AD轉換電路進行設計

1、摘 要本課題的任務是對A/D轉換電路進行設計，了解A/D轉換與單片機的接口方法，掌握AD0809轉換性能及編程方法。把模擬量轉換成數(shù)字量的器件，稱為模數(shù)轉換器，簡稱為A/D(Anolog to Digit)。一般的A/D轉換過程是通過采樣、保持、量化和編碼4個步驟完成的，這些步驟往往是合并進行的。當A/D轉換結束，ADC輸出一個轉換結束信號數(shù)據(jù)。CPU可有多種方法讀取轉換結果： 查詢方式 ； 中斷方式； DMA方式。 通道8位A/D轉換器,ADC0809是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。 ADC080

2、9由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。 一個實際的系統(tǒng)中需用傳感器把各種物理參數(shù)(如壓力和溫度等)測量出來，并轉換為電信號，再經(jīng)過A/D轉換器，傳送給微型計算機；微型計算機加工處理后，通過D/A轉換器去控制各種參數(shù)量。關鍵詞：80c51單片機 ；74LS164芯片 ；數(shù)碼管顯示目 錄一 系統(tǒng)設計原理······

3、··················································

4、········3二設計方案及其流程圖········································&

5、#183;···············4三 整個系統(tǒng)實現(xiàn)功能································&#

6、183;·························7四 收獲與心得體會······················

7、3;······································9五 參考書目··········

8、83;·················································

9、83;·········10一 系統(tǒng)設計原理1 引腳定義：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳，由地址鎖存及譯碼控制單元的3位地址A、B、C進行選通切換。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負端。START：A/D轉換啟動控制信號輸入端。ALE：地址鎖存允許信號輸入端。（START和 ALE兩種信號用于啟動A/D轉換）.EOC：轉換結束信號輸出引腳，開始轉換時為低電平，當轉換結束時為高電平，因此EOC可作為CPU的中斷或查詢信

10、號。OE：輸出允許控制信號輸入端，A/D轉換后的數(shù)據(jù)進入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，并在OE的作用下（OE為高電平），通過D0D7將鎖存器的數(shù)據(jù)送出。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。 ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。A，B和C為地址輸入

11、線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：1 ST為轉換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉換；在轉換期間，ST應保持低電平。EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)

12、部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。2 芯片內(nèi)部結構：ADC0809由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。其內(nèi)部結構如圖1-1所示。 圖1-1 ADC8090內(nèi)部結構3 8090的工作時序圖：ADC0809工作時序圖，如圖12所示。 圖1-2 ADC8090工作時序圖4 ADC0809與MCS-

13、51單片機的硬件接口方式：ADC0809與MCS-51單片機的硬件接口有三種最常用的方式，即定時傳送方式、查詢方式和中斷方式，本次課程設計使用的是查詢傳送方式。二 設計方案及其流程圖A/D轉換就是把模擬量轉換成二進制碼表示的數(shù)字量，一般的A/D轉換過程是通過采樣，保持，量化和編碼4個步驟完成的，這些步驟往往是合并運行的。本設計用ADC 0809實現(xiàn)A/D轉換。按查詢方式采樣三路A/D轉換數(shù)據(jù)，用簡單輸入口（74LS244）查詢EOC信號，每循環(huán)一次，0、1、2通道各采樣一次，采樣結果為：0通道數(shù)據(jù)放入AX中， 1通道數(shù)據(jù)放入BX中， 2通道數(shù)據(jù)放入CX中，三個寄存器均是低8位有效。2 A/D轉

14、換程序流程如下：AD0809XDATA8000HORG0000HAJMPMAIN*/*采用查尋方式AD轉換程序*/*ORG0030HMAIN:MOV DPTR,#AD0809MOV A,#00HMOVXDPTR,A;啟動AD轉換CALLDELAY;延時MOVXA,DPTR;轉換結束讀取結果MOV R0,ACALLDISPCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYAJMPMAIN*/*顯示子程序*/*DISP:MOVA,R0 ;低位ANLA,#0FHACALLDSEND;顯示MOVA,R0SWAPAANLA,#0FH;高位ACALLDSEND;顯示RETDSEND:MOVDPTR,#

15、SGTB1MOVCA,A+DPTR;取字符MOVSBUF,A ;發(fā)送字符JNBTI,$;等待串口發(fā)送完CLRTIRET*/*延時程序*/*DELAY:MOVR4,#250 ;延時DELAY1:MOVR5,#250DJNZR5,$DJNZR4,DELAY1RET*/*字符編碼*/*SGTB1:DB 03H ;0 DB 9FH ;1 DB 25H ;2 DB 0DH ;3 DB 99H ;4 DB 49H ;5 DB 41H ;6 DB 1FH ;7 DB 01H ;8 DB 09H ;9 DB 11H ;A DB 0C1H ;B DB 63H ;C DB 85H ;D DB 61H ;E DB

16、71H ;F DB 00H END三 整個系統(tǒng)實現(xiàn)功能1.實驗連線與步驟電位器電壓輸出端（VOUT）0809通道0（IN0）選通信號CS譯碼電路8000HCLK振蕩電路的脈沖輸出端 串并轉換的DIN接P3.0，CLKP3.1SWRP3.6,SRDP3.7數(shù)據(jù)線與仿真單片機的數(shù)據(jù)線相連，地址高8位、低8位分別與單片機部分地址線相連。其中ADC8090的接線路圖如1-3所示：圖1-3ADC8090的接線圖 2A/D轉換模擬軟件仿真電路:仿真電路圖1-4所示。圖1-4 A/D轉換仿真電路圖3 模擬電路運行結果： 通過調(diào)試運行得出運行結果如圖1-5所。圖1-5 運行結果4 得出結論：當從一個方向調(diào)節(jié)電

17、位器時，顯示結果從減小，反之，顯示結果增大。四 收獲與心得體會 通過這次單片機課程設計，我加深了對單片機理論的理解，鞏固了課堂上的理論知識，將理論和實踐進行了完美的結合，從而開始了本次課程設計。 我在這次的A/D轉換設計過程中，收獲頗多。剛開始，我們一點思路沒有，但是大家很積極，很快找到了A/D轉換這個切入點。由此入手，我們進入了硬件連接階段，由于對實驗箱不是很熟悉，我們連線時也不是很順利。我們請教了實驗室老師，順利連好了電路。并且了解到，連電路前要關閉電源并且檢查線是否是完好的。接著，我們進入了程序編寫階段。光是這個A/D轉換的接口問題我們就研究了很久，到最后換了幾個試驗箱才完成了對A/D轉換功能的驗證。模塊程序的編寫并不是特別難，但是各個模塊間的銜接需要仔細思考才能做好。通過對自己在單片機課堂上所學知識的回顧，結合模擬電子和數(shù)字電技術的知識，與組員共同商量，完成了設計。為自己今后進一步深化學習，積累了一定的寶貴經(jīng)驗，還對電路、電子元件等方面知識進一步加深認識，同時在軟件編程、調(diào)試、相關儀器的使用等方面得到較全面的鍛煉和提高。學以致用，培養(yǎng)了我運用所學知識解決實際問題的能力。 這次課程設計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了;才能將課本知識與實踐相結合。另外，小組成員之