（中職）單片機應用技術(shù)任務六-設計計算機電子課件

1、正版可修改PPT課件（中職）單片機應用技術(shù)任務六_設計計算機電子課件任務六 制作數(shù)字電壓表任務情境描述 現(xiàn)在的許多測量儀器幾乎都是以數(shù)字方式直觀地顯示，我們是否也可以自己來設計一個數(shù)字電壓表呢？項目13 制作數(shù)字電壓表 項目描述：有兩路05V的電壓測量點，要求分別把它們的電壓值測量后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后顯示在數(shù)碼管的高3位和低3位上（各兩位小數(shù)）。一 能力培養(yǎng)目標 （1）會連接ADC0809與單片機之間的電路；（2）會編寫ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換程序；（3）能領(lǐng)會ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換原理；（4）能領(lǐng)會DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換原理；二 學習組織形式采取以小組為單位互助學習，有條件的每人一臺電腦，條件有限

2、的可以兩人合用一臺電腦。用仿真實現(xiàn)所需的功能后如果有實物板（或自制硬件電路）可把程序下載到實物上再運行、調(diào)試，學習過程鼓勵小組成員積極參與討論任務六 制作數(shù)字電壓表三 項目實施過程（一） 創(chuàng)建硬件電路（二） 程序編寫1編程思想 利用擴展地址法編程，重點要與硬件配合確定各端口的選通地址，在圖13-1中ADC0809通道0的地址為0 xd8ff（片選控制端P2.5=0，CBA=P2.2P2.1P2.0=000,其它無關(guān)的約定為1）、通道7的地址為0 xdfff（片選控制端P2.5=0，CBA=P2.2P2.1P2.0=111,其它無關(guān)的約定為1），啟動轉(zhuǎn)換與讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果分別由一條語句就可實現(xiàn)。轉(zhuǎn)換

3、結(jié)果要求以電壓值顯示并保留兩位小數(shù)，由于05V對應于數(shù)字量0255，現(xiàn)設轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為adNumber，則實際電壓值adV=adNumber*5/255，再把它擴大100倍后整數(shù)的最后兩位即代表小數(shù)位。2編寫程序如下： 制作數(shù)字電壓表（三）創(chuàng)建程序文件并生成.HEX文件（四）運行程序觀察結(jié)果13.1 模數(shù)（AD）轉(zhuǎn)換器的接口及應用 在自動檢測和自動控制等領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對溫度、速度、電壓、壓力等連續(xù)變化的物理量，即模擬量進行測量和控制，而計算機只能處理數(shù)字量，因此就出現(xiàn)了計算機信號的數(shù)模（D/A）和模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換以及計算機與A/D 和D/A轉(zhuǎn)換芯片的連接問題。13.1.1 AD轉(zhuǎn)換器分類

4、A/D轉(zhuǎn)換器用于模擬量數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。目前應用較廣的是雙積分型和逐次逼近型。 1雙積分型：雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價格低廉等優(yōu)點，但轉(zhuǎn)換速度慢。常用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器有ICL7106，ICL7107，ICL7126等芯片，以及MC1443、5G14433等芯片。2逐次逼近型： 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器特點是轉(zhuǎn)換速度較快，精度較高，價格適中。目前應用較廣的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器有ADC0805， ADC0809， ADC0816等芯片。 除以上兩大類型外還有高精度、高速、超高速型，如ICL7104，AD575，AD578等芯片。13.1.2 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD

5、C0809是8輸入通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。 圖中多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、B、C 3個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連 13.1.3 MCS-51單片機與ADC0809典型的接口電路 電路連接主要應考慮以下幾個問題：一是8路模擬信號通道的選擇，二是待轉(zhuǎn)換通道地址的鎖存以及啟動轉(zhuǎn)換，三是轉(zhuǎn)換結(jié)束的判斷以及A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送，還有就是時鐘信號的提供等。 P0口在傳送地址低8位時由74

6、LS373鎖存器鎖存，74LS373鎖存器輸出端的低三位A2、A1、A0與ADC0809的通道選擇地址線C、B、A相連。ADC0809的START與ALE端由80C51的WR與P2.5經(jīng)或非后相連，ADC0809的OE端由80C51的RD與P2.5經(jīng)或非后相連。由此可以確定8個通道的端口地址分別為0XDFF8H、0XDFF9H、0XDFFAH、0XDFFFH（沒用到的地址位全以“1”表示） 下面結(jié)合圖13-4，對通道0轉(zhuǎn)換的過程作一分析（通道0的通道地址DFF8H，沒用到的地址位全以“1”表示，并已定義：#define ad0 XBYTE (0XDFF8) ）1啟動A/D轉(zhuǎn)換相應啟動指令為：

7、Ad0=0 ；/使P2.5=0,WR=0。CBA=000執(zhí)行本指令時地址鎖存與啟動轉(zhuǎn)換的信號關(guān)系如圖13-5（a）所示。2讀A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)相應讀取指令為： Kk=Ad0 ；/使P2.5=0,RD=0。執(zhí)行本指令時數(shù)據(jù)輸出信號關(guān)系如圖13-5（b）所示。溫馨提示： 當0809內(nèi)部完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，EOC1，表示本次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，該信號反相后可向CPU發(fā)出中斷申請,CPU也可定期查詢EOC狀態(tài)了解A/D轉(zhuǎn)換是否完成，還可以采用等待延時的方法讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。13.2 D/A轉(zhuǎn)換器接口及應用 D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可分為調(diào)頻式，雙電阻式，梯形電阻式等，其中梯形電阻式用得

8、較為普遍，常用D/A器件有DAC0832，DAC0831， DAC0830， AD7520，AD7522， AD7528， DAC82等芯片。13.2.1 DAC0832結(jié)構(gòu)功能 DAC 0832是8位D/A芯片，由美國國家半導體公司生產(chǎn)，片內(nèi)帶數(shù)據(jù)鎖存器，電流輸出，輸出電流建立時間為1s，功耗為20mw，是目前國內(nèi)應用最廣的8位D/A芯片。 DA轉(zhuǎn)換電路是一個R2RT型電阻網(wǎng)絡，實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。溫馨提示： D/A轉(zhuǎn)換器中的位數(shù)是指輸入數(shù)字量的位數(shù)，它決定了D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率，分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對輸入量變化敏感程度的描述，輸入數(shù)字量的位數(shù)越多，分辨率也就越高，8位DAC轉(zhuǎn)換器的分辨率為

9、1/256。常用的有8位、10位和12位三種D/A轉(zhuǎn)換器。DAC0832的引腳功能如下： D7D0：數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，輸入有效保持時間應大于90ns ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 WR1：輸入鎖存器寫選通輸入線，負脈沖有效，在ILE，CS信號有效時，WR1為”0”時可將當前D7D0狀態(tài)鎖存到輸入鎖存器。 XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效。 WR2：DAC寄存器寫選通輸入線，負脈沖有效，當XFER為”0”時，WR2有效信號可將當前輸入鎖存器的輸出狀態(tài)傳送到DAC寄存器中。 Iout1：電流輸出線，當輸入全為1時Iout最大

10、。 Iout2：電流輸出線，Iout2+Iout1為常數(shù)。 Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度。 Vref ：基準電壓輸入端，Vref取值范圍為10V+10V。 VCC：電源電壓端，Vcc取值范圍為+5V+15V。 Agnd：模擬地。 Dgnd：數(shù)字地。DAC0832是電流型輸出器件，應用時常需外接運算放大器，使之成為電壓型輸出器件。常用外接運算放大器接法如圖137所示，其中Rf取值在050K之間。13.2.2 DAC 0832工作方式 用軟件指令控制這5個控制端：ILE、CS、WR1、WR2、XFER，可實現(xiàn)三種工作方式： 直通工作方式：5個控制端均有效，直接D/A； 單緩沖工作方式：5個控制端一次選通； 所謂單緩沖方式是指0832中的輸入寄存器和DAC寄存器一個處于直通方式，另一個處于受控