用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表.docx

用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表.docx

《用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表

学习情境3-数字电压表的设计

之 基于LCD1602和ADC0832设计的数字电压表

●点名，复习

1、DS1302的引脚及其功能，以及DS1302与单片机的硬件连接？

2、如何编写基于1602LCD的显示驱动程序？

●新课讲授

3.1基于LCD1602和ADC0832设计的数字电压表

这堂课我们来学习ADC0832芯片的应用。

模－数（AD）和数－模（DA）转换是模拟电路和数字电路进行沟通的渠道，在数字电路里，电平只有高和低两种状态，比如5V和0V，对应着1和0；模拟电路里，电平则理论上有无数个状态，比如0V、0.1V、0.2V…等等。

如何将模拟电平值在数字电路里表达出来呢？

这就需要AD转换过程。

ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。

由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，且目前已经有很高的普及率。

学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。

3.1．1ADC0832芯片

ADC0832具有以下特点：

（1）8位分辨率;

（2）双通道A/D转换;（3）输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；（4）5V电源供电时输入电压在0～5V之间；（5）工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；（6）一般功耗仅为15mW；（7）8P、14P—DIP（双列直插）、PICC多种封装；（8）商用级芯片温宽为0°Cto+70°C?

，工业级芯片温宽为40℃-+85℃

引脚及功能:

图6-1-1DAC0832引脚图

CS：

片选使能，低电平有效

CH0：

模拟输入通道0，或作为IN+/-使用

CH1：

模拟输入通道1，或作为IN+/-使用

GND：

芯片参考0电位（地）

DI:

数据信号输入，选择通道控制

DO:

数据信号输出，转换数据输出

CLK:

芯片时钟输入

VCC：

电源输入

ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。

其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0～5V之间。

芯片转换时间仅为32μS，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。

独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。

通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。

正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。

但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。

时序图：

图6-1-2ADC0832时序图

与DS1302非常相似，CS作为选通信号，在时序图中可以看到，从CS置为低电平开始，一直到置为高电平结束。

CLK提供时钟信号。

当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。

当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。

此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。

在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。

在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据（SGL、Odd）用于选择通道功能，当此2位数据为“1”、“0”时，只对CH0进行单通道转换。

当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。

当2位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。

当2位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1作为正输入端IN+进行输入。

在完成输入启动位、通道选择之后，到第3个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。

从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。

直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。

也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATA0。

随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。

最后将CS置高电平禁用芯片，此时就可以开始读出数据，转换得到的数据会被送出二次，一次高位在前传送，一次低位在前传送，连续送出。

在程序读取二个数据后，我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取。

作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0～5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。

如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。

但值得注意的是，在进行IN+与IN-的输入时，如果IN-的电压大于IN+的电压,则转换后的数据结果始终为00H。

6.1．2系统硬件设计

硬件系统主要有单片机最小系统电路，LCD1602液晶显示电路，ADC0832模数转换电路3个电路模块。

为了便于仿真观测，在ADC0832模数转换电路的模拟信号输入端并接了虚拟电压表，液晶显示器显示的电压值应当和虚拟电压表测得的电压一致。

具体硬件连线图如下图6-1-3所示：

图6-1-3硬件结构图

3.1.3软件系统设计

软件系统主要分两大类：

一是关于ADC0832的函数的设计，有获取通道A/D转换结果的函数（Get_Value_ADC0832（））,及其刷新显示缓冲函数（Refresh_Disp_Buffer（））;二是LCD1602驱动显示程序，对于1602的用法，我们比较熟悉，在此不作叙述。

本项目的关键就是获取A/D转换结果函数的编写。

根据ADC0832的引脚功能和时序图可知，对于该程序的设计分以下几个步骤：

①起始控制位的设置，即开始启动芯片转换；②输入模式的选择，该步骤在第一个下降沿到来之前设置；③设置通道，ADC0832有2个输入通道CH0,CH1，在第二个下降沿到来之前，通过设置DI引脚的电平来实现通道的选择；④模式和通道选择好后，在第三个下降沿到来之前，把引脚DI设置为高电平，表示A/D转换的准备工作已经完成，真正的数据转换工作开始；⑤数据处理分两次进行，一次为对第4-11个脉冲数据进行处理，一次为对第12-19个脉冲进行处理；⑥最后停止转换，设置引脚CS为高电平。

下面为获取ADC0832转换数值的具体程序：

//获取指定通道的A/D转换结果

ucharGet_Value_ADC0832（）

{

uchari,dat1=0,dat2=0;

//起始控制位

CS=0; _nop_（）;_nop_（）;

CLK=0;_nop_（）;_nop_（）;

DI=1;_nop_（）;_nop_（）;

CLK=1;_nop_（）;_nop_（）;

//第一个下降沿之前，设置DI=1/0；

//选择单端/差分（SGL/DIF）模式中的单端输入模式

CLK=0;DI=1;_nop_（）;_nop_（）;

CLK=1;   _nop_（）;_nop_（）;

//第二个下降沿之前，设置DI=0/1；选择CH0/CH1

CLK=0;DI=1;_nop_（）;_nop_（）;

CLK=1;DI=0;_nop_（）;_nop_（）;

//第三个下降沿之前，设置DI=1；

CLK=0;DI=1;_nop_（）;_nop_（）;

//第4-11个脉冲期间读数据（MSB->LSB）

for（i=0;i<8;i++）

{

CLK=1;_nop_（）;_nop_（）;

CLK=0;_nop_（）;_nop_（）;

dat1=dat1<<1|DO;

}

//第12-19个脉冲期间读数据（LSB->MSB）

for（i=0;i<8;i++）

{

dat2=dat2|（（uchar）（DO）<

CLK=1;  _nop_（）;_nop_（）;

CLK=0;  _nop_（）;_nop_（）;  

}

CS=1;

DI=1;

//CLK=1;

returnResult_ADC0832=（dat1==dat2）?

dat1:

0;

}

获取了A/D转换结果后就应该把数值显示在LCD1602显示屏上，所以应该对转换后的结果做一个处理，处理代码如下：

voidRefesh_Disp_Buffer（）

{

uintt=Result_ADC0832*500.0/255;  //

Display_Buffer[1][7]=t/100+'0';  //整数位

Display_Buffer[1][9]=t/10%10+'0';  //两个小数位

Display_Buffer[1][10]=t%10+'0';

}

上述代码中的第一行语句把转换的结果（Result_ADC0832）乘以500.0再除以255的目的是为了得到显示结果的各个位的数码。

假设虚拟电压表的数值为3.25，那么根据ADC0832的转换规则可知，ADC0832的转换结果Result_ADC0832=

×500；要想正确显示3.25就应当把3.25变成325，然后把3、2、5显示在1602显示屏上。

实现这个功能的代码就是：

t=Result_ADC0832*500.0/255。

程序中后面的3条语句就是把要显示的电压值的各个数值分解出来，并送到显示缓冲数组中。

●课堂小结

本节课我们主要学习了如何应用ADC0832设计一个数字电压表。

知道了在硬件上ADC0832芯片和单片机的连接，在软件方面，我们着重介绍了如何获取A/D转换结果函数的设计，这需要我们从ADC0832芯片的技术资料中获得设计程序的方法。

这充分说明利用单片机控制硬件芯片时，芯片的引脚功能、控制逻辑和控制时序对程序的设计是多么的重要。

●完整程序代码

#include

#include

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

sbitCS =P1^0;

sbitCLK=P1^1;

sbitDI=P1^2;

sbitDO=P1^2;

sbitRS=P2^0;

sbitRW=P2^1;

sbitE =P2^2;

ucharResult_ADC0832=0;//转换结果变量

ucharDisplay_Buffer[2][16]={

{"CurrentVoltage:

"},

{"（CH）= 0.00V "}

};