(完整word版)用ADC0804制作的數(shù)字電壓表

1、 A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)字電壓表 年級：2009 級 學(xué)生：郭呂超 設(shè)計時間：2011.12.22珞珈學(xué)院 專業(yè)：通信工程 目錄 1. 實驗器件介紹 .3 2. 數(shù)字電壓表仿真圖 . 6 3. 實驗設(shè)計原理 .7 4. 數(shù)字電壓表 C 語言程序 . .8 商城正品 ETCR4300三相數(shù)字相位伏安表數(shù)字相序表電壓表 訐細(xì)分實驗器件介紹 1. ADC0804 芯片介紹 ADC0804 是一個 8 位 CMOS 型逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有三態(tài)鎖存輸出功能，最 短轉(zhuǎn)換時間為 100us，其芯片實物圖和引腳圖如下： CS:片選信號，低電平有效； RD 外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制信號，當(dāng) RD 為高電平

2、時，DB0-DB7 為高阻態(tài)；當(dāng) RD 為低電平 時，數(shù)據(jù)才會通過 DB0-DB7 輸出； WR:A/D 轉(zhuǎn)換器啟動控制信號，當(dāng) WR 由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，轉(zhuǎn)換器被清零，當(dāng) WF 由低電 平變?yōu)楦唠娖綍r，A/D 轉(zhuǎn)換正式開始； CLKIN 和 CLK R:時鐘輸入端，在 ADC0804 片內(nèi)有時鐘發(fā)生器，采用內(nèi)部時鐘時，在 CLK IN CLK R 和地線之間連接 RC 電路即可，ADC0804 的工作頻率約為 100-1460khz,若使 RC 電路作為時鐘，其振蕩頻率為 1/（ 1.1RC）； INTR：中斷請求輸出信號，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，INTR 引腳輸出低電平，只有當(dāng)數(shù)據(jù)被取走

3、 后（單片機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)指令），此引腳才會變?yōu)楦唠娖剑?VIN+和 VIN-:差動模擬電壓輸入端，若輸入為單端正電壓， VIN-應(yīng)接地，若差動輸入，則 20 2 14 3 IB CLKIH- 4 IHTS* 5 te *賦*一 C IS 7 14 心D - A n S 12 11 cut* 一阿 -CBJ D64 DBS -066 DB7 (USB) 輸入信號直接加入 VIN+和 VIN-; AGND.DGN模擬信號地與數(shù)字信號地，若系統(tǒng)對抗干擾要求嚴(yán)格，則這兩條地線必須分接 地； VREF/2:參考電壓值的一半，若在 ADC0804 組成的電路中需要的參考電壓為 5V,則此引腳 可以懸空。若電

4、路中需要使用的參考電壓小于 5V,即參考電壓值的一半小于 2.5V， 這時可將此引腳連接到需要的參考電壓值（如 4V）的 1/2 電壓值上（如 2V ），在 ADC0804 芯片內(nèi)部會自動判斷參考電壓的選擇，當(dāng) VREF/2 引腳的電壓值低于 2.5V 時，芯片會自動選擇由 VREF/2 引腳電壓放大 2 倍以后的電壓值作為參考電壓。 DB0-DB7: 8 位數(shù)字輸出端。 2. LCD1602 液晶介紹 1602 字符型 LCD 有 16 個引腳，其芯片實物圖和引腳圖如下: 1602 字符型 LCD 具有較豐富的指令集，如下表: 初始化設(shè)詈 I顯示墳式設(shè)置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0

5、 0 0 設(shè)置16X2顯示.5X7點陣8位數(shù)據(jù)接口 2顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)負(fù) 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B 0=1開顯示： 0=0關(guān)顯示 C=l顯示光標(biāo)：0=0不顯示光標(biāo) B= 1光標(biāo)閃爍；B=0無棟衣顯喬 0 0 0 0 0 1 N N=l當(dāng)讀或?qū)懸粋€宇將后地址指針加 一且光標(biāo)加一 N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 ，且光標(biāo)減一 S=l當(dāng)寫一個字符,整屏顯示左務(wù)（N-1 ） 指令碼 功能 O1H 顯示清屏：1 數(shù)據(jù)指針淸零 Z所有顯示淸零 O2H 顯示回車：1數(shù)據(jù)指針淸零 下面介紹 LCD1602 引腳功能： VSS :電源地； VDD:+5V 邏輯電源； VEE:液晶驅(qū)動電

6、源； RS :寄存器選擇（RS=1，數(shù)據(jù)；RS=Q 命令）; R/W: 讀.寫操作選擇（R/W=1,讀；R/W=Q 寫）； E :使能信號； DB0-DB7 :數(shù)據(jù)總線； Blackl: 背光電源線； Black2: 背光電源地線； 數(shù)字電壓表仿真圖 - - - u -i-t 1 J. I I %J FrkTrff- Lr . !l IRms:FCK ATEX1 -!-. . 14 -半 RV 圧 o r X 旳 z R g 1粥 I 3 0 0s 00I -WTMEMZ 三.實驗設(shè)計原理 1. 實驗硬件設(shè)備：LCD1602 液晶顯示器一塊，ADC0804 芯片一片，兩個滑動變阻器， 一個 1

7、50pF 電容，兩個 200 歐姆的電阻，一個 10K 歐姆的電阻，STC89C51 芯片， 電源，地線，按鍵(復(fù)位電路和晶振電路另加) ，杜邦線諾干。 2. ADC0804 在使用時，外圍電壓的連接比較簡單，只需要對參考電壓和時鐘輸入 端進(jìn)行設(shè)計即可。通常情況下，時鐘的輸入可以選用 RC 諧振電路，ADC0804 可 以進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換的時鐘頻率為 100 1460KHZ 典型值為 640KHZ 這里選用 R=10K 歐姆.C=150PF 的諧振電路，利用公式 1/(1.1RC)計算后，此時的時鐘頻率約為 606KHZ 與典型值十分接近。 3. 模擬電壓的計算：這里選用的是 8 位 A/D

8、 轉(zhuǎn)換器，數(shù)值的變化范圍是 0 255(00H-FFH)，模擬電壓的輸入范圍是 0-5V，每個數(shù)碼的變化，對應(yīng)的電壓值 的變化為 0.0196V，所以要計算模擬電壓值，就可以利用下面的公式進(jìn)行計算： V=D*0.0196 式中，V 為計算出的模擬電壓值， D 為 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 4. 克服浮點運算方法：從上式不難看出，在計算過程，需要乘以一個 0.0196，這 是一個小數(shù)，在計算機(jī)中稱為浮點數(shù)。而對于 8 位單片機(jī)來說，不具有浮點運 算能力，如果一定要計算浮點數(shù)， 將占用單片機(jī)中大量的內(nèi)存單元和 CPU 時間。 這里采用一種簡單的方法：就是將從 A/D 讀取進(jìn)來的數(shù)字量直接乘以

9、 196，即 進(jìn)行整數(shù)運算，運算結(jié)果是真正值的 1000 倍，這個整數(shù)運算的速度是非?？斓模?不會占用過多的 CPU 時間。由于是兩個 8 位的二進(jìn)制數(shù)相乘，得到的結(jié)果不會 超過 16位二進(jìn)制數(shù)。 5. 電壓值的顯示：最常用到的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成 BCD 碼的方法是用除法。先用得到的 16位二進(jìn)制數(shù)除以 10000， 得到的商就是模擬電壓值的整數(shù)部分(模擬電壓的 輸入為 0-5V，所以整數(shù)部分只有 1 位)， 得到的余數(shù)是模擬電壓值的小數(shù)部分； 接下來用余數(shù)除以 1000，商是十分位，余數(shù)作為被除數(shù)再除以 100，商為百分 位，余數(shù)再除以 10，商為千分位。這樣就將 16 位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成了 4

10、位 BCD 碼。 四.數(shù)字電壓表 C 語言程序 /珞珈 09 級通信單片機(jī)實驗 AD 轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)字電壓表 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit lcd_rs=P2A0; sbit lcd_e n=P2Al； sbit cs=P2A7; /AD 片選 sbit rd=P2A6； sbit wr=P2A5； sbit INTR=P3A2；/ 中斷請求信號 uint temp,D1,D2,D3,D4； uint shu； uint AD_read()； void delay(uint z)； void

11、 write_com(uchar com)； void write_date(uchar date)； void lcd_init()； void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge)； void AD_init()； void AD_start()； void main() write_com(0 x01)；/ 清屏 lcd_init()； AD_init ()； while(1) AD_start()； while(INTR=1)；/AD INTR=0； shu=AD_read()； shu=shu*196； D1=shu/100

12、00；/ shu=shu%10000； D2=shu/1000；/ shu=shu%1000； D3=shu/100；/ shu=shu%100； D4=shu/10；/ display(D1,D2,D3,D4)；/轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束為低電平 整數(shù)部分， 0.0196v 是最小變化量 十分位數(shù) 百分位數(shù) 千分位數(shù) 顯示 LcD1602 void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void write_com(uchar com) P0=com; lcd_rs=0; lcd_en=1; lcd_en=0; delay

13、(2); void write_shu(uchar shu) P0=shu; lcd_rs=1; lcd_en=1; lcd_en=0; delay(5); void lcd_init() lcd_en=0; write_com(0 x01);/ 清屏 write_com(0 x06);/ 指針加減與移動IH R umjui.nlplcxwn 人間處處單片機(jī)! write_com(0 x0c);/ 光標(biāo) write_com(0 x38);/ 液晶初始化命令 void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge) write_com(0 x80

14、+0 x02); write_shu(G); write_com(0 x80+0 x03); write_shu(u); write_com(0 x80+0 x04); write_shu(o); write_com(0 x80+0 x06); write_shu(L); write_com(0 x80+0 x07); write_shu(v); write_com(0 x80+0 x09); write_shu(C); write_com(0 x80+0 x0a); write_shu(h); write_com(0 x80+0 x0b); write_shu(a); write_com(0 x80+0 x0c); write_shu(o); write_com(0 x80+0 x44); write_shu(0 x30+qian);/0 x30 代表數(shù)字 0 write_com(0 x80+0 x45); write_shu(.); write_com(0 x80+0 x46); write_shu(0 x30+bai); write_com(0 x80+0 x47); write_shu(0 x30+shi); write_com(0 x80