基于51單片機的模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)實驗設(shè)計

1、會肥號會HEFEI UNIVERSITY單片機課程綜述報告主 題 基于51單片機的模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實驗設(shè)計姓名郭麗麗專業(yè)通信工程學(xué)號 1105021006班 級11級通信（1）班指導(dǎo)老師汪濟洲2014年6月2日1 .實驗?zāi)康呐c要求11.1 實驗?zāi)康?1.2 實驗要求12 .實驗原理12.1 電路原理圖12.2 Proteus7.4 軟件簡介23、實驗步驟54、源程序代碼55 .實驗結(jié)果分析106 .總結(jié)10歡迎下載1 .實驗?zāi)康呐c要求1.1 實驗?zāi)康? .掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機的接口方法2 . 了解A/D芯片ADC0809專換性能及編程方法3 .通過實驗了解單片機如何進行數(shù)據(jù)采集1.2 實驗

2、要求1 .采用查詢法或中斷法編程進行 A/D采集；2 .采集05V范圍的電壓信號（以電位器模擬被測信號），使用4位用 行數(shù)碼管顯示05V數(shù)值，小數(shù)點保留三位，實現(xiàn)簡易電壓表功能。2.實驗原理2.1 電路原理圖熟悉8051的輸入輸出端口的使用方法，本實驗的電路連接如圖1所示圖1連接電路2.2 Proteus7.4軟件簡介Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于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 件的特點是：實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電 路仿真、單片機及其外圍電路組成的系

3、統(tǒng)的仿真、RS23網(wǎng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和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、信號發(fā)生器等。支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：ARM7(LPC21xx) 8051/52系列、AV繇歹【、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)置斷點等調(diào)試 功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中， 也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2、MPLA萼軟件。具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟

4、件是一款集單片機和SPICE分析 于一身的仿真軟件，功能極其強大。其操作界面如下圖所示：構(gòu)唐律/eEHs岫圖2 Proteus 操作頁面歡迎下載|c ol5""I . "! 口 2.模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）實驗設(shè)計ADC080嫡介ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)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，可以和單片機直接接口。圖3 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)ADC080曲一個8路模擬開關(guān)、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(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時 輸入，共用A/D轉(zhuǎn)

5、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)。ADC0809勺內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu):由下圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、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(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，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)。IH)H41IH3切IN6IN7AEqAtE圖5 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809各腳功能如下：D7-D0: 8位數(shù)字量輸出弓I腳。IN0-IN7

6、: 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(jié)束信號輸出弓I腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當轉(zhuǎn)換結(jié)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。CLK:時鐘信號輸入端(一般為 500KHz)。A、B、C:地址輸入線。3、實驗步驟1 . Proteus軟件中繪制單片機實驗電路；2 .在Keil C軟件中編制匯編或C程序，軟件調(diào)試；3 .在Proteus中加載實驗程序，觀察并記錄實驗結(jié)果。4、

7、源程序代碼#include <reg52.h>*弓 I 腳定義 */sbit dis_ab=P3A0;sbit dis_clk=P3A1； sbit CLK=P3A4;sbit ST=P3A5;sbit EOC=P3A6;sbit OE=P3A7;*7SEG-Led段例表 */Unsigned char codeLedTab21=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76,0x73,0x3e,0x00, 0x40;存儲十六進制轉(zhuǎn)化為兩個單十六進制數(shù)*unsi

8、gned char data num_1; /的值unsigned char data num_2;unsigned char data num_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

9、啟動采樣信號歡迎下載ST=0;doCLK=!CLK;提供采樣時鐘信號，直到采樣結(jié)束為止 while(!EOC);OE=1;num=P1;/讀取采樣值num=5000*num/255; /將0'#FFH采樣值轉(zhuǎn)化為 05V數(shù)值(05000)HexToDec(num);將16進制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為10進制數(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);/采樣延時間隔，決定采樣

10、頻率*延時子程序 */void Delay(unsigned int x) unsigned int j;for(j=0;j<x;j+);*功能：用行模擬時鐘注意事項：用到delay.h中的延時子程序形參：無*void DispClk(void) dis_clk=1;Delay(1);dis_clk=0;Delay(1);*功能：發(fā)送一個數(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;

11、i<8;i+)dis_ab=(bit)(num_serial&0x80);num_serial<<=1;DispClk();*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) /十六進制轉(zhuǎn)十進制/個位num_1=x%10;x=x/10;num_2=x%10;/ 十位x=x/10;num_3=x%10;x=x/10;num_4=x%10;5 .實驗結(jié)果分析通過改變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)字信號即觀察LED的顯示效果的不同。通過實驗，會發(fā)現(xiàn)：(1)當POT-LIN原件上的滑片位置位于參考圖的上方時，LED會全亮；(2)當POT-LIN原件上的滑片位于最下方時，LED全暗；(3)當POT-LIN原件上的滑片位于上下之間的位置時， 則會有其對應(yīng)的LE