1、了解A/D转换与单片机的接口; 2、了解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。 4、熟练Proteus仿真软件的使用; 5、熟练单片机实验箱的实验操作。 二、实验预习要求1、掌握ADC0808的工作原理; 2、掌握数码管显示的原理。 三、实验设备和器件PC机 一台 PROTEUS仿真软件 一套 实验箱 一台 ISP下载器 一台 51仿真器 一台(可选) 四、实验要求1、利用ADC0808/(0809)做A/D转换器,由实验板上的电位器提供模拟量输入,编写程序将模拟量转换成二进制数字量,用P1口输出到发光二极管显示,或通过八段码数码管将数值显示出来。实物板中使用ADC0809芯片,它与ADC0808是全兼容的。 五、实验原理A/D 是模拟量到数字量的转换,依靠的是模数转换器(Analog to Digital Converter),简称ADC。A/D转换器大致有三类:一是双积分A/D转换器,优点是精度高,抗干扰性好,价格便宜,但速度慢;二是逐次逼近A/D转换器,精度、速度、价格适中;三是并行A/D转换器,速度快,价格也昂贵。 图:ADC0808 上图所示就是ADC0808。实验用的ADC0808属第二类,是含8 位A/D 转换器、8 路多路开关,以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件,其转换方法为逐次逼近型。ADC0808的精度为 1/2LSB。在AD 转换器内部有一个高阻抗斩波稳定比较器,一个带模拟开关树组的256 电阻分压器,以及一个逐次通近型寄存器。8 路的模拟开关的通断由地址锁存器和译码器控制,可以在8 个通道中任意访问一个单边的模拟信号。具体的引脚功能如下: 1~5和26~28(IN0~IN7):8路模拟量输入端。 8、14、15和17~21:8位数字量输出端。 22(ALE):地址锁存允许信号,输入,高电平有效。 6(START): A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0808复位,下降沿启动A/D转换)。 7(EOC): A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。 9(OE):数据输出允许信号,输入,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。 10(CLK):时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 12(VREF(+))和16(VREF(-)):参考电压输入端。 11(Vcc):主电源输入端。 13(GND):地。 23~25(ADDA、ADDB、ADDC):3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。 查询ADC0808的数据手册可以知道其时序图,如下图所示。根据时序图来编写程序。 图:ADC0808ADC的时序图
六、Proteus使用的元器件七、原理图设计总原理图: 1.在Proteus中绘制单片机最小系统,包括主控芯片、晶振电路和复位电路。
2. 添加ADC0808芯片,IN0端口连接可调电位器,ADDA、B、C三个端口接地,VREF+接电源,VREF-接地,EOC、CLOCK通过标号连接到单片机的P3.0和P3.1口,8个输出口通过标号连接到单片机的P0口,P0口需要添加上拉排阻。 3.添加74LS02,2和6引脚共同连接到P2.7口,并添加电阻上拉;3引脚通过标号连接到P3.6,5引脚了解到P3.7,1引脚接入0808的START端口,4引脚接入0808的OE端口。 3.添加4位共阳数码管,A-DP通过标号连接到P1口,1-4位选通过标号连接到P2.0-P2.3。 八、程序流程图九、硬件连接图1. 硬件电路 图:8位共阳数码管 图:ADC0809模数转换 2.硬件连接表
十、实验步骤1、新建原理图 - 打开Proteus 8,点击新建工程;
- 命名工程,最好用英文或数字命名;
- 创建原理图,选择DEFAULT;
- 选择不创建PCB设计;
- 创建固件项目,系列选择8051,控制器选择AT89C52,编译器选择Keil for 8051;
- 在左上角输入所需元器件关键字,并在右侧列表双击选取所需器件,点击确定;
- 选取后,左侧的器件栏窗口会有相应元器件列表;
2、新建程序 - 根据程序流程图,在main.c文件中输入完整程序代码。
3、Proteus中编译和仿真 - 在快捷工具栏中的下拉列菜单Debug /Release/配置选项中,选择Debug。
- 然后在工程中,右键单击AT89C52,在出现的下拉列表中选择构建工程,或点击工具栏构建工程图标(或快捷键Ctrl+F7)进行构建工程,等待编译完成。
- 编译成功后,切换到原理图状态下点击运行按钮(或快捷键F12),可通过人机接口观察程序的仿真结果,如下图所示。
4、硬件实验 - 连接ISP下载器一端到PC机USB接口,另一端连到目标板。
- 在快捷工具栏中的下拉列菜单Debug /Release/配置选项中,选择Release。
- 点击工程设置,并按如下步骤设置,设置完成后点击确定;
- 出现固件上传完成提示,表示程序上传成功。
- 实验现象参考附件视频。
十一、参考程序参考程序见光盘 十二、实验现象程序下载并运行后,数码管显示当前电压值,调节电位器在0—5V调节电压,数码管跟随显示。附GIF图和实验视频。
Proteus仿真只能用8.1版本打开,
Keil程序下载:
ADC0809模数转换实验.rar
(731.2 KB, 下载次数: 150)
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