单片机AD模块课程设计报告文档格式.docx

1、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2 8051芯片P0口与74LS373锁存器的接口图8051芯片P0口，右侧是外接

2、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3 8051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4 8051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

3、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 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8

4、位地址 PROG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。 RST（Reset）功能：复位信号输入端。 VPD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。 EA功能：内外ROM选择端。 Vpp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

5、：（1）主要特性 1）8路8位AD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100s 4）单个5V电源供电 5）模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-4085摄氏度 7）低功耗，约15mW。（2）引脚功能 1）IN0IN7：8路模拟量输入端。 2）2-12-8：8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： AD转换启动信号，输入，高电平有效。 6）EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转

6、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AD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

7、适当的外接电路，0809可对0-5V模拟信号进行转换。 图6 ADC0809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，Q0Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，Q0Q7 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：D0D7 数据输入端，OE三态允许控制端（低电平有效），LE 锁存允许端，Q0Q7 输出端，

8、74LS373真值表如表一所示。表一 74LS373真值表DnLEOEOnHLXQ0高阻态74LS138芯片说明74LS138 为3线8线译码器，其工作原理为： 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。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。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。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

9、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101000000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8 LM358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05V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，

10、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： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H ;INT1的入口地址 LJMP INT1T ORG 0100HMAIN: MOV SP,#70H ;入口 MOV 58H,#00H ;设立数据存储区指针 MOV 59H,#00H MOV 5AH,#00H MOV 5BH,#00H SETB IT1 ;选择INT1为边沿触发方式，设

11、置中断优先级 SETB EA ;CPU开中断 SETB EX1 ;允许外部中断1中断 MOV DPTR,#2000H ;0809地址 MOVX DPTR,A ;启动转换 LCALL TUNBCD ;调用显示程序,等待中断 SJMP $INT1T: PUSH ACC ;现场保护 PUSH PSW CLR EA CLR EX1 ;关中断 MOV DPTR,#2000H ; MOVX A,DPTR ;读取数据 MOV R1,A LCALL TUNBCD SETB EA开中断 POP PSW POP ACC ;出栈 MOV DPTR,#2000H MOVX DPTR,A ;重新启动转换 RETI ;中

12、断返回继续执行TUNBCD:mov DPTR,#2000h MOVX A,DPTR MOV B,#51 ;255/51=5.00V运算 DIV AB MOV 5AH,A ;个位数放入53H MOV A,B ;余数大于19H（25），F0为1，乘法溢出，结果加五 CLR F0 SUBB A,#1AH MOV F0,C MOV A,#10 MUL AB MOV B,#51 JB F0,LOOP2 ADD A,#5 LOOP2:MOV 59H,A ;小数后第一位放入52H MOV A,B JB F0,LOOP3 LOOP3:MOV 58H,A ;小数后第二位放入51HDISP: MOV A,58H ;取出百分位 MOV DPTR,#TAB ;读表头 MOVC A,A+DPTR ;查表 CLR P3.6 ;138的E1 E2 低电平有效（清除） MOV P2,#60H ;选中74LS373芯片 MOV P0,A ;当LE有效时把数据A锁存 MOV P2,#0E0H ;显示最低位 LCALL DELAY CLR P0.7 MOV A,59H ; 取出十分位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR CLR P3.6 MOV P0,A MOV P2,#0C0H ;显示