1、任務(wù)六任務(wù)六 制作數(shù)字電壓表制作數(shù)字電壓表任務(wù)情境描述任務(wù)情境描述 現(xiàn)在的許多測(cè)量?jī)x器幾乎都是以數(shù)字方式直觀地顯示，我們是否也可以自己來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表呢？項(xiàng)目項(xiàng)目13 制作數(shù)字電壓表制作數(shù)字電壓表 項(xiàng)目描述：有兩路05V的電壓測(cè)量點(diǎn)，要求分別把它們的電壓值測(cè)量后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后顯示在數(shù)碼管的高3位和低3位上（各兩位小數(shù)）。一一 能力培養(yǎng)目標(biāo)能力培養(yǎng)目標(biāo) （1）會(huì)連接ADC0809與單片機(jī)之間的電路；（2）會(huì)編寫(xiě)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換程序；（3）能領(lǐng)會(huì)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換原理；（4）能領(lǐng)會(huì)DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換原理；二二 學(xué)習(xí)組織形式學(xué)習(xí)組織形式采取以小組為單位互助學(xué)習(xí)，有條件的每人一臺(tái)電腦

2、，條件有限的可以?xún)扇撕嫌靡慌_(tái)電腦。用仿真實(shí)現(xiàn)所需的功能后如果有實(shí)物板（或自制硬件電路）可把程序下載到實(shí)物上再運(yùn)行、調(diào)試，學(xué)習(xí)過(guò)程鼓勵(lì)小組成員積極參與討論任務(wù)六任務(wù)六 制作數(shù)字電壓表制作數(shù)字電壓表三三 項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程（一） 創(chuàng)建硬件電路ABCP23P24CSP26P27D0D1D2D3D4D5D6D7P26P27D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0P13P15P16P17P10P11P12P14ABCEOCSTSTSTRd0809CSD0D1D2D3D4D5D6D7Wr0809EOCXTAL2XTAL1ALEEAPSENRST

3、P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.7/RDP3.6/WRP3.5/T1P2.7/A15P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14U1AT89S52D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7CLKOEU274HCT574D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3

4、Q4Q5Q6Q7CLKOEU374HCT574RP1RESPACK-874LS0874LS08U4:A74LS04CS2CS1共陽(yáng)極OUT1ADD BADD AADD CVREF(+)VREF(-)IN3IN4IN5IN6IN7STARTOUT5EOCOECLOCKOUT2OUT7OUT6OUT8OUT4OUT3IN2IN1IN0ALEU20ADC0809RV21kU20(CLOCK)時(shí)鐘U10A74LS02U11A74LS02RV11kRV31k（二） 程序編寫(xiě)1編程思想 利用擴(kuò)展地址法編程，重點(diǎn)要與硬件配合確定各端口的選通地址，在圖13-1中ADC0809通道0的地址為0 xd8ff（片選

5、控制端P2.5=0，CBA=P2.2P2.1P2.0=000,其它無(wú)關(guān)的約定為1）、通道7的地址為0 xdfff（片選控制端P2.5=0，CBA=P2.2P2.1P2.0=111,其它無(wú)關(guān)的約定為1），啟動(dòng)轉(zhuǎn)換與讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果分別由一條語(yǔ)句就可實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)換結(jié)果要求以電壓值顯示并保留兩位小數(shù)，由于05V對(duì)應(yīng)于數(shù)字量0255，現(xiàn)設(shè)轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為adNumber，則實(shí)際電壓值adV=adNumber*5/255，再把它擴(kuò)大100倍后整數(shù)的最后兩位即代表小數(shù)位。2編寫(xiě)程序如下： 制作數(shù)字電壓表（三）創(chuàng)建程序文件并生成.HEX文件（四）運(yùn)行程序觀察結(jié)果13.1 模數(shù)（模數(shù)（AD）轉(zhuǎn)換器的接口及應(yīng)用）轉(zhuǎn)換器的

6、接口及應(yīng)用 在自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等領(lǐng)域中，經(jīng)常需要對(duì)溫度、速度、電壓、壓力等連續(xù)變化的物理量，即模擬量進(jìn)行測(cè)量和控制，而計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字量，因此就出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)信號(hào)的數(shù)模（D/A）和模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換以及計(jì)算機(jī)與A/D 和D/A轉(zhuǎn)換芯片的連接問(wèn)題。13.1.1 AD轉(zhuǎn)換器分類(lèi)轉(zhuǎn)換器分類(lèi) A/D轉(zhuǎn)換器用于模擬量數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。目前應(yīng)用較廣的是雙積分型和逐次逼近型。 1雙積分型：雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。常用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器有ICL7106，ICL7107，ICL7126等芯片，以及MC1443、5G14433等芯片。2逐次逼近型： 逐次逼近

7、型A/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度較快，精度較高，價(jià)格適中。目前應(yīng)用較廣的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器有ADC0805， ADC0809， ADC0816等芯片。 除以上兩大類(lèi)型外還有高精度、高速、超高速型，如ICL7104，AD575，AD578等芯片。13.1.2 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器 vADC0809是8輸入通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。v 圖中多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì) A、B、C 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此

8、可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連 13.1.3 MCS-51單片機(jī)與單片機(jī)與ADC0809典型的接口電路典型的接口電路 電路連接主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：一是8路模擬信號(hào)通道的選擇，二是待轉(zhuǎn)換通道地址的鎖存以及啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，三是轉(zhuǎn)換結(jié)束的判斷以及A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送，還有就是時(shí)鐘信號(hào)的提供等。 P0口在傳送地址低8位時(shí)由74LS373鎖存器鎖存，74LS373鎖存器輸出端的低三位A2、A1、A0與ADC0809的通道選擇地址線(xiàn)C、B、A相連。ADC0809的START與ALE端由80C51的WR與P2.5經(jīng)或非后相連，ADC0809的OE端由80C51的RD與P2.5經(jīng)或非后相連。由此可以確定8

9、個(gè)通道的端口地址分別為0XDFF8H、0XDFF9H、0XDFFAH、0XDFFFH（沒(méi)用到的地址位全以“1”表示） 下面結(jié)合圖13-4，對(duì)通道0轉(zhuǎn)換的過(guò)程作一分析（通道0的通道地址DFF8H，沒(méi)用到的地址位全以“1”表示，并已定義：#define ad0 XBYTE (0XDFF8) ）1啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換相應(yīng)啟動(dòng)指令為： Ad0=0 ；/使P2.5=0,WR=0。CBA=000 執(zhí)行本指令時(shí)地址鎖存與啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的信號(hào)關(guān)系如圖13-5（a）所示。2讀A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)相應(yīng)讀取指令為： Kk=Ad0 ；/使P2.5=0,RD=0。 執(zhí)行本指令時(shí)數(shù)據(jù)輸出信號(hào)關(guān)系如圖13-5（b）所示。v溫馨提示： 當(dāng)0

10、809內(nèi)部完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，EOC1，表示本次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，該信號(hào)反相后可向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng),CPU也可定期查詢(xún)EOC狀態(tài)了解A/D轉(zhuǎn)換是否完成，還可以采用等待延時(shí)的方法讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。13.2 D/A轉(zhuǎn)換器接口及應(yīng)用轉(zhuǎn)換器接口及應(yīng)用 D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可分為調(diào)頻式，雙電阻式，梯形電阻式等，其中梯形電阻式用得較為普遍，常用D/A器件有DAC0832，DAC0831， DAC0830， AD7520，AD7522， AD7528， DAC82等芯片。13.2.1 DAC0832結(jié)構(gòu)功能 DAC 0832是8位D/A芯片，由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)，片內(nèi)帶數(shù)據(jù)鎖存

11、器，電流輸出，輸出電流建立時(shí)間為1s，功耗為20mw，是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的8位D/A芯片。 DA轉(zhuǎn)換電路是一個(gè)R2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。v溫馨提示： D/A轉(zhuǎn)換器中的位數(shù)是指輸入數(shù)字量的位數(shù)，它決定了D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率，分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化敏感程度的描述，輸入數(shù)字量的位數(shù)越多，分辨率也就越高，8位DAC轉(zhuǎn)換器的分辨率為1/256。常用的有8位、10位和12位三種D/A轉(zhuǎn)換器。vDAC0832的引腳功能如下：v D7D0：數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，TTL電平，輸入有效保持時(shí)間應(yīng)大于90nsv ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線(xiàn)，高電平有效。v CS：片選信號(hào)輸入線(xiàn)，低電平有效。v

12、WR1：輸入鎖存器寫(xiě)選通輸入線(xiàn)，負(fù)脈沖有效，在ILE，CS信號(hào)有效時(shí)，WR1為”0”時(shí)可將當(dāng)前D7D0狀態(tài)鎖存到輸入鎖存器。v XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線(xiàn)，低電平有效。v WR2：DAC寄存器寫(xiě)選通輸入線(xiàn)，負(fù)脈沖有效，當(dāng)XFER為”0”時(shí)，WR2有效信號(hào)可將當(dāng)前輸入鎖存器的輸出狀態(tài)傳送到DAC寄存器中。v Iout1：電流輸出線(xiàn)，當(dāng)輸入全為1時(shí)Iout最大。v Iout2：電流輸出線(xiàn)，Iout2+Iout1為常數(shù)。v Rfb：反饋信號(hào)輸入線(xiàn)，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿(mǎn)量程精度。v Vref ：基準(zhǔn)電壓輸入端，Vref取值范圍為10V+10V。v VCC：電源電壓端，Vcc取值范圍為+5V+15V。v Agnd：模擬地。v Dgnd：數(shù)字地。vDAC0832是電流型輸出器件，應(yīng)用時(shí)常需外接運(yùn)算放大器，使之成為電壓型輸出器件。常用外接運(yùn)算放大器接法如圖137所示，其中Rf取值在050K之間。13.2.2 DAC 0832工作方式工作方式 用軟件指令控制這5個(gè)控制端：ILE、CS、WR1、WR2、XFER，可實(shí)現(xiàn)三種工作方式： 直通工作方式：5個(gè)控制端均有效，直接D/A； 單緩沖工作方式：5個(gè)控制端一次選通； 所謂單