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1、單片機(jī)控制技術(shù)項(xiàng)目:簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)123 項(xiàng)目任務(wù)要求 硬件電路設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì) 目 錄4 系統(tǒng)調(diào)試與分析 采用A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809采集05V 連續(xù)可變的模擬(傳感器)電壓信號(hào),轉(zhuǎn)變?yōu)?位數(shù)字信號(hào) 00FF后,送單片機(jī)處理,并在2位數(shù)碼管上顯示電壓0.0 5.0 V(小數(shù)點(diǎn)不用顯示)。其中,05V 連續(xù)可變的模擬電壓信號(hào)通過調(diào)節(jié)電位器來獲得。 A/DA/D關(guān)鍵關(guān)鍵:(1 1)數(shù)字輸出量的連接;()數(shù)字輸出量的連接;(2 2)ADCADC啟動(dòng)方式;啟動(dòng)方式;(3 3)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)處理方法;()轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)處理方法;(4 4)時(shí)鐘的連接。)時(shí)鐘的連接。一、任務(wù)要求l 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)要
2、求 A D C 0 8 08 /0 80 9 引引 腳腳圖圖 GND13VCC11IN026D721D620IN127D519D418IN228D38D215IN31D114D017IN42EOC7IN53A25IN64B24C23IN75ALE22VREF(-)16OE9START6VREF(+)12CLK10U1ADC0809 lIN0IN7:8個(gè)模擬電壓輸入通道(單極性,05V)lADDA、ADDB、ADDC:地址輸入線lALE:地址鎖存允許信號(hào)(上升沿)lSTART:轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。上升沿時(shí)復(fù)位,下降沿時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換;轉(zhuǎn)換期間,START應(yīng)保持低電平。lD7D0:數(shù)據(jù)輸出線,為三態(tài)緩沖
3、輸出形式lOE:輸出允許信號(hào)。OE=1,允許輸出數(shù)據(jù)lCLK時(shí)鐘信號(hào)。通常外接頻率640KHz,500KHz最好lEOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。EOC=0,正在轉(zhuǎn)換;EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束lVref參考電壓,與輸入模擬信號(hào)比較,作逐次逼近基準(zhǔn) 其典型值為Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V,或0V二、硬件電路設(shè)計(jì)圖圖1 ADC08091 ADC0809管腳功能分布管腳功能分布(一)ADC0809管腳功能(28腳) ADC芯片相當(dāng)于“輸入設(shè)備”,需要接口電路提供數(shù)據(jù)緩沖器; 主機(jī)需要控制轉(zhuǎn)換的啟動(dòng); 主機(jī)還需要及時(shí)獲知轉(zhuǎn)換是否結(jié)束,并進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入等處理。二、硬件電路設(shè)計(jì)(二)ADC芯片與主機(jī)的連
4、接u ADC0808與ADC0809的區(qū)別: ADC0809是很常用的一款8位的A/D轉(zhuǎn)換芯片,ADC0808是其簡(jiǎn)化版,主要的不同點(diǎn)是0808的轉(zhuǎn)換輸出out07與常用的輸出端高低位是相反的,即0809的最低位是out0,0808的最低位是out7。實(shí)際中ADC0808不常用,常用的是0809,而0808最常用在Protues仿真里面,因?yàn)?809是沒有模型庫(kù),只能用0808代替來仿真。(1)數(shù)碼管為2個(gè)“共陰”數(shù)碼管,采取動(dòng)態(tài)掃描工作方式,顯示電路用P2口做為段控制端,輸出09的字型編碼;P0.7、 P0.6做為位控制端,低電平有效(共陰),控制顯示狀態(tài)。(2)輸入的模擬電壓從ADC080
5、9的IN0 (第26腳)輸入,所以通道選擇端ADDC、ADDB、ADDA均接地。(3)單片機(jī)采用P1口讀入ADC0809芯片A/D轉(zhuǎn)換后8位數(shù)據(jù)。二、硬件電路設(shè)計(jì)(三)硬件電路單片機(jī)與單片機(jī)與ADC0809ADC0809接口接口(I/OI/O端口直接控端口直接控制方式)制方式)圖圖2 2 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表電路簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表電路二、硬件電路設(shè)計(jì)74LS02改用共陰數(shù)碼管l 單片機(jī)的P0.2引腳通過(或)非門74LS02與ADC0809的ALE,START和OE引腳相連,控制0809的地址鎖存(ALE)、啟動(dòng)(START)和輸出允許(OE)。l 單片機(jī)的P0.3引腳通過(或)非門與ADC0809的E
6、OC引腳相連(表示轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號(hào))。二、硬件電路設(shè)計(jì)圖圖3 23 2輸入端四或非門輸入端四或非門74LS0274LS02l ADC0809的時(shí)鐘需要通過CLOCK (10號(hào)引腳)外供,不能高于640KHz;l 74LS74雙D觸發(fā)器DIP14芯片,將單片機(jī)輸出的ALE信號(hào)進(jìn)行二分頻(ALE輸出外接晶振頻率的1/6脈沖信號(hào))-這是常規(guī)方法,可簡(jiǎn)化。二、硬件電路設(shè)計(jì)圖圖4 4 雙雙D D觸發(fā)器觸發(fā)器74LS7474LS74l簡(jiǎn)化方法:直接用單片機(jī)P3.5端子連接ADC0809的時(shí)鐘CLOCK(10號(hào)引腳),用一個(gè)定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)鐘,送給ADC0809的10號(hào)引腳CLOCK。(注意:ADC0809接線時(shí)
7、不要忘記芯片供電和接地,即11和13引腳。)三、程序設(shè)計(jì)l 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后后8 8位數(shù)字量鎖存在位數(shù)字量鎖存在三態(tài)輸出鎖存器三態(tài)輸出鎖存器中,輸出允許時(shí)從數(shù)據(jù)中,輸出允許時(shí)從數(shù)據(jù)線線D D7 7D D0 0上讀出上讀出。輸出。輸出允許信號(hào)允許信號(hào)OEOE:高電平高電平有效有效。l基準(zhǔn)電壓VREF(+)5V,VREF()0Vl輸入模擬電壓Vin1.5VN (1.50)(50)25676.8774D H單極性轉(zhuǎn)換示例(一)A/D芯片輸出值 基準(zhǔn)電壓VREF(+)5V,VREF()5V 輸入模擬電壓Vin1.5VN (1.55)(55)25689.6905AH雙極性轉(zhuǎn)換示例三、程序設(shè)計(jì)D0D7OEEOC
8、START/ALEADDA/B/CDATA100 s2 s+8T(最大最大)200ns(最小最小)圖圖5 5 ADC0809ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序的轉(zhuǎn)換時(shí)序轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)轉(zhuǎn)換開始信號(hào)轉(zhuǎn)換開始信號(hào)l轉(zhuǎn)換由START為高電平啟動(dòng),其上升沿將START復(fù)位,真正轉(zhuǎn)換從其下降沿開始。l 在START上升沿之后的2微妙加8個(gè)時(shí)鐘周期,EOC狀態(tài)輸出信號(hào)將變低,以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行中。l EOC保持低電平至轉(zhuǎn)換完成后再變?yōu)楦唠娖健.?dāng)OE(允許數(shù)據(jù)輸出)被置為高電平時(shí),三態(tài)門打開,數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容輸出到數(shù)據(jù)總線上。三、程序設(shè)計(jì)(二)轉(zhuǎn)換時(shí)序程序分三部分:主函數(shù)、拆字函數(shù)、顯示函數(shù)l主函數(shù):?jiǎn)?dòng)
9、ADC0809轉(zhuǎn)換并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果(P1口)l拆字函數(shù):把轉(zhuǎn)換結(jié)果00HFFH轉(zhuǎn)換成0.05.0字符形式l顯示函數(shù):把拆字結(jié)果ch1、ch2內(nèi)容送數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示三、程序設(shè)計(jì)(三)控制程序/程序:ex06_01.c /功能: 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表程序(基于ADC0809) # include #define uchar unsigned char /無符號(hào)字符型數(shù)據(jù)定義為uchar uchar code led = 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71
10、; /定義0-F顯示碼,共陰數(shù)碼管(共陽按位取反)sbit P0_2=P02; /可尋址位定義sbit P0_3=P03;sbit P0_6=P06;sbit P0_7=P07;void sepr(unsigned char i); /把形式參數(shù)i的高低位分開,分別存 /放在全局變量chh,chl中void disp(); /顯示chh,chl中的數(shù)據(jù)(兩位)uchar chh,chl; /全局變量定義三、程序設(shè)計(jì)void main() /主函數(shù) uchar a; unsigned char i; while(1) P0_2=1; /START 和 ALE、OE低電平初始化(或非) for(a
11、=0;a50;a+); /延時(shí) P0_2=0; /在P0.2引腳產(chǎn)生下降沿,START和ALE引腳產(chǎn)生上升沿 /鎖存通道地址,所有內(nèi)部寄存器清零 for(a=0;a50;a+); /延時(shí) P0_2=1; /在P0.2上產(chǎn)生上升沿,START上產(chǎn)生下降沿,A/D轉(zhuǎn)換開始 while(P0_3=0); /等待轉(zhuǎn)換完成,EOC=1表示轉(zhuǎn)換完成 P0_2=0; / P0_2=0,則OE=1,允許讀數(shù) P1=0 xff; /作為輸入口,P1口先置全1 i=P1; /讀入A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) sepr(i); /數(shù)據(jù)高地位分開 disp(); /顯示數(shù)據(jù) 三、程序設(shè)計(jì)/函數(shù)名:sepr/功能:將8位二進(jìn)制數(shù)00
12、FFH轉(zhuǎn)換為0.05.0,低位和高位分存在chl和chh中/形式參數(shù):i為A/D轉(zhuǎn)換后的8位二進(jìn)制數(shù)/返回值:chl存放拆分后的低位,chh中存放拆分后的高位void sepr(unsigned char i) /拆分高位和低位函數(shù) uchar ch; ch=i; chh=ch/51; /除以51得到高位 ch=ch%51; /取余運(yùn)算 chl=ch*10/51; /再除以51,并擴(kuò)大10倍,得到低位三、程序設(shè)計(jì)/函數(shù)名:disp/函數(shù)功能:顯示全局變量中chl和chh中的數(shù)字/形式參數(shù):無 返回值:無 void disp() uchar j; P2=ledchl; /顯示低位 P0_6 = 1; P0_7 = 0; for(j=0;j100;j+); /延時(shí) P2=ledchh; /顯示高位 P0_6 = 0; P0_7 = 1; for(j=0;j100;j+); /延時(shí) 三、程序設(shè)計(jì) 四、項(xiàng)目調(diào)試、系統(tǒng)仿真(一)動(dòng)手做采用面包板電路搭建方法:下載程序,上電調(diào)試面包板上電路搭建、電路檢查 程序編譯、鏈接,生成目標(biāo)代碼Step 1Step 2Step 3項(xiàng)目預(yù)期
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