基于51单片机的模数转换(AD)实验设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 HEFEI UNIVERSITY单片机课程综述报告主 题 基于51单片机的模数转换（A/D）实验设计 姓 名 郭丽丽 专业 通信工程 学 号 班 级 11级通信（1）班 指导老师 汪济洲 2014 年 6 月 2 日专心-专注-专业目 录1.实验目的与要求1.1实验目的1. 掌握A/D转换与单片机的接口方法2. 了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法3. 通过实验了解单片机如何进行数据采集1.2实验要求1. 采用查询法或中断法编程进行A/D采集；2. 采集05V范围的电压信号（以电位器模拟被测信号），使用4位串行数码管显示05V数值，小数点保留三位，实现简易

2、电压表功能。2.实验原理2.1电路原理图熟悉8051的输入输出端口的使用方法, 本实验的电路连接如图1所示。图1 连接电路2.2 Proteus7.4 软件简介Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。

3、目前支持的单片机类型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2、MPLAB等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。其操作界面如下图所示：图2 Proteus操作页面2.模数转换（A/D）实验设计ADC0809简介AD

4、C0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。图3 ADC0809的内部逻辑结构图4 ADC0809芯片ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。ADC0809的内部逻辑结构：由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输

5、出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 图5ADC0809的内部逻辑结构ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平

6、。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C：地址输入线。3、实验步骤1. Proteus软件中绘制单片机实验电路；2. 在Keil C软件中编制汇编或C程序，软件调试；3. 在Proteus中加载实验程序，观察并记录实验结果。 4、源程序代码#include <reg52.h>/*引脚定义*/sbit dis_ab=P30;sbit dis_clk=P31;sbit CLK=P34; sbit ST=P35; sbit EOC=P36; sbit OE=P37; /*7SEG-LED段码表*/Unsignedchar

7、code LedTab21=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76,0x73,0x3e,0x00, 0x40;/*/unsigned char data num_1; /存储十六进制转化为两个单十六进制数的值unsigned char data num_2;unsigned char data num_3;unsigned char data num_4;void Delay(unsigned int x);void DispClk(void);void Displ

8、aySerial(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;/发高脉冲启动采样信号ST=0;doCLK=!CLK;/提供采样时钟信号，直到采样结束为止 while(!EOC);OE=1;num=P1;/读取采样值num=5000*num/255;/将0#FFH采样值转化为05V数值（05000）HexToDec(num);/将16进制数据，转换为10进制数据，以便于数码管

9、显示ClearLed(4);DisplaySerial(num_4);/依次从高位到低为显示采样电压值DisplaySerial(num_3);DisplaySerial(num_2);DisplaySerial(num_1);Delay(30000);/采样延时间隔，决定采样频率 /*延时子程序*/void Delay(unsigned int x)unsigned int j;for(j=0;j<x;j+);/*/功能：串行模拟时钟注意事项：用到delay.h中的延时子程序形参：无/*/void DispClk(void)dis_clk=1;Delay(1);dis_clk=0;De

10、lay(1);/*/功能：发送一个数字到串行LED上形参：unsigned char x：0-20/*/void DisplaySerial(unsigned char x)unsigned char i;unsigned char num_serial=LedTabx;for(i=0;i<8;i+)dis_ab=(bit)(num_serial&0x80);num_serial<<=1;DispClk();/*/功能：清串行LED显示形参：unsigned char x = 需要清显示的LED数/*/void ClearLed(unsigned char x)uns

11、igned char i;for(i=0;i<(x<<3);i+)DispClk();dis_ab=0;void HexToDec(unsigned int x) /十六进制转十进制num_1=x%10;/个位x=x/10;num_2=x%10;/十位x=x/10;num_3=x%10;x=x/10;num_4=x%10;5. 实验结果分析通过改变POT-LIN原件滑片的位置即可调整输入的物理模拟量，可以发现输出的数字信号即观察LED的显示效果的不同。通过实验，会发现：（1）当POT-LIN原件上的滑片位置位于参考图的上方时，LED会全亮；（2）当POT-LIN原件上的滑片位于最下方时，LED全暗；（3）当POT-LIN原件上的滑片位于上下之间的位置时，则会有其对应的LED显示效果。L