項目六測控系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)6.1數(shù)字電壓表設(shè)計“十四五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材單片機應(yīng)用技術(shù)項目教程/learn/NTVU-1206695819?tid=1474236512#/learn/content項目導(dǎo)讀我們經(jīng)常會看天氣預(yù)報，那么天氣預(yù)報中關(guān)于空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)是如何獲得的呢？請舉例說明你知道的監(jiān)測、控制系統(tǒng)，以及它們有何功能。如何用單片機實現(xiàn)這些功能呢？學(xué)海領(lǐng)航

[使命擔(dān)當(dāng)工匠精神]學(xué)習(xí)我國現(xiàn)代印刷技術(shù)自主創(chuàng)新的先驅(qū)——王選是如何不畏艱辛，攻克漢字激光照排技術(shù)難關(guān)，開創(chuàng)漢字印刷的一個嶄新時代的。任務(wù)內(nèi)容設(shè)計一個數(shù)字電壓表，利用ADC0809做模數(shù)轉(zhuǎn)換，負責(zé)采集電壓信號，測量結(jié)果用4位數(shù)碼管顯示。學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)銘記榮光、牢記使命、不畏壓力、迎難而上的精神知識目標(biāo)了解并行A/D芯片ADC0809轉(zhuǎn)換性能及編程方法了解單片機如何進行數(shù)據(jù)采集技能目標(biāo)掌握A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口方法鞏固數(shù)碼管動態(tài)顯示的接口電路設(shè)計和程序設(shè)計方法知識點知識1

A/D轉(zhuǎn)換器知識2

ADC0809與單片機的接口1．常見A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換的原理有多種：逐次比較式、雙積分式、并行式等，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點是精度高，抗干擾性好，價格便宜，但速度慢；逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，精度、速度、價格適中；并行A/D轉(zhuǎn)換器，速度快，價格也昂貴。

知識1

A/D轉(zhuǎn)換器/previewIndex/10605311．常見A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換的原理有多種：逐次比較式、雙積分式、并行式等，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點是精度高，抗干擾性好，價格便宜，但速度慢；逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，精度、速度、價格適中；并行A/D轉(zhuǎn)換器，速度快，價格也昂貴。采用上述三種轉(zhuǎn)換原理的A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多。但其中逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器在精度、速度和價格上比較適中，是目前最常用的A/D轉(zhuǎn)換器。單片集成逐次比較A/D轉(zhuǎn)換器芯片種類很多，如：ADC0808/0809（8位，8輸入通道）等。本任務(wù)中將以ADC0809為例，介紹A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。知識1

A/D轉(zhuǎn)換器2．A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809ADC0809是美國國家半導(dǎo)體（NS）公司生產(chǎn)的逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器，是目前單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的A/D轉(zhuǎn)換器。1）ADC0809的主要特性

8路模擬信號輸入；

8位數(shù)字量輸出，即分辨率為8位；

轉(zhuǎn)換時間128μs；單個+5V電源供電；單極性模擬量輸入，輸入電壓范圍0~+5V；具有轉(zhuǎn)換啟?？刂贫丝?；

工作溫度范圍是-40~+85℃。知識1

A/D轉(zhuǎn)換器2）ADC0809的引腳功能ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝知識1

A/D轉(zhuǎn)換器各引腳定義如下：IN0~IN7：8路模擬量輸入端，范圍0~+5VADDC、ADDB、ADDA：3位地址輸入線，用于選擇IN0~IN7。D0~D7（2-8~2-1）：8位數(shù)據(jù)量輸出端START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入。上升沿時逐次比較寄存器復(fù)位，下降沿時開始A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中START保持低電平。EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出。轉(zhuǎn)換期間EOC維持為低電平，EOC=1時表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，該信號可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可以作為中斷請求信號使用。VREF(+)、VREF(-)：基準(zhǔn)。知識1

A/D轉(zhuǎn)換器ALE：地址鎖存允許信號。CLK：時鐘信號。ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，通常使用頻率為500kHz的時鐘信號。OE（OUTPUTENABLE）：輸出允許信號。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。VCC：+5V電源。GND：地。知識1

A/D轉(zhuǎn)換器知識2

ADC0809與單片機的接口/previewIndex/1060530在接口電路的設(shè)計和接口程序設(shè)計中需要注意以下幾點：1．8路模擬輸入的選擇A、B、C分別接地址鎖存器74LS373提供的低三位，在ALE=1時，實現(xiàn)通道的選擇。ADC0809的ALE由單片機P2.0與/WR

信號相“或”后再經(jīng)反相產(chǎn)生，因此，ADC0809的8路通道地址確定為：0000H~0007H（P2.0=0）。知識2

ADC0809與單片機的接口2．SATRT信號START與ALE連在一起，P2.0與/WR同為0時，反相器就會出現(xiàn)高電平，在其上升沿，A、B、C地址狀態(tài)將被裝入地址鎖存器中，在下降沿時，啟動轉(zhuǎn)換。信號只有在單片機啟動讀取片外RAM數(shù)據(jù)時才會有效，因此在程序設(shè)計時，只需定義一個外部數(shù)據(jù)變量，向該變量賦值。知識2

ADC0809與單片機的接口3．轉(zhuǎn)換時鐘CLOCKADC0809的轉(zhuǎn)換時鐘不能超過640kHz，若單片機fosc=6MHz，則單片機的ALE信號頻率為2×fosc/12=1MHz，經(jīng)過二分頻后得到500kHz信號，滿足ADC0809的時鐘要求。4．轉(zhuǎn)換完成后數(shù)據(jù)的傳送A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)應(yīng)輸入單片機中進行處理，但只能在確認轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成后，才能進行傳送?？刹捎貌樵兎绞交蛑袛喾绞?。圖中將EOC引腳經(jīng)反相器接在單片機的/INT0引腳上，轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC=1，反相后的信號可以向單片機發(fā)出中斷請求，也可以作為查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束的標(biāo)志。知識2

ADC0809與單片機的接口5．OE信號

/RD與P2.0相“或”后反相接至OE腳，因此只要兩者同為0就能使OE出現(xiàn)高電平，打開三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換的結(jié)果出現(xiàn)在P0口上。因此，啟動對外部數(shù)據(jù)區(qū)（xdata）的讀操作即可讓/RD信號低有效。ADC0809每采集一次一般需100μS。由于ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束后會自動產(chǎn)生EOC信號(高電平有效)，取反后將其與單片機的INT0相連，可以用中斷方式讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。知識2

ADC0809與單片機的接口任務(wù)實施/previewIndex/1060529任務(wù)小結(jié)本任務(wù)介紹了一種并行接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對該類轉(zhuǎn)換器進行讀寫控制時，可以當(dāng)作外擴的RAM進行處理。請復(fù)習(xí)P188對外部RAM的讀寫方法。課后練習(xí)

1.自學(xué)16位串行ADC轉(zhuǎn)換器LTC1864的datasheet，了解其接口電路設(shè)計和控制。設(shè)計電路實現(xiàn)數(shù)字電壓表設(shè)計。

2.自學(xué)STC15單片機內(nèi)部ADC，并設(shè)計數(shù)字電壓表。