简易数字电压表设计

1、单片机控制技术项目：简易数字电压表设计123 项目任务要求 硬件电路设计 程序设计 目 录4 系统调试与分析 采用A/D转换芯片ADC0809采集05V 连续可变的模拟（传感器）电压信号，转变为8位数字信号 00FF后，送单片机处理，并在2位数码管上显示电压0.0 5.0 V(小数点不用显示）。其中，05V 连续可变的模拟电压信号通过调节电位器来获得。 A/DA/D关键关键：（1 1）数字输出量的连接；（）数字输出量的连接；（2 2）ADCADC启动方式；启动方式；（3 3）转换结束信号处理方法；（）转换结束信号处理方法；（4 4）时钟的连接。）时钟的连接。一、任务要求l 简易数字电压表设计要

2、求 A D C 0 8 08 /0 80 9 引引 脚脚图图 GND13VCC11IN026D721D620IN127D519D418IN228D38D215IN31D114D017IN42EOC7IN53A25IN64B24C23IN75ALE22VREF(-)16OE9START6VREF(+)12CLK10U1ADC0809 lIN0IN7：8个模拟电压输入通道（单极性，05V）lADDA、ADDB、ADDC：地址输入线lALE：地址锁存允许信号（上升沿）lSTART：转换启动信号。上升沿时复位，下降沿时启动A/D转换；转换期间，START应保持低电平。lD7D0：数据输出线，为三态缓冲

3、输出形式lOE：输出允许信号。OE=1，允许输出数据lCLK时钟信号。通常外接频率640KHz，500KHz最好lEOC转换结束信号。EOC=0,正在转换；EOC=1,转换结束lVref参考电压，与输入模拟信号比较，作逐次逼近基准 其典型值为Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V，或0V二、硬件电路设计图图1 ADC08091 ADC0809管脚功能分布管脚功能分布(一）ADC0809管脚功能（28脚） ADC芯片相当于“输入设备”，需要接口电路提供数据缓冲器； 主机需要控制转换的启动； 主机还需要及时获知转换是否结束，并进行数据输入等处理。二、硬件电路设计(二）ADC芯片与主机的连

4、接u ADC0808与ADC0809的区别: ADC0809是很常用的一款8位的A/D转换芯片，ADC0808是其简化版，主要的不同点是0808的转换输出out07与常用的输出端高低位是相反的，即0809的最低位是out0，0808的最低位是out7。实际中ADC0808不常用，常用的是0809，而0808最常用在Protues仿真里面，因为0809是没有模型库，只能用0808代替来仿真。（1）数码管为2个“共阴”数码管，采取动态扫描工作方式，显示电路用P2口做为段控制端，输出09的字型编码；P0.7、 P0.6做为位控制端，低电平有效（共阴），控制显示状态。（2）输入的模拟电压从ADC080

5、9的IN0 (第26脚）输入，所以通道选择端ADDC、ADDB、ADDA均接地。（3）单片机采用P1口读入ADC0809芯片A/D转换后8位数据。二、硬件电路设计(三）硬件电路单片机与单片机与ADC0809ADC0809接口接口（I/OI/O端口直接控端口直接控制方式）制方式）图图2 2 简易数字电压表电路简易数字电压表电路二、硬件电路设计74LS02改用共阴数码管l 单片机的P0.2引脚通过（或）非门74LS02与ADC0809的ALE，START和OE引脚相连，控制0809的地址锁存（ALE）、启动（START）和输出允许(OE)。l 单片机的P0.3引脚通过（或）非门与ADC0809的E

6、OC引脚相连(表示转换结束的信号)。二、硬件电路设计图图3 23 2输入端四或非门输入端四或非门74LS0274LS02l ADC0809的时钟需要通过CLOCK （10号引脚）外供，不能高于640KHz；l 74LS74双D触发器DIP14芯片，将单片机输出的ALE信号进行二分频（ALE输出外接晶振频率的1/6脉冲信号）-这是常规方法，可简化。二、硬件电路设计图图4 4 双双D D触发器触发器74LS7474LS74l简化方法：直接用单片机P3.5端子连接ADC0809的时钟CLOCK（10号引脚）,用一个定时器产生时钟，送给ADC0809的10号引脚CLOCK。（注意：ADC0809接线时

7、不要忘记芯片供电和接地，即11和13引脚。）三、程序设计l 转换转换后后8 8位数字量锁存在位数字量锁存在三态输出锁存器三态输出锁存器中，输出允许时从数据中，输出允许时从数据线线D D7 7D D0 0上读出上读出。输出。输出允许信号允许信号OEOE：高电平高电平有效有效。l基准电压VREF(+)5V，VREF()0Vl输入模拟电压Vin1.5VN （1.50）（50）25676.8774D H单极性转换示例(一）A/D芯片输出值 基准电压VREF(+)5V，VREF()5V 输入模拟电压Vin1.5VN （1.55）（55）25689.6905AH双极性转换示例三、程序设计D0D7OEEOC

8、START/ALEADDA/B/CDATA100 s2 s+8T(最大最大)200ns(最小最小)图图5 5 ADC0809ADC0809的转换时序的转换时序转换结束信号转换结束信号转换开始信号转换开始信号l转换由START为高电平启动，其上升沿将START复位，真正转换从其下降沿开始。l 在START上升沿之后的2微妙加8个时钟周期，EOC状态输出信号将变低，以指示转换操作正在进行中。l EOC保持低电平至转换完成后再变为高电平。当OE（允许数据输出）被置为高电平时，三态门打开，数据锁存器的内容输出到数据总线上。三、程序设计(二）转换时序程序分三部分：主函数、拆字函数、显示函数l主函数：启动

9、ADC0809转换并读取转换结果（P1口）l拆字函数：把转换结果00HFFH转换成0.05.0字符形式l显示函数：把拆字结果ch1、ch2内容送数码管动态显示三、程序设计(三）控制程序/程序：ex06_01.c /功能: 简易数字电压表程序（基于ADC0809） # include #define uchar unsigned char /无符号字符型数据定义为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、; /定义0-F显示码，共阴数码管（共阳按位取反）sbit P0_2=P02; /可寻址位定义sbit P0_3=P03;sbit P0_6=P06;sbit P0_7=P07;void sepr(unsigned char i); /把形式参数i的高低位分开，分别存 /放在全局变量chh,chl中void disp(); /显示chh,chl中的数据（两位）uchar chh,chl; /全局变量定义三、程序设计void main() /主函数 uchar a; unsigned char i; while(1) P0_2=1; /START 和 ALE、OE低电平初始化(或非) for(a

11、=0;a50;a+); /延时 P0_2=0; /在P0.2引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿 /锁存通道地址，所有内部寄存器清零 for(a=0;a50;a+); /延时 P0_2=1; /在P0.2上产生上升沿，START上产生下降沿，A/D转换开始 while(P0_3=0); /等待转换完成，EOC=1表示转换完成 P0_2=0; / P0_2=0，则OE=1，允许读数 P1=0 xff; /作为输入口，P1口先置全1 i=P1; /读入A/D转换数据 sepr(i); /数据高地位分开 disp(); /显示数据 三、程序设计/函数名：sepr/功能:将8位二进制数00

12、FFH转换为0.05.0，低位和高位分存在chl和chh中/形式参数:i为A/D转换后的8位二进制数/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) /拆分高位和低位函数 uchar ch; ch=i; chh=ch/51; /除以51得到高位 ch=ch%51; /取余运算 chl=ch*10/51; /再除以51，并扩大10倍，得到低位三、程序设计/函数名：disp/函数功能：显示全局变量中chl和chh中的数字/形式参数：无 返回值：无 void disp() uchar j; P2=ledchl; /显示低位 P0_6 = 1; P0_7 = 0; for(j=0;j100;j+); /延时 P2=ledchh; /显示高位 P0_6 = 0; P0_7 = 1; for(j=0;j100;j+); /延时 三、程序设计 四、项目调试、系统仿真（一）动手做采用面包板电路搭建方法：下载程序，上电调试面包板上电路搭建、电路检查 程序编译、链接，生成目标代码Step 1Step 2Step 3项目预期