for(j=0;j<120;j++);
}
/*检测按键子程序*/
keytest()
{
if(KEY1==0)//检测循环或单路选择按键是否按下
{FLAG=!
FLAG;//标志位取反,循环,单路显示却换
while(KEY1==0);
}
if(FLAG==1)//单路循环时,检测通道选择按键是否按下
{if(KEY2==0)
{number++;
if(number==8)
{number=0;}
while(KEY2==0);
}
}
}
/*显示扫描子程序*/
scan()
{
uchark,n;
inth;
if(FLAG==0)//循环显示子程序
{
dis[3]=0x00;//通道值清零
for(n=0;n<8;n++)//循环8次
{
dis[2]=ad_data[n]/51;//转换为BCD码
dis[4]=ad_data[n]%51;
dis[4]=dis[4]*10;
dis[1]=dis[4]/51;
dis[4]=dis[4]%51;
dis[4]=dis[4]*10;
dis[0]=dis[4]/51;
for(h=0;h<500;h++)//每个通道显示时间控制为1s
{
for(k=0;k<4;k++)//4位LED循环显示
{
disdata=dis_7[dis[k]];
if(k==2)
{DISX=0;}
P3=scan_con[k];
delay1ms
(1);
P3=0xff;
}
}
dis[3]++;//通道值加1
keytest();//检测按键
}
}
if(FLAG==1)//单路显示子程序
{
dis[3]=number;
for(k=0;k<4;k++)//4位LED扫描显示
{
disdata=dis_7[dis[k]];
if(k==2)
{DISX=0;}
P3=scan_con[k];
delay1ms
(1);P3=0xff;
}
keytest();//检测按键
}
}
/*转换子函数*/
test()
{
ucharm;
uchars=0x00;//初始通道位0
ad_con=s;//第一通道地址送0809控制口
for(m=0;m<8;m++)
{
ALE=1;_nop_();_nop_();ALE=0;//锁存通道地址
START=1;_nop_();_nop_();START=0;//启动转换
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
while(EOC==0);//等待转换结束
OE=1;ad_data[m]=addata;OE=0;//读取当前通道转换数据
s++;ad_con=s;//改变通道地址
}
ad_con=0x00;//通道地址恢复初值
}
7单片机概述
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
AT89S52具有以下标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,5个中断优先级2层中断嵌套中断,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件,可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
7.1单片机引脚结构及说明
如图1-5所示
图1-5
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下所示:
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
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。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
7.1.1振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
88位A/D转换器芯片ADC0809
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。
8.1ADC0809的主要特性
(1)它是具有8路模拟量输入、8位数字量输出功能的A/D转换器。
(2)转换时间为100μs。
(3)模拟输入电压范围为0V~+5V,不需零点和满刻度校准。
(4)低功耗,约15mW。
8.1.1ADC0809的内部逻辑结构
图1—6所示
图1—6
由上图可知,ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
8.1.2引脚结构
图1—7所示
图1—7
8.1.2.1ADC0809主要信号引脚的功能如下:
IN0-IN7:
8条模拟量输入通道
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。
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.
A、B、C——地址线。
通道端口选择线,A为低地址,C为高地址,引脚图中为ADDA,ADDB和ADDC。
其地址状态与通道对应关系见表9-1。
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
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。
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
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。
Vcc——+5V电源。
Vref——参考电源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(-)=-5V).
8.1.2.2ADC0809对输入模拟量要求
信号单极性,电压范围是0-5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线:
4条。
数字量输出及控制线:
11条
ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效。
当ALE线为高电平时,地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存,经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。
A,B和C为地址输入线,用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。
通道选择表如下表所示。
C
B
A
选择的通道
0
0
0
IN1
0
0
1
IN2
0
1
0
IN3
0
1
1
IN4
1
0
0
IN5
1
0
1
IN6
1
1
0
IN7
1
1
1
IN8
ST为转换启动信号。
当ST上跳沿时,所有内部寄存器清零;下跳沿时,开始进行A/D转换;在转换期间,ST应保持低电平。
EOC为转换结束信号。
当EOC为高电平时,表明转换结束;否则,表明正在进行A/D转换。
OE为输出允许信号,用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE=1,输出转换得到的数据;OE=0,输出数据线呈高阻状态。
D7-D0为数字量输出线。
CLK为时钟输入信号线。
因ADC0809的内部没有时钟电路,所需时钟信号必须由外界提供,通常使用频率为500KHZ,
VREF(+),VREF(-)为参考电压输入。
8.2ADC0809的工作过程
(1)首先确定ADDA、ADDB、ADDC三位地址,决定选择哪一路模拟信号;
(2)使ALE端接受一正脉冲信号,使该路模拟信号经选择开关到达比较器的输入端;
(3)使START接受一正脉冲信号,START的上升沿将逐次逼近寄存器复位,下降沿启动A/D转换;
(4)EOC输出信号变低,指示转换正在进行。
(5)A/D转换结束,EOC变为高电平,指示A/D转换结束。
此时,数据已保存到8位三态输出锁存器中。
此时CPU就可以通过使OE信号为高电平,打开ADC0809三态输出,由ADC0809输出的数字量传送到CPU。
8.3ADC0809应用说明
(1)ADC0809内部带有输出锁存器,可以与AT89S51单片机直接相连。
(2)初始化时,使ST和OE信号全为低电平。
(3)送要转换的哪一通道的地址到A,B,C端口上。
(4)是否转换完毕,根据EOC信号来判断。
(5)当EOC变为高电平时,这时给OE为高电平,转换的数据就输出给单片机了。
结论
本实训基于单片机AT89S52采用8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809设计的电压检测装置。
用单片机进行数据控制、处理,送到显示器显示,硬件结构简单,所用元件较少,大大降低了制作成本。
软件采用C语言实现,程序简单可读写性强,效率高。
与传统的电路相比,具有方便操作、处理速度快、稳定性高、性价比高的优点,具有一定的使用价值。
本设计所测的电源范围为0—5V,如果想改装大量程范围,可在其输入电路中添加乘法器使大电压降低至可控的范围。
本系统以80C51为核心部件,利用软件编程,实现了对直流电压值的测量。
尽量做到线路简单,减小电磁干扰,充分利用软件编程,弥补元器件的精度不足。
由于水平有限,我们认为系统还有需要改进的地方。
今后的学习中还需要继续努力,深入的学习和思考问题。
参考文献
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中国水利水电出版社,2005,1—284
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[2] 谭浩强著.C语言程序设计(第三版).北京:
清华大学出版社,2005.7,37
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[3]张桂红主编.单片机原理与应用.福州:
福建科学技术出版社,2007.2,306—315
页.
[4]韩志军等编著.单片机应用系统设计:
入门向导与设计实例.北京:
机械工业出版
社,2005.1,132—147页.
辅材清单
编号
辅材名称
型号
技术标准
数量
1
单面板
1块
2
AT89C52
1
3
ADC0809
1
4
SA18
1
6
LED84S
ET3
1
7
电阻
4.7K
10
8
电阻
0.51K
10
9
电阻
10K
5
10
电阻
8.2K
2
11
电解电容
10UF
1
12
瓷片电容
30PF
4
13
晶振
12MHZ
1
14
三极管
9015
5
15
复位按钮
4
16
导线
若干