AD转换实验报告

1、A/D 转换实验报告摘要本设计是利用AT89C51、ADC0809、CD4027芯片为核心，加以其他辅助电路实现对信号的A/D 转换，其中以单片机 AT89C51为核心控制A/D 转换器。先是对信号进行采集，然后用ADC0809对信号实现从模拟量到数字量的转换。 改变采样数据，调整电路，使其达到精确转换。目录1.方案设计与论证11.1 理论分析11.2 输出、输入方案选择11.3 显示方案21.4 时钟脉冲选择22.硬件设计22.1A/D 转换器模块22.2 单片机模块32.3JK 触发器模块43 软件设计44.仿真验证与调试54.1 测试方法54.2 性能测试仪器74.4 误差分析75.设计

2、总结及体会5附录（一）实物图6附录（二）软件程序61.方案设计与论证1.1理论分析8 位 A/D 转换由芯片内部的控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A 转换器及电压比较器组成，它具有将模拟量转换成数字量的特性，其原理图如下：AD 转换原理图（1）1.2 输出、输入方案选择A/D 转换器有多路选择器，可选择八路模拟信号 IN0IN 7 中的一路进入 A/D 转换。现在选择 IN 0 通道作为输入，则对应的地址码位ADD C=0、ADD B=0、ADD A =0。当转换完成后，OE=1，打开三态输出锁存缓冲器，将转换数据从D7D0 口输出到单片机的P0 端口。IN 口输入D 端口输出A/D

3、 转换器图（ 2）1.3 显示方案单片机控制数码管显示有两种动态和静态两种方法，由于静态控制数码管每次只能显示一位，造成资源浪费，所以选择动态扫描，并增加变换频率。1.4 时钟脉冲选择方案一：可以直接用矩形波来控制方案二： ALE 通过 JK 触发器完成二分频，然后 Q 端接 CLK 。因为晶振的频率是 12MHz ，ALE 的频率为 12NHz×1/6=2MHz,经过 JK触发器二分频后就是1MHz.2.硬件设计2.1 A/D转换器模块A/D 转换电路图（ 3）模拟量从 IN0 端口输入，经电压比较器后输入到控制电路，转换后从 D0D7 口输出，地址码位ADD C=0、ADD B=

4、0、ADD A=0。OE端输出允许控制信号，EOC 转换结束控制信号， EOC=0，转换结束后 EOC=1。START 转换启动信号，上升沿将片内寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。时钟信号输入端CLOCK 接触发器 Q 端，把 1MHz的信号作为时钟脉冲输入。2.2 单片机模块图（ 4）如图（ 4），选用 89C51 单片机， 89C51 单片机本身的电源电压是 5v，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。在掉电状态下，其耗电电流为 3mA，在掉电方式下提供约 50mA 的电流。 80C51 单片机是 8 位单片机，速度较慢，且不能在线编程。在单片机的外部加一个振荡电路， 这个电路有晶振和

5、两个电容组成，晶振两端分别接到两个电容的一端， 两个电容的另一端都要接地。这两个电容串联的容量就是就等于负载电容，这两个电容选用33PF 的。在 P0 端口接一个上拉电阻，增加高电平驱动能力。P0 口输出七段码， P2.0、P2.1、P2.2 口输出位选码。2.3JK 触发器模块图（ 5）JK 触发器具有置 0、置 1、保持、翻转的功能。 J=1，K=0 时，置 1；J=0，K=1 时，置 0；J=K=0，保持；J=K=1，CLK 下降沿到来时翻转。3.软件设计系统软件流程图如下图（6），其中主要包含这三部分，即信号采样、 A/D 转换、输出显示。信号采样：先产生启动转换的正脉冲信号，对数据进

6、行采样。A/D 转换：对输入数据转换，把数据分取个位、十分位、百分位。输出显示：位选端P2.0、P2.1、p2.2 分别显示个位、十分位、百分位，完成三位显示。开始系统初始化信号采样否A/D 转换完输出显示结束图（ 6）4.仿真验证与调试4.1测试方法系统对实验进行仿真验证，初始值显示0.00，最大值为 5.00。步骤： 1）接入 5V 电源；2）改变滑动变阻器的阻值，观察数码管的显示的变化。初始图（ 7）最大值图（ 8）4.2 性能测试仪器直流电源数字万用表4.3 实验数据表 1实验数据表组别12345678910仿真（ V）0.000.290.851.451.852.743.744.354

7、.725.00实测（ V）0.000.290.811.421.872.663.674.314.724.97显示（ V）0.000.320.881.471.862.763.724.334.735.004.4 误差分析造成本实验的误差可能有以下几点原因：1）在接入电源时的导线可能增加阻值； 2）滑动变阻器可能引起阻值误差；3）万用表的接触不良也有误差。5.设计总结及体会在收到任务时， 根据要求从总体到部分来仔细分析任务，最后到具体的器材使用，而且对每个组员合理分配任务。在设计时，对每个模块设计多方案，从中择优选用。硬件部分要注意所加电压不能过大，否则会烧毁集成块。实际电路焊接时，线路要尽量短、直，

8、便于以后检查。对于每一点要焊实，不能出现虚焊，不可短路。软件设计要模块化，语言要尽量简洁程序应采用模块化结构，程序代码简洁，具有较高执行效率。对于变量的使用，尽可能多的使用局部变量，编写程序需要不断的修改、整理、优化，以使程序具有较少的代码量，较高工作效率。这设计让我们学到了很多知识，了解和掌握许多芯片的作用和功能。通过小组成员的共同努力实验终于出来了，非常有成就感。也要感谢老师的悉心指导。附录（一）实物图附录（二）软件程序#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uch

9、ar unsigned charsbit ST=P24;sbit OE=P25;sbit EOC=P26;sbit w_select1=P20;sbit w_select2=P21;sbit w_select3=P22;sbit w_select4=P23;uchar num_1=0,num_2=0,num_3=0;/uchar code table10 = 0x03, 0x9f, 0x25, 0x0d, 0x99, 0x49, 0x41, 0x1f, 0x01, 0x09;/uchar code table10 = 0xC0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x

10、82, 0xf8, 0x80, 0x90;uchar code table10 = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f; /* * 名称 : Delay_1ms()* 功能 :延时子程序，延时时间为1ms * x* 输入 : x ( 延时一毫秒的个数 )* 输出: 无*/void Delay_1ms(uint x)uint h,k;/uchar k;for(h = x; h >0; h-) for(k = 20; k>0; k-);void DA_change(uchar k)float D_valu

11、e;D_value=5*k/255;num_1=D_value/1;/取个位值num_2=(D_value-num_1)*10/1;/取小数点后第一位值num_3=(D_value-num_1)*10-num_2)*10/1;/取小数点后第二位值/* 名称： Display(uchar k)* 功能： 将参数分成十位、个位分别显示* 输入： k ( 键盘数值 )* 输出： P0 口输出七段码， P2 口输出位选码*/void Display()P0 = tablenum_1+0x80;/w_select3=0; Delay_1ms(1);/w_select3=1;/需显示小数点显示 5ms个位消隐P0 = tablenum_2;w_select2=0; Delay_1ms(1);/w_select2=1;/P0 = tablenum_3;w_select1=0; Delay_1ms(1);/显示 5ms小数点后第一位消隐显示 5ms小数点后第二位/* 名称 : Main()* 功能 : 主函数*/void main(void)uchar Key_Value = 16;/两次读出的键值u