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ADC0804A/D转换器设计数字电压表设计报告与源码

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楼主
ID:336076 发表于 2018-5-24 17:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
用51单片机和ADC0804A/D转换器制作数字电压表

                 专业：通信工程
                 年级：2009级
                  学生：郭吕超
           目录
  • 实验器件介绍………………………………………………………3
  • 数字电压表仿真图…………………………………………………6
  • 实验设计原理………………………………………………………7
  • 数字电压表C语言程序…………………………………………..8
  



    • 实验器件介绍
  • ADC0804芯片介绍
ADC0804是一个8位CMOS型逐次比较式A/D转换器，具有三态锁存输出功能，最短转换时间为100us，其芯片实物图和引脚图如下：
CS:片选信号，低电平有效；
RD：外部读取转换结果的控制信号，当RD为高电平时，DB0-DB7为高阻态；当RD为低电平时，数据才会通过DB0-DB7输出；
WR:A/D转换器启动控制信号，当WR由高电平变为低电平时，转换器被清零，当WR由低电平变为高电平时，A/D转换正式开始；
CLK IN和CLK R:时钟输入端，在ADC0804片内有时钟发生器，采用内部时钟时，在CLK IN
CLK R 和地线之间连接RC电路即可，ADC0804的工作频率约为100-1460khz,若使RC
电路作为时钟，其振荡频率为1/（1.1RC）；
INTR：中断请求输出信号，当A/D转换结束时，INTR引脚输出低电平，只有当数据被取走后（单片机发出读数据指令），此引脚才会变为高电平；
VIN+和VIN-：差动模拟电压输入端，若输入为单端正电压，VIN-应接地，若差动输入，则输入信号直接加入VIN+和VIN-；
AGND.DGND:模拟信号地与数字信号地，若系统对抗干扰要求严格，则这两条地线必须分接
地；
VREF/2：参考电压值的一半，若在ADC0804组成的电路中需要的参考电压为5V，则此引脚可以悬空。若电路中需要使用的参考电压小于5V，即参考电压值的一半小于2.5V，这时可将此引脚连接到需要的参考电压值（如4V）的1/2电压值上（如 2V），在ADC0804芯片内部会自动判断参考电压的选择，当VREF/2引脚的电压值低于2.5V时，芯片会自动选择由VREF/2引脚电压放大2倍以后的电压值作为参考电压。
DB0-DB7：8位数字输出端。
  • LCD1602液晶介绍
1602字符型LCD有16个引脚，其芯片实物图和引脚图如下：
1602字符型LCD具有较丰富的指令集，如下表：
下面介绍LCD1602引脚功能：
     VSS：电源地；
     VDD:+5V逻辑电源；
     VEE:液晶驱动电源；
     RS：寄存器选择(RS=1，数据；RS=0，命令)；
     R/W:读.写操作选择(R/W=1，读；R/W=0，写)；
     E：使能信号；
     DB0-DB7：数据总线；
Black1:背光电源线；
     Black2:背光电源地线；



    • 数字电压表仿真图



    • 实验设计原理
  • 实验硬件设备：LCD1602液晶显示器一块，ADC0804芯片一片，两个滑动变阻器，一个150pF电容，两个200欧姆的电阻，一个10K欧姆的电阻，STC89C51芯片，电源，地线，按键（复位电路和晶振电路另加），杜邦线诺干。
  • ADC0804在使用时，外围电压的连接比较简单，只需要对参考电压和时钟输入端进行设计即可。通常情况下，时钟的输入可以选用RC谐振电路，ADC0804可以进行A/D转换的时钟频率为100—1460KHZ，典型值为640KHZ，这里选用R=10K欧姆.C=150PF的谐振电路，利用公式1/(1.1RC)计算后，此时的时钟频率约为606KHZ，与典型值十分接近。
  • 模拟电压的计算：这里选用的是8位A/D转换器，数值的变化范围是0—255(00H-FFH)，模拟电压的输入范围是0-5V，每个数码的变化，对应的电压值的变化为0.0196V，所以要计算模拟电压值，就可以利用下面的公式进行计算：                            V=D*0.0196
式中，V为计算出的模拟电压值，D为A/D转换器转换后的数字量。
  • 克服浮点运算方法：从上式不难看出，在计算过程，需要乘以一个0.0196，这是一个小数，在计算机中称为浮点数。而对于8位单片机来说，不具有浮点运算能力，如果一定要计算浮点数，将占用单片机中大量的内存单元和CPU时间。这里采用一种简单的方法：就是将从A/D读取进来的数字量直接乘以196，即进行整数运算，运算结果是真正值的1000倍，这个整数运算的速度是非常快的，不会占用过多的CPU时间。由于是两个8位的二进制数相乘，得到的结果不会超过16位二进制数。
  • 电压值的显示：最常用到的二进制转换成BCD码的方法是用除法。先用得到的16位二进制数除以10000，得到的商就是模拟电压值的整数部分（模拟电压的输入为0-5V，所以整数部分只有1位），得到的余数是模拟电压值的小数部分；接下来用余数除以1000，商是十分位，余数作为被除数再除以100，商为百分位，余数再除以10，商为千分位。这样就将16位的二进制数转换成了4位BCD码。






    • 数字电压表C语言程序
//珞珈09级通信单片机实验 《AD转换器设计数字电压表》
  1. #include<reg51.h>                                                            
  2. #define uchar unsigned char        
  3. #define uint unsigned int        
  4. sbit lcd_rs=P2^0;                                             
  5. sbit lcd_en=P2^1;                          
  6. sbit cs=P2^7; //AD片选                                
  7. sbit rd=P2^6;                              
  8. sbit wr=P2^5;
  9. sbit INTR=P3^2;//中断请求信号                                 
  10. uint  temp,D1,D2,D3,D4;      
  11. uint shu;
  12. uint AD_read();
  13. void delay(uint z);
  14. void write_com(uchar com);
  15. void write_date(uchar date);
  16. void lcd_init();
  17. void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge);
  18. void AD_init();
  19. void AD_start();

  21. void main()
  22. {                           
  23.         write_com(0x01);//清屏
  24.         lcd_init();        
  25.                             AD_init              ();
  26.         while(1)
  27.         {

  29.                 AD_start();
  30.                                                         while(INTR==1);//AD转换是否结束，结束为低电平
  31.                                                           INTR=0;
  32.                                                         shu=AD_read();
  33.                 shu=shu*196;
  34.                D1=shu/10000;//整数部分，0.0196v是最小变化量
  35.                shu=shu%10000;
  36.                D2=shu/1000;//十分位数
  37.                shu=shu%1000;
  38.                D3=shu/100;//百分位数
  39.                shu=shu%100;
  40.                  D4=shu/10;//千分位数
  41.                 display(D1,D2,D3,D4);//显示LcD1602

  43.            }               
  44. }



  48. void delay(uint z)
  49. {
  50.         uint x,y;
  51.         for(x=z;x>0;x--)
  52.                 for(y=110;y>0;y--);
  53. }



  57. void write_com(uchar com)
  58. {
  59.         P0=com;
  60.         lcd_rs=0;
  61.         lcd_en=1;
  62.         lcd_en=0;
  63.          delay(2);
  64. }



  68. void write_shu(uchar shu)
  69. {
  70.         P0=shu;
  71.         lcd_rs=1;
  72.         lcd_en=1;
  73.         lcd_en=0;
  74.         delay(5);
  75. }



  79. void lcd_init()
  80. {


  83.         lcd_en=0;
  84.     write_com(0x01);//清屏
  85.   write_com(0x06);//指针加减与移动
  86.   write_com(0x0c);//光标
  87.   write_com(0x38);//液晶初始化命令

  89. }


  92. void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge)
  93. {   
  94.               write_com(0x80+0x02);
  95.              write_shu('G');
  96.                write_com(0x80+0x03);
  97.              write_shu('u');
  98.                 write_com(0x80+0x04);
  99.              write_shu('o');
  100.                 write_com(0x80+0x06);
  101.              write_shu('L');
  102.                write_com(0x80+0x07);
  103.              write_shu('v');
  104.                 write_com(0x80+0x09);
  105.              write_shu('C');
  106.                  write_com(0x80+0x0a);
  107.              write_shu('h');
  108.                write_com(0x80+0x0b);
  109.              write_shu('a');
  110.                 write_com(0x80+0x0c);
  111.              write_shu('o');

  113.                write_com(0x80+0x44);
  114.              write_shu(0x30+qian);//0x30代表数字0

  116.                write_com(0x80+0x45);
  117.              write_shu('.');

  119.                 write_com(0x80+0x46);
  120.              write_shu(0x30+bai);
  121.                                                          
  122.                                                           write_com(0x80+0x47);
  123.              write_shu(0x30+shi);

  125.                                              write_com(0x80+0x48);
  126.              write_shu(0x30+ge);

  128.                                           write_com(0x80+0x49);
  129.              write_shu('V');
  130. }                       


  133.   void AD_init()//AD初始化函数
  134. {
  135.     cs=1;
  136.               wr=1;
  137.               rd=1;
  138.   }
  139.   void AD_start()//AD启动
  140. {              P1=0xff;
  141.     cs=0;//开
  142.               wr=0;
  143.               wr=1;//写完后关闭
  144.               cs=1;
  145. }
  146. uint AD_read()
  147. {
  148.     cs=0;
  149.               rd=0;
  150.               delay(1);
  151.               temp=P1;
  152.               rd=1;
  153.               cs=1;

  155.               return(temp);
  156. }
复制代码

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用ADC0804制作的数字电压表.doc (1.3 MB, 下载次数: 35)

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