單片機(jī)課設(shè)AD轉(zhuǎn)換

1、0前言1 課程設(shè)計(jì)的目的和要求1.1、 課程設(shè)計(jì)的目的1.2、 課程設(shè)計(jì)的基本要求2 總體設(shè)計(jì)2.1、基本工作原理2.2、硬件總體設(shè)計(jì) 2.2.1、系統(tǒng)組成方案 2.2.2、擴(kuò)展單元編址 2.2.3、鍵盤、顯示功能的定義2.3、軟件總體設(shè)計(jì) 2.3.1、存儲(chǔ)單元的分配、標(biāo)志位的定義 2.3.2、主程序框圖及清單3 硬件設(shè)計(jì)4 軟件設(shè)計(jì)5 結(jié)束語6參考文獻(xiàn)前言 KeiluVison3是一套在windows環(huán)境下8051單片機(jī)整合性開發(fā)接口（IntergratedDevelopmentEnvironment,IDE）軟件，它具備完善的項(xiàng)目管理系統(tǒng)，提供編譯器以編寫程序及說明文件，可以協(xié)助編寫，翻譯

2、（包含C語言的編譯器C51Compiler以及A51組譯器）除錯(cuò)和測(cè)試嵌入式系統(tǒng)程序。其中C51compiler是C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編相比，C語言在功能，結(jié)構(gòu)性，可讀性和可維護(hù)性等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且易學(xué)易用，KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外，重要的一點(diǎn)是只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼的效率是非常高的。1.課程設(shè)計(jì)目的和要求1.1課程設(shè)計(jì)的目的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的目的就是要鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個(gè)具有綜合功能的小系統(tǒng)，使學(xué)生將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起

3、來，對(duì)電子電路、電子元器件等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。1 掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)的接口方法。2 了解A/D芯片ADC0809轉(zhuǎn)換性能及編程方法。3 通過設(shè)計(jì)了解單片機(jī)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。1.2課程設(shè)計(jì)的基本要求要求每個(gè)學(xué)生（或小組）都要自己動(dòng)手獨(dú)立設(shè)計(jì)完成一個(gè)典型的單片機(jī)應(yīng)用小系統(tǒng)。設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)教師提供，也可以自己選擇設(shè)計(jì)題目，但難度不應(yīng)小于參考題目，需經(jīng)指導(dǎo)教師審查后方可確定是否采納。一般3人為一小組。課程設(shè)計(jì)的時(shí)間為1周。設(shè)計(jì)的最終作品包括硬件和軟件兩個(gè)部

4、分，要求能夠演示并達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。每個(gè)學(xué)生（或小組）在作品完成后，要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查通過后才算完成。課程設(shè)計(jì)報(bào)告每個(gè)學(xué)生一份，獨(dú)立完成。2.總體設(shè)計(jì)2.1 基本工作原理 A/D轉(zhuǎn)換器大致有三類：一是雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是精度高，抗干擾性好，價(jià)格便宜，但速度慢；二是逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換器，精度、速度、價(jià)格適中；三是并行A/D轉(zhuǎn)換器，速度快，價(jià)格也昂貴。ADC0809屬第二類，是八位A/D轉(zhuǎn)換器。每采集一次需100us。ADC0809 START端為A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，ALE端為通道選擇地址的鎖存信號(hào)。實(shí)驗(yàn)電路中將其相連，以便同時(shí)鎖存通道地址并開始A/D采樣轉(zhuǎn)換，故啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換只需如下兩條

5、指令： MOV DPTR，#PORT MOVX DPTR,AA中為何內(nèi)容并不重要，這是一次虛擬寫。在中斷方式下，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生EOC信號(hào)，將其與8031CPU板上的INT0相連接。在中斷處理程序中，使用如下指令即可讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果： MOV DPTR，#PORT MOVX A，DPTR 2.2 、硬件總體設(shè)計(jì) 1個(gè)AT89C51 1個(gè)ADC0808 4個(gè)數(shù)碼管 以及若干電子元器件組成電路圖2.3、軟件總體設(shè)計(jì) 2.3.1、存儲(chǔ)單元的分配、標(biāo)志位的定義 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量放于片內(nèi)的RAM的51H單元，拆分的百位放于片內(nèi)RAM的52H,拆分十分位放于片內(nèi)RAM的53H，拆分的個(gè)位放于

6、片內(nèi)RAM的54H。P2口為字段碼口，P1口為位選碼口。 2.3.2、主程序框圖及清單（帶有注釋） 3.硬件設(shè)計(jì) ADC0809引腳結(jié)構(gòu)ADC0809各腳功能如下：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。（以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHz）。A

7、、B、C：地址輸入線。 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)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(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，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

8、控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)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(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。AT89C51引腳結(jié)構(gòu)引腳圖如下：VCC：供電電壓。 GND：接地。 P

9、0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，

10、P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部

11、下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地

12、位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)

13、/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。4.軟件設(shè)計(jì)主要由延時(shí)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)碼管選擇顯示等子程序組成。延時(shí)： MAIN: MOV TMOD,#12H ；T0工作在模式2，T1工作在模式1 MOV TH0,#246 ；延時(shí)賦初值 MOV TL0,#246 MOV TH1,#(65535-20

14、000)/256 ；延時(shí)賦初值 MOV TL1,#(65535-20000)MOD 256 SETB ET0 SETB ET1 SETB TR0 SETB TR1 SETB EA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換： LOOP: CLR ST ；產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的正脈沖信號(hào) SETB ST CLR ST JNB EOC,$ ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 SETB OE ；允許輸出 MOV GETDATA,P0 ；暫存轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE ；關(guān)閉輸出 MOV A,GETDATA ；將轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 MOV B,#100 DIV AB MOV 52H,A ；存放百位數(shù)mov A,Bmov b,#10div abmov 53h,a ；存

15、十位數(shù)mov 54h,b ；存?zhèn)€位數(shù)ljmp loop數(shù)碼管選擇顯示：t1x:mov th1,#(65535-20000)/256mov tl1,#(65535-20000) mod 256mov dptr,#tabmov p2,#08h ；選中右邊第一個(gè)數(shù)碼管mova,53h movc a,a+dptrmov p1,alcall delaymov p2,#04hmov a,53hmovc a,a+dptrmov p1,alcall delayMOV P2,#02HMOV A,52HMOVC A,A+DPTRMOV P1,ALCALL DELAY ；延時(shí)retitab:db 03fh,006h,05bh,04fh,66h,6dh,7dh,007h,7fh,6fhdelay:mov r7,#255djnz r7,$ret中斷服務(wù)框圖；主程序：GETDATA EQU 51HST BIT P3.0OE BIT P3.1EOC BIT P3.2CLK BIT P3.7ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHCPL CLKRETIORG 001BHLJMP T1X軟件仿真結(jié)果及分析： 顯示的數(shù)字