简易数字电压表设计Word文件下载.docx

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P3.2控制ADC0809的转换结束信号（EOC）。

系统框图如图1-2所示。

图1-1电路原理图

图1-2系统框图

一．主要元器件的介绍

1.模数转换芯片ADC0809：

ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，其实物如图1-3所示。

它可以和微型计算机直接接口。

ADC0809转换器的系列芯片是ADC0808，可以相互替换。

图1-3ADC0809实物图

1）ADC0809内部逻辑结构

图1-4ADC0809的内部逻辑结构及引脚图 

ADC0809的内部逻辑结构如图1-4所示。

图中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8路模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换。

地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存与译码，如表1-1所示。

表1-1ADC0809通道选择表

C（ADDC）

B（ADDB）

A（ADDA）

选择的通道

IN0

1

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

2）ADC0809的引脚

ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列如图1-4所示。

（1）IN0～IN7：

8路模拟量输入通道。

（2）A、B、C：

模拟通道地址线。

这3根地址线用于对8路模拟通道的选择，其译码关系如表1-1所示。

其中，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。

（3）ALE：

地址锁存允许信号。

对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

（4）START：

转换启动信号。

START上升沿时，复位ADC0809；

START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；

在A/D转换期间，START应保持低电平。

本信号有时简写为ST。

（5）D7～D0：

数据输出线。

为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。

D0为最低位，D7为最高。

（6）OE：

输出允许信号。

用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE=0，输出数据线呈高阻；

OE=1，输出转换得到的数据。

（7）CLK：

时钟信号。

ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。

通常使用频率为500KHz的时钟信号。

（8）EOC：

转换结束信号。

EOC=0,正在进行转换；

EOC=1,转换结束。

使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。

（9）Vcc：

+5V电源，GND：

地。

（10）Vref：

参考电压。

参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。

其典型值为+5V（Vref（+）=+5V,Vref（-）=0V）。

3）ADC0809的工作原理：

首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。

此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。

START上升沿将逐次逼近寄存器复位。

下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。

直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。

当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

（注意：

ALE信号常与START信号连在一起，这样连接可以在信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动A/D转换，图1-5为ADC0809信号的时序配合图）。

图1-5ADC0809信号的时序配合

2.数据处理及控制芯片STC89C51：

STC89C51片内含有4k字节Flash闪速存储器。

ALE：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

3.AT89C51与ADC0809的连接

AT89C51与ADC0809的连接电路如图1-1所示。

AT89C51与ADC0809的连接必须注意处理好3个问题：

（1）在START端送一个100ns宽的启动正脉冲；

（2）获取EOC端上的状态信息，因为它是A/D转换的结束标志；

（3）给“三态输出锁存器”分配一个端口地址，也就是给OE端送一个地址译码器的输出信号。

4.4位一体7段LED数码管

本实验的显示模块主要由一个4位一体的7段LED数码管（SM410564）构成，用于显示测量到的电压值。

它是一个共阳极的数码管，每一位数码管的原理图如图1-13所示。

每一位数码管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自连接在一起，用于接收AT89C51的P1口产生的显示段码。

1，2，3，4引脚端为其位选端，用于接收AT89C51的P3口产生的位选码。

图1-4和图1-5分别为其实物图和引脚图。

图1-4一位数码管的原理图

图1-5SM410564数码管实物图

1.主程序设计

初始化中主要对AT89C51，ADC0809的管脚和数码管的位选及所用到的内存单元70H,78H,79H,7AH进行初始化设置。

准备工作做好后便启动ADC0809对IN2脚输入进的0～5V电压模拟信号进行数据采集并转换成相对应的0～255十进制数字量。

在数据处理子程序中，运用标度变换知识，编写算法将0～255十进制数字量转换成0.00～5.00V的数据，输出到显示子程序进行显示。

整个主程序就是在A/D转换，数据处理及显示程序循环执行。

整个程序流程框图如图1－6所示。

图1－6主程序流程图

2.各子程序设计

1）A/D转换子程序

启动ADC0809对模拟量输入信号进行转换，通过判断EOC（P3.2引脚）来确定转换是否完成，若EOC为0，则继续等待；

若EOC为1，则把OE置位，将转换完成的数据存储到70H中。

程序流程图如图1－7所示。

图1－7A/D转换程序流程图

2）数据处理子程序

3）显示子程序

显示子程序采用动态扫描法实现三位数码管的数值显示。

测量所得的A/D转换数据放在70H内存单元中，测量数据在显示时需转换成10进制BCD码放在78H～7AH单元中。

寄存器R1用作显示数据地址指针。

程序流程图如图1-8所示。

图1－8显示子程序流程图

程序如下：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0030H

START:

CLRA

MOV70H,A

MOV78H,A

MOV79H,A

MOV7AH,A

MOV7BH,A

LOOP:

LCALLAD_SUB

LCALLTRN_SUB

LCALLDISP_SUB

LJMPLOOP

AD_SUB:

CLRP2.6

SETBP3.2

CLRP2.7

SETBP2.3

SETBP2.4

CLRP2.5

MOVR0,#70H

SETBP2.7

NOP

WAIT:

JBP3.2,DSAVE

SJMPWAIT

DSAVE:

MOVP0,#0FFH

SETBP2.6

MOVA,P0

MOV@R0,A

RET

TRN_SUB:

MOVA,@R0

MOVB,#51

DIVAB

MOVA,B

MOVB,#10

MULAB

DISP_SUB:

MOVR1,#78H

MOVA,@R1

MOVDPTR,#TAB1

MOVCA,@A+DPTR

MOVP1,A

CLRP3.4

LCALLDELAY

SETBP3.4

INCR1

MOVDPTR,#TAB2

MOVP1,A

CLRP3.5

SETBP3.5

CLRP3.6

LCALLDELAY

SETBP3.6

MOVA,#0C1H

CLRP3.7

SETBP3.7

RET

DELAY:

MOVR5,#3

S1:

MOVR6,250

DJNZR6,$

DJNZR5,S1

TAB1:

DB40H,79H,24H,30H,19H,12H

TAB2:

DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H

DB92H,82H,0F8H,80H,90H

END