(cè)電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再通過AT89C52處理，再通過LCD顯示出來（3） 能測量0-5V的數(shù)字電壓（4） 測量誤差不大于0.1V2.2設計方案 2.1.1單片機的選擇 本設計選用單片機AT89C52它是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，足夠本設計之用，高性能CMOS8位微處理器該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容,功能強大、使用方便的AT80C52單片機適用于許多較為復雜的應用場合。 2.1.2總體設計及系統(tǒng)原理 數(shù)字電壓表的整體設計比較簡單，包括單片機,ADC0832的芯片和

4、LCD的顯示電路組成。先通過ADC0832芯片將外側(cè)電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過由AT89C52組成的電路處理轉(zhuǎn)換成相應的實際電壓，再通過LCD顯示電路顯示出來。時 鐘 電 路 AT89C52LCD顯 示 部 分A/D轉(zhuǎn) 換 部 分復 位 電 路3.1.單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)選用AT89C52，自動復位和手動復位電路可對單片機進行復位操作。3.2.顯示驅(qū)動部分 本設計是選用LCD1602顯示器進行顯示，用來顯示電壓的數(shù)值。LCD1602顯示器成本低，配置靈活與單片機接口簡單，在單片機應用系統(tǒng)中廣泛應用 本設計采用LCD1602，它是一種專門用來顯示字母，數(shù)字和符號等的點陣型的液晶模塊

5、。它由若干個5×7或者5×11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔。LCD1602顯示器與AT89C52相連。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器控制指令3.3轉(zhuǎn)換電路 本設計是采用ADC0832芯片,ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，,其最高分辨率可達256級，可以適應一般的模擬量的轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間，芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32s具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)檢控，以減少數(shù)據(jù)誤差。轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。通過DI數(shù)

6、據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 3.4單片機驅(qū)動部分 在本實驗中選用ADC0832芯片，ADC0832芯片是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率，雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功

7、能的選擇。 表:ADC0832配置位4,軟件設計4.1軟件流程 在本設計實驗里面單片機是對ADC0832的控制，在正常情況下ADC0832與單片機的接口應為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS,CLK,DO.DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同事有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計將DO和DI端并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當ADC0832未工作時器CS輸入端為高電平，此時芯片禁用CLK和DI/DO的電平可任意。當進行A/D轉(zhuǎn)換時，必須將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信

8、號。在第1個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高壓平，表示啟始信號。在第2、3個脈沖下沉之前DI端輸入2用于選擇通道功能。當此2位數(shù)據(jù)位“1”“0”時，只對CHO進行單通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)為“1”、“”時，只對CH1進行單通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)位“0”、“0”時，將CHO作為正輸入端IN+，CH1作為負輸入端IN進行輸入。當2位數(shù)據(jù)位“0”、“1”時，將CHO作為負輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+進行輸入。到第3個脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個脈沖下沉D

9、O端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATAO。一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下沉輸出DATAO。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個脈沖時輸出完成。也標志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行處理就可以了4.2子程序模塊讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)輸入通道控制產(chǎn)生時鐘信號初 始 化開 始將值送入指定的寄存器 結(jié) 束主要控制子程序說明如下:（1）delay:延時子程序；void delay(uint z)（2）void LCD_init()，是LCD1602的功能設定。例如； LCD_write_cmd(0x38)

10、; delay(1);/功能設置，數(shù)據(jù)長度為8位，雙行顯示，5×7點陣字體。 (3)void LCD_display(uchar add,uchar s)是lcd的顯示程序。5實驗結(jié)果與討論5.1實驗仿真 依據(jù)各功能模塊的功能要求和工作過程畫出程序的流程圖，然后根據(jù)流程圖和系統(tǒng)的硬件連接寫出詳細的程序，接著對各個子程序進行編譯，調(diào)試，運行，看看是否能達到其功能，然后再將整個程序糅合在一起進行整體軟件調(diào)試。在整體調(diào)試中，需注意寄存器組不能重復，在進入中斷時，哪些寄存器內(nèi)容和參數(shù)需入棧保護，以及調(diào)用子程序時各參數(shù)必須統(tǒng)一，在編譯通過時，最好能把整個程序再單步執(zhí)行一遍。單步執(zhí)行時看看每步執(zhí)

11、行完后數(shù)據(jù)各個特殊功能寄存器中數(shù)據(jù)的變化，這樣才能確保整個程序按照系統(tǒng)的工作過程和功能要求執(zhí)行。仿真結(jié)果。5.2討論結(jié)果本設計以AT89C52單片機為系統(tǒng)的控制核心，采用proteus仿真軟件進行測試。Proteus是一款比較常用的單片機仿真軟件，用proteus和keil配合進行仿真提高系統(tǒng)運行效率與穩(wěn)定性。6. 心得體會通過這次設計，使我深入了解了AT89S52單片機和ADC0832（AD轉(zhuǎn)換器）的結(jié)構(gòu)和特點及數(shù)字電壓表的工作原理，加深了對課本理論知識的理解，鍛煉了實踐動手能力，理論知識與實踐設計相結(jié)合，培養(yǎng)了創(chuàng)新開發(fā)的思維。在此次課程設計中，收獲知識的同時，我還收獲了閱歷。此次單片機課程

12、設計需要運用到許多之前所學過的知識，令我認識到自己以前學習的一些不足之處，例如對以前所學知識的理解不夠深刻，掌握得不夠牢固，運用不夠靈活。這讓我懂得了認真學習的重要性，以及要孜孜不倦地鉆研所學過的知識，做得融會貫通，不能一覽而過，不求甚解。在邊學習邊動手的過程中，我對電子時鐘的構(gòu)造以及原理有了進一步的了解，同時也加深和鞏固了我對單片機語言的認識。除此之外，由于是第一次做單片機，因此在此次課程設計的過程中，無論是電路繪制還是匯編語言編寫都難免遇到了不少困難和障礙，例如C語言編寫出錯、電路元件無從入手等。在面對困難和障礙時，我慶幸自己沒有退縮和逃避，而是通過各種方法，迎難而上，以堅持、耐心和努力勇

13、敢無畏地面對困難，克服困難，解決困難。讓我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及動手實踐的能力都有了很大的提高，并了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義。7.1參考文獻1 吳炳勝，80C51單片機原理及應用技術(shù).北京.冶金工業(yè)出版社個2008.2 林立，張俊亮單片機原理及應用.北京.電子工業(yè)出版社 2013 3 藍和慧，寧武，閆曉金，單片機應用技能.北京.電子工業(yè)出版社 2009 4 王宜懷.單片機原理及其嵌入式應用教程M.北京希望電子出版社，2002. 5 蔡朝洋.單片機控制實習與專題制作.北京.北京航空航天大學出版社 20066高禹.C語言程序設計.北京.清華大學出版社 20118.附 錄1:程序

14、1.)文件ADC0832.h#ifndef _ADC0832_H_#define_ADC0832_H_uchar ADC_read_data(uchar ch)uchar i,dat0=0,dat1=0;cs=0;clk=0;dio=1; delay_us();clk=1;delay_us(); /第一次下降沿之前DIO置高，起始信號clk=0;dio=1;delay_us();clk=1; /第二次下降沿輸入dio=1delay_us(); clk=0;dio=ch; /第三個下降沿,設DIO=0;delay_us();clk=1;delay_us();/*二，三個下降沿選擇通道1*/clk

15、=0;dio=1; /第四個下降沿之前，設DIO=1 delay_us(); for(i=0;i<8;i+)/第411共8個下降沿讀數(shù)據(jù)（MSB->LSB）clk=1;delay_us();clk=0;delay_us();dat0=dat0<<1|dio;for(i=0;i<8;i+) /第1118共8個下降沿讀數(shù)據(jù)（LSB->MSB）dat1=dat1|(uchar)(dio)<<i);clk=1;delay_us();clk=0;delay_us(); cs=1; /判斷dat0與dat1是否相等return (dat0=dat1)?dat

16、0:0; void ADC_change(uchar ch)dat=ADC_read_data(ch)*500.0/255;/dat變量要全局變量，重要LCD_bufferch8=dat/100+'0'LCD_bufferch10=dat/10%10+'0'LCD_bufferch11=dat%10+'0'#endif2.)文件LCD1602.h#ifndef _LCD1602_H_#define _LCD1602_H_uchar LCD_check_busy()uchar state;rs=0;rw=1;delay(2);en=1;state=

17、P0;delay(2);en=0;delay(2);return state;void LCD_write_cmd(uchar cmd)while(LCD_check_busy()&0x80)=0x80);rs=0;rw=0;delay(2);en=1;P0=cmd;delay(2);en=0;delay(2);void LCD_write_data(uchar dat)while(LCD_check_busy()&0x80)=0x80);rs=1;rw=0;delay(2);en=1;P0=dat;delay(2);en=0;delay(2);void LCD_display

18、(uchar add,uchar s)uchar i;LCD_write_cmd(0x80+add);for(i=0;i<16;i+)LCD_write_data(si); void LCD_init()LCD_write_cmd(0x38);delay(1);LCD_write_cmd(0x0c);delay(1);LCD_write_cmd(0x06);delay(1);LCD_write_cmd(0x01);delay(1);#endif3.)文件define.h#ifndef _DEFINE_H_#define _DEFINE_H_#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit cs=P30;sbit clk=P31; /控制端口定義sbit dio=P32;sbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit en=P22;uint j,add,da