单片机AD模块课程设计报告文档格式.docx
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在及格的基础上能对来自传感器上的信号进行A/D转换同时能实现十进制显示。
本次设计可显示到小数点后两位。
优：
在良的基础上能实现通过按不同的键选择不同的通道进行A/D转换。
指导教师
2012年7月6日
一、设计原理与技术方法：
包括：
电路工作原理分析与原理图、元器件选择、电路调试方法与结果说明；
软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。
（1）单片机实习系统电路及其重要芯片说明
1.电路原理图及工作原理分析
如下图1为单片机实习系统电路图
图1单片机实习系统电路图
课程设计报告
注：
此表可加附页
图28051芯片P0口与74LS373锁存器的接口图
8051芯片P0口，右侧是外接74LS373锁存器，P0口既是8数据口，又是16位地址口的低8位，外接锁存器可达到时分复用的效果。
图38051芯片PO口与ADC0809芯片8位数据输入口连接图
8051芯片PO口为数据口，与ADC0809芯片8位数据输入口对应相接8051芯片P2口作为16位地址的高8位，其中P2.7,P2.6,P2.5与74LS138的A,B,C相连接，采用译码方式，如图3所示
图48051芯片P2口的P2.7,P2.6,P2.5与74LS138的A,B,C连接图
8051芯片P2口作为16位地址的高8位，其中P2.7,P2.6,P2.5与74LS138的A,B,C相连接，采用译码方式。
如图4所示。
图5热敏电阻温度传感器电路图
设计热敏传感器，电压经过放大器后输出，作为0809的输入。
2.元器件选择及芯片说明
本次实习所选芯片有8051、ADC0809、74LS373、74LS138。
热敏电阻传感器主要元件有负温度系数热敏电阻及LM358运放芯片。
8051芯片的说明：
单片机的40个引脚可分为4类：
电源、时钟、控制和I/O引脚。
（1）电源:
VCC-芯片电源，接+5V；
VSS-接地端；
（2）时钟:
XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。
（3）控制线:
控制线共有4根，
1）ALE/PROG:
地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
①ALE功能：
用来锁存P0口送出的低8位地址
②PROG功能：
片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
2）PSEN:
外ROM读选通信号。
3）RST/VPD:
复位/备用电源。
①RST（Reset）功能：
复位信号输入端。
②VPD功能：
在Vcc掉电情况下，接备用电源。
4）EA/Vpp:
内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
①EA功能：
内外ROM选择端。
②Vpp功能：
片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。
（4）I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口：
P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。
ADC0809芯片说明：
（1）主要特性
1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs
4）单个＋5V电源供电
5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度
7）低功耗，约15mW。
（2）引脚功能
1）IN0～IN7：
8路模拟量输入端。
2）2-1～2-8：
8位数字量输出端。
3）ADDA、ADDB、ADDC：
3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
4）ALE：
地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
5）START：
A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
6）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）。
7）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。
8）CLK：
时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
9）REF（+）、REF（-）：
基准电压。
10）Vcc：
电源，单一＋5V。
11）GND：
地。
（3）ADC0809的结构及转换原理：
ADC0809是采用逐次比较式的方法完成A/D转换的，由单一5V电源供电，片内带有锁存功能的8路选1的模拟开关，由C,B,A引脚的编码来决定所选的通道。
0809完成一次转换需要100us左右。
输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连接到MCS-51的数据总线上，通过适当的外接电路，0809可对0-5V模拟信号进行转换。
图6ADC0809管脚图
74LS373芯片说明
373为三态输出的D-锁存器，当三态允许控制端OE为低电平时，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE为高电平时，Q0～Q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端LE为高电平时，Q随数据D而变。
当LE为低电平时，D被锁存在已建立的数据电平。
当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。
引出端符号：
D0～D7数据输入端，OE三态允许控制端（低电平有效），LE锁存允许端，Q0～Q7输出端，
74LS373真值表如表一所示。
表一74LS373真值表
Dn
LE
OE
On
H
L
X
Q0
高阻态
74LS138芯片说明
74LS138为3线－8线译码器，其工作原理为：
①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（（/E2））和/（E3））为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。
②利用E1、E2和E3可级联扩展成24线译码器；
若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
③若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。
④可用作译码电路中，扩展内存。
表二74LS138真值表
负温度系数热敏电阻NTC
NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。
温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；
随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。
NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。
图7负温度系数热敏电阻特性曲线
LM358芯片说明
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。
图8LM358芯片管脚图
2.程序设计思路说明
及格程序为ADC0809可将输入模拟电压0—5V转换为8位的数字量，共256个电平，要在数码管上显示，即送显示即可。
在及格的基础上，对来自传感器的电压进行A/D转换，显示为十进制，只要经计算得到的数据进行BCD码转换，由于显示范围为0-5V，本次设计可显示到小数点后两位，如2.58V。
53H,52H,51H分别放置个位数，十分位数，百分位数。
系统主流程图如图9所示，图10为中断子服务程序流程图
图9主程序流程图
图10中断子服务程序流程图
A/D的良设计程序代码说明如下：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0013H;
INT1的入口地址
LJMPINT1T
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#70H;
入口
MOV58H,#00H;
设立数据存储区指针
MOV59H,#00H
MOV5AH,#00H
MOV5BH,#00H
SETBIT1;
选择INT1为边沿触发方式，设置中断优先级
SETBEA;
CPU开中断
SETBEX1;
允许外部中断1中断
MOVDPTR,#2000H;
0809地址
MOVX@DPTR,A;
启动转换
LCALLTUNBCD;
调用显示程序,等待中断
SJMP$
INT1T:
PUSHACC;
现场保护
PUSHPSW
CLREA
CLREX1;
关中断
MOVDPTR,#2000H;
MOVXA,@DPTR;
读取数据
MOV@R1,A
LCALLTUNBCD
SETBEA
开中断
POPPSW
POPACC;
出栈
MOVDPTR,#2000H
MOVX@DPTR,A;
重新启动转换
RETI;
中断返回继续执行
TUNBCD:
movDPTR,#2000h
MOVXA,@DPTR
MOVB,#51;
255/51=5.00V运算
DIVAB
MOV5AH,A;
个位数放入53H
MOVA,B;
余数大于19H（25），F0为1，乘法溢出，结果加五
CLRF0
SUBBA,#1AH
MOVF0,C
MOVA,#10
MULAB
MOVB,#51
JBF0,LOOP2
ADDA,#5
LOOP2:
MOV59H,A;
小数后第一位放入52H
MOVA,B
JBF0,LOOP3
LOOP3:
MOV58H,A;
小数后第二位放入51H
DISP:
MOVA,58H;
取出百分位
MOVDPTR,#TAB;
读表头
MOVCA,@A+DPTR;
查表
CLRP3.6;
138的E1E2低电平有效（清除）
MOVP2,#60H;
选中74LS373芯片
MOVP0,A;
当LE有效时把数据A锁存
MOVP2,#0E0H;
显示最低位
LCALLDELAY
CLRP0.7
MOVA,59H;
取出十分位
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
CLRP3.6
MOVP0,A
MOVP2,#0C0H;
显示
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