单片机课程设计AD转换.doc
引 言本课题的任务是对A/D转换电路进行设计，了解A/D转换与单片机的接口方法，掌握AD0809转换性能及编程方法。把模拟量转换成数字量的器件，称为模数转换器，简称为A/D(Anolog to Digit)。一般的A/D转换过程是通过采样、保持、量化和编码4个步骤完成的，这些步骤往往是合并进行的。当A/D转换结束，ADC输出一个转换结束信号数据。CPU可有多种方法读取转换结果： 查询方式 ； 中断方式； DMA方式。 通道8位A/D转换器,ADC0809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。 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。 一个实际的系统中需用传感器把各种物理参数(如压力和温度等)测量出来，并转换为电信号，再经过A/D转换器，传送给微型计算机；微型计算机加工处理后，通过D/A转换器去控制各种参数量。 目 录一 系统设计原理································································3二 系统设计······································································4三 整个系统实现功能··························································7四 收获与心得体会·····························································9五 参考书目······································································10一 系统设计原理1 引脚定义：IN0IN7：8路模拟信号输入端，由地址锁存及译码控制单元的3位地址A、B、C进行选通切换。START：A/D转换启动控制信号输入端。ALE：地址锁存信号输入端，START 和 ALE 用于启动A/D转换。VREF（+）和VREF（-）：正、负基准电压输入端。OE：输出允许控制信号输入端，A/D转换后的数据进入三态输出数据锁存器，并在OE的作用下（OE为高电平），通过D0D7将锁存器的数据送出。EOC：A/D 转换结束标志信号。EOC为高电平时，表示转换结束，因此EOC可作为CPU的中断或查询信号。CLK：ADC0809内部没有时钟电路，故时钟信号应由外部送入CLK端。2 内部结构：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。其内部结构如图1-1所示。 图1-1 ADC8090内部结构3 8090的工作时序图：ADC0809工作时序图，如图12所示。 图1-2 ADC8090工作时序图4 ADC0809与MCS-51单片机的硬件接口方式：ADC0809与MCS-51单片机的硬件接口有三种最常用的方式，即定时传送方式、查询方式和中断方式，本次课程设计使用的是查询传送方式。二 系统设计A/D转换就是把模拟量转换成二进制码表示的数字量，一般的A/D转换过程是通过采样，保持，量化和编码4个步骤完成的，这些步骤往往是合并运行的。本设计用ADC 0809实现A/D转换。按查询方式采样三路A/D转换数据，用简单输入口（74LS244）查询EOC信号，每循环一次，0、1、2通道各采样一次，采样结果为：0通道数据放入AX中， 1通道数据放入BX中， 2通道数据放入CX中，三个寄存器均是低8位有效。1 程序流程如图所示：2 A/D转换程序流程如下：ORG0000HAJMP MAIN ORG0030HMAIN: MOV DPTR,#9000H MOV A,#00H MOVX DPTR,ACALL DELAY MOVX A,DPTR;转换结束读取结果 MOV B,#64H DIV AB MOV R1,A MOV A,#0AH XCH A,B DIV AB SWAP A ADD A,B MOV R2,A MOV P1,A CALL DISP CALLDELAY CALL DELAY CALL DELAY AJMPMAINDISP: MOVA,R2;低位 ANLA,#0FH ACALLDSEND;显示 MOVA,R2 SWAPA ANLA,#0FH;高位 ACALLDSEND;显示 RETDSEND: MOVDPTR,#SGTB1 MOVCA,A+DPTR;取字符 MOVSBUF,A ;发送字符 JNBTI,$;等待串口发送完 CLRTI RETDELAY: MOVR4,#250;延时DELAY1: MOVR5,#250 DJNZR5,$ DJNZR4,DELAY1 RETSGTB1: DB 03H ;0 DB 9FH ;1 DB 25H ;2 DB 0DH ;3 DB 99H ;4 DB 49H ;5 DB 41H ;6 DB 1FH ;7DB 01H ;8 DB 09H ;9 DB 11H ;A DB 0C1H ;B DB 63H ;C DB 85H ;D DB 61H ;E DB 71H ;F DB 00H END三 整个系统实现功能1 实验连线：电位器电压输出端（VOUT）0809通道0（IN0）选通信号CS译码电路8000HCLK振荡电路的脉冲输出端 串并转换的DIN接P3.0，CLKP3.1SWRP3.6,SRDP3.7数据线与仿真单片机的数据线相连，地址高8位、低8位分别与单片机部分地址线相连。其中ADC8090的接线路图如1-3所示：图1-3ADC8090的接线图 2 A/D转换模拟软件仿真电路:仿真电路图1-4所示。图1-4 A/D转换仿真电路图3 模拟电路运行结果： 通过调试运行得出运行结果如图1-5所。图1-5 运行结果4 得出结论： 当从一个方向调节电位器时，显示结果从减小，反之，显示结果增大。四 收获与心得体会 通过这次单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。我在这次的A/D转换设计过程中，受益匪浅。通过对自己在单片机课堂上所学只是得回顾，结合模拟电子和数字电技术的知识，与组员共同设计，完成了目标。为自己今后进一步深化学习，积累了一定的宝贵经验，还对电路、电子元件等方面知识进一步加深认识，同时在软件编程、调试、相关仪器的使用等方面得到较全面的锻炼和提高。学以致用，培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。 这次课程设计我发现，只有理论水平提高了;才能将课本知识与实践相结合。另外，小组成员之间的合作也至为重要，遇到不懂的问题，或相互讨论，或请教老师，大家分工明确，有条不紊地完成了设计。 认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。在此，感谢老师的细心指导和他各组同学的无私帮助！五 参考书目1李建忠，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2008年。2启东单片机仿真试验系统使用说明书。3李珍，单片机原理与应用技术，清华大学出版社，2003年。4严洁，单片机原理及接口技术，机械工业出版社，2010年1月。5QTH2008XS_系列单片机教学实验仪。6刘瑞新等,单片机原理及应用教程.机械工业出版社,2003年7月。7张毅刚等,MCS-51单片机应用设计(第二版).哈工大出版社,2004年。
