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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計報告</b></p><p> 題 目: AD轉(zhuǎn)換器 </p><p> 學 院:材料與光電物理學院 </p><p> 專 業(yè):微電子學一班 </p><p><b> 目 錄</b></p>
2、<p><b> 1 引言</b></p><p> 1.1 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理與類型…………………………………………3</p><p> 一、取樣定理………………………………………………………………3</p><p> 二、量化與編碼……………………………………………………………4</p><p&g
3、t; 三、A/D轉(zhuǎn)換器的種類與優(yōu)缺點…………………………………………4</p><p> 1.2 計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理………………………………………4</p><p> 13 逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理……………………………………5</p><p> 1.4 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理………………………………………6</p>
4、<p> 2.1ADC0809的設(shè)計與仿真…………………………………………………8</p><p> 2.2ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)………………………………………………9</p><p> 2.3 ADC0809的引腳結(jié)構(gòu)……………………………………………………12</p><p> 3.1 實驗設(shè)計思想、原理…………………………………………
5、…………15</p><p> 3.2 設(shè)計連線…………………………………………………………………15</p><p> 3.3編程提示…………………………………………………………………16</p><p> 3.4 程序流程圖………………………………………………………………18</p><p> 4 參考文獻……………………………
6、……………………………………19</p><p><b> 1 引言</b></p><p> 在計算機過程控制系統(tǒng)中,經(jīng)常要處理一些在時間上數(shù)值連續(xù)變化的物理量。這種物理量稱為模擬量,如溫度、壓力、流量、速度等,經(jīng)過傳感器后與得到與此相對應的電信號稱為模擬電信號。因為計算機內(nèi)部處理的都是數(shù)字信號,所以模擬電信號需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,才能被計算機加工處理。另外,推動
7、執(zhí)行機構(gòu)動作需要的是電壓或電流等模擬信號,所以計算機輸出的數(shù)字信號還要變成模擬量。實現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的器件稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。</p><p> 本次課程設(shè)計將編寫程序,利用ADC0809轉(zhuǎn)換器將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寫入內(nèi)存6000H:0~2FFH區(qū)域,并同時在屏幕上顯示300H個A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p> 1.1 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理與種類</p><p&g
8、t; A/D轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模擬電壓或電流變成與他成正比的數(shù)字量,即能把被控對象的各種模擬信息變成計算機可以識別的數(shù)字信息。在A/D轉(zhuǎn)換器中,因為輸入得模擬信號在時間上是連續(xù)的而輸出的數(shù)字信號是離散的所以轉(zhuǎn)換只能在一系列選定的瞬間對輸入的模擬信號取樣,然后再將這些取樣值轉(zhuǎn)換成輸出的數(shù)字量。</p><p> 因此,A/D轉(zhuǎn)換的過程是首先對輸入的模擬電壓信號取樣,取樣結(jié)束后進入保持時間,在這段時間內(nèi)將取樣的
9、電壓量化為數(shù)字量,并按一定的編碼形式給出轉(zhuǎn)換結(jié)果。然后,再開始下一次取樣。</p><p><b> 一、取樣定理</b></p><p> 為了能正確無誤地用取樣信號VS表示模擬信號VI,取樣信號必須有足夠高的頻率??梢宰C明,為了保證能從取樣信號將原來的被取樣信號恢復,必須滿足</p><p> FS>=2FI(MAX)</
10、p><p> 式中FS為取樣頻率,F(xiàn)I(MAX)為輸入模擬信號VI的最高頻率分量的頻率上式就是所謂的取樣定理。</p><p> 因此,A/D轉(zhuǎn)換器工作時的取樣頻率必須高于上式就是所規(guī)定的頻率。取樣頻率提高以后留給每次進行轉(zhuǎn)換的時間也相應地縮短了,這就是要求轉(zhuǎn)換電路必須具備更快的工作速度。因此,不能無限制地提高取樣頻率,通常取樣FS=(3~5)*FI(MAX)已滿足要求。</p>
11、;<p> 由于轉(zhuǎn)換是在取樣結(jié)束后的保持時間內(nèi)完成的所以轉(zhuǎn)換結(jié)果所對應的模擬電壓是每次取樣結(jié)束時的VI值。</p><p><b> 二、量化與編碼</b></p><p> 數(shù)字信號不僅在時間上是離散的,而且數(shù)值大小的變化也是不連續(xù)的。這就是說,任何一個數(shù)字量的大小只能是某個規(guī)定的最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。在進行A/D轉(zhuǎn)換時,必須取樣電壓表示為這個最
12、小單位的整數(shù)倍。這個轉(zhuǎn)化過程稱為量化,所取的最小數(shù)量單位稱為量化單位,用@表示。顯然,數(shù)字信號最低有效位(LSBB)的1所代表的數(shù)量大小就等于@。</p><p> 將量化的結(jié)果用代碼(可以是二進制,也可以是其他進制)表示出來,稱為編碼。這些代碼就是A/D轉(zhuǎn)換的輸出結(jié)果。</p><p> A/D轉(zhuǎn)換器的種類與優(yōu)缺點</p><p> A/D轉(zhuǎn)換器種類很多,但
13、從原理上通??煞譃橐韵滤姆N:計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器、逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器、并行A/D轉(zhuǎn)換器</p><p> 計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)很簡單,但轉(zhuǎn)換速度也很慢,所以很少采用。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器干擾能力強,轉(zhuǎn)換精度也很高,但速度不夠理想,常用于數(shù)字式測量儀表中。計算機中廣泛采用逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器作為接口電路,它的結(jié)構(gòu)不太復雜,轉(zhuǎn)換速度也高。并行A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快,但因結(jié)構(gòu)復雜而
14、造價較高,故只用于那些轉(zhuǎn)換速度極高的場合。</p><p> 1.2 計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理</p><p> 計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電路由比較器C、D/A轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器、脈沖源、控制門G以及輸出寄存器等幾部分組成。</p><p> 轉(zhuǎn)換開始前先用復位信號置零,而且轉(zhuǎn)換控制信號應停留在VL=0的狀態(tài)。這時門G被封鎖,計數(shù)器不工作。計數(shù)器加給D/A
15、轉(zhuǎn)換器的是全0數(shù)字信號,所以D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓VO=0.如果VI為正電壓信號,則VI>VO,比較器的輸出電壓VB=1.</p><p> 當VL變成高電平時開始轉(zhuǎn)換,脈沖源發(fā)出的脈沖經(jīng)過門G加到計數(shù)器的時鐘信號輸入端CLK,計數(shù)器開始做加法計數(shù)。隨著計數(shù)的進行,D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓VO也不斷增加。當VO=VI時,比較器的輸出電壓變成VB=0,將門G封鎖,計數(shù)器停止計數(shù)。這時計數(shù)器中所存的數(shù)字
16、就是所求的輸出數(shù)字信號。</p><p> 因為在轉(zhuǎn)換過程中計數(shù)器中的數(shù)字不停地在變化,所以不宜將計數(shù)器的狀態(tài)直接作為輸出信號。為此,在輸出端設(shè)置了輸出寄存器。在每次轉(zhuǎn)換完成以后,用轉(zhuǎn)換控制信號VL的下降沿將計數(shù)器輸出的數(shù)字置入輸出寄存器中,而以寄存器的狀態(tài)作為最終的輸出信號。</p><p><b> VO</b></p><p> 圖
17、1-1 計數(shù)器式ADC轉(zhuǎn)換器框圖</p><p> 1.3 逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理</p><p> 逐漸逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電路包括比較器C、D/A轉(zhuǎn)換器、寄存器、時鐘脈沖源和控制邏輯等5個組成部分。</p><p> 轉(zhuǎn)換開始前先將寄存器清零,所以加給D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量也是全0。轉(zhuǎn)換控制信號VL變?yōu)楦唠娖綍r開始轉(zhuǎn)換,時鐘信號首先將寄存器的最
18、高位置成1,使寄存器的輸出為100…00。這個數(shù)字量被D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應的模擬電壓VO,并送到比較器與輸入VI進行比較。如果VO>VI,說明數(shù)字過大了,則這個1應去掉;如果VO<VI,說明數(shù)字還不夠大,這個1應予保留。然后,再按同樣的方法將次高位置1,并比較VO與VI的大小以確定這一位的1是否應當保留。這樣逐位比較下去,直到最低位比較完為止。這時寄存器里所存的數(shù)碼就是所求的輸出數(shù)字量。</p><p&
19、gt; 1.4 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理</p><p> 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器,它首先將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的時間寬度信號,然后再這個時間寬度里對固定頻率的時鐘脈沖計數(shù),計數(shù)的結(jié)果就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字信號。因此,也將這種A/D轉(zhuǎn)換器稱為電壓-時間變換式A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p> 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器包括積分器、比較器、計數(shù)器、
20、控制邏輯和時鐘信號源幾個組成部分。</p><p> 轉(zhuǎn)換開始前先將計數(shù)器清零,并接通開關(guān)S0,使積分電容C完全放電。VL=1時開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換操作分兩步進行:</p><p> 第一步,令開關(guān)S1合到輸入信號電壓VI一側(cè),積分器對VI進行固定時間T1的積分。積分結(jié)束時積分器的輸出電壓為</p><p><b> VO=</b></p
21、><p> 上式說明,在T1固定的條件下積分器的輸出電壓VO與輸入電壓VI成正比。</p><p> 第二步,令開關(guān)S1轉(zhuǎn)接至參考電壓-VREF一側(cè),積分器向相反方向積分。如果積分器的輸出電壓上升到零時所經(jīng)過的積分時間為T2,則可得</p><p><b> VO=</b></p><p><b> =&l
22、t;/b></p><p><b> 故得到 </b></p><p><b> T2=</b></p><p> 可見,反向積分到VO=0的這段時間T2與輸入信號VI成正比。令計數(shù)器在T2這段時間里對固定頻率為Fe的時鐘脈沖CLK計數(shù),則計數(shù)結(jié)果也一定與VI成正比,即</p><p&g
23、t;<b> D=</b></p><p> 上式中的D為表示計數(shù)結(jié)果的數(shù)字量。</p><p> 若取T1為TC的整數(shù)倍,即T1=NTC則上式可化成</p><p><b> D=</b></p><p> 轉(zhuǎn)換開始前,由于轉(zhuǎn)換控制信號VL=0,因而計數(shù)器和附加觸發(fā)器均被置0,同時開關(guān)S
24、0閉合,使積分電容C充分放電。</p><p> 當VL=1以后,轉(zhuǎn)換開始,S0斷開、S1接到輸入信號VL一側(cè),積分器開始對VI積分。因為積分過程中積分器的輸出為負電壓,所以比較器輸出為高電平,將門G打開,計數(shù)器對VG端的脈沖計數(shù)。</p><p> 當計數(shù)器計滿 個脈沖以后,自動返回全0狀態(tài),同時給FFA一個進位信號,使FFA置1.于是S1轉(zhuǎn)接到-VREF一側(cè),開始進行反向積分。待
25、積分器的輸出回到0以后,比較器的輸出變?yōu)榈碗娖剑瑢㈤TG封鎖,至此轉(zhuǎn)換結(jié)束。這時計數(shù)器中所存的數(shù)字就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p> 2 ADC0809的設(shè)計與仿真</p><p> ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,可以和單片機直接接口。ADC0809的姐妹芯片是ADC0808,可以相互代換。 本
26、設(shè)計用ADC 0809實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。按查詢方式采樣三路A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),用簡單輸入口(74LS244)查詢EOC信號,每循環(huán)一次,0、1、2通道各采樣一次,采樣結(jié)果為:0通道數(shù)據(jù)放入AX中, 1通道數(shù)據(jù)放入BX中, 2通道數(shù)據(jù)放入CX中,三個寄存器均是低8位有效。</p><p> ADC0809是一種CMOS單片8位A/D轉(zhuǎn)換器,8路模擬量輸入以及地址鎖存與譯碼。設(shè)有與微機數(shù)據(jù)總線相連的TTL三態(tài)輸出鎖存器。
27、ADC0809可用單一的+5V電源工作,轉(zhuǎn)換時間約為100us。用單一+5V電源時,模擬量輸入量程為0~5,對應的轉(zhuǎn)換值為00HH~FFH.</p><p> 2.1 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p><b> 一、內(nèi)部結(jié)構(gòu) </b></p><p> ADC0809屬于采用逐次逼近法的A/D轉(zhuǎn)換類型的轉(zhuǎn)換器。ADC
28、0809由八路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、256電阻階梯、樹狀開關(guān)、逐漸逼近式寄存器SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。</p><p> 八路模擬開關(guān)及地址鎖存與譯碼器</p><p> 八路模擬開關(guān)用于輸入IN0-IN7上八路模擬電壓。地址鎖存和譯碼器在ALE信號控制下可以鎖存ADDA、ADDB、ADDC上地址信息,經(jīng)譯碼后控制IN0-IN7上哪一路模擬電壓送入比較器。
29、</p><p> (2)256電阻階梯和樹狀開關(guān)</p><p> 為了簡化問題起見,現(xiàn)已二位電阻階梯和樹狀開關(guān)為例加以說明。四個分壓電阻使A、B、C和D四點分壓2.5V、1.5V、0.5V和0V。SAR中高位D1控制左邊兩只樹狀電子開關(guān),地位D0控制右邊四只樹狀開關(guān)。各開始旁的0和1表示樹狀開關(guān)閉合條件,由D1D0狀態(tài)決定。</p><p> 對于8位A/
30、D轉(zhuǎn)換器,SAR為八位,電阻階梯、樹狀開關(guān)和上述情況類似。只是要有=256個分阻,形成256個標準電壓供給樹狀開關(guān)使用。</p><p> (3)逐漸逼近式寄存器和比較器</p><p> SAR在A/D轉(zhuǎn)換過程中存放暫態(tài)數(shù)字量,在A/D轉(zhuǎn)換完后存放數(shù)字量,并可送到“三態(tài)輸出鎖存器”。</p><p> A/D轉(zhuǎn)移前,SAR為全0。A/D轉(zhuǎn)換開始時,控制電路使
31、SAR最高位為1,并控制樹狀開關(guān)的閉合和斷開,由此產(chǎn)生VST送給比較器。比較器對輸入模擬電壓VIN和VST進行比較。若VIN<VST,則比較器輸出邏輯0而使SAR最高位由1變?yōu)?;若VIN>=VST,則比較器輸出使SAR最高位保留1.此后,控制電路在保持最高位不變下,依次對此高位,次次高位…最低位重復上述過程,就是可在SAR中得到A/D轉(zhuǎn)換完成后的數(shù)字量。</p><p> 表1-1 VST和D1D
32、0的關(guān)系表</p><p> (4)三態(tài)輸出鎖存器和控制電路</p><p> 三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完成后的數(shù)字量。CPU使OE引腳變?yōu)楦唠娖骄涂梢詮摹叭龖B(tài)輸出鎖存器”取走A/D祝賀完成后的數(shù)字量。</p><p> 二、ADC0809的工作過程</p><p> 采用逐次逼近法的A/D轉(zhuǎn)換的工作過程是:當啟動脈沖來到后,
33、控制邏輯首先使N位(這里N=8)逐次逼近寄存器(SAR)的最高位置“1”,其余位清“0”。然后將該值送D/A轉(zhuǎn)換器。經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓即為滿量程電壓的1/2(設(shè)為Vh)。將輸入電壓Vi和Vh比較,若Vi>Vh,則最高位不變;若Vi<Vh則最高位清“0”。一次比較完成后,將SAR的次高位置“1”送D/A轉(zhuǎn)換,新的Vh再同Vi比較來決定該位為“1”還是為“0”......上述過程重復進行直到最低位為止。經(jīng)N次操作后,控制邏
34、輯輸出一個轉(zhuǎn)換結(jié)束信號,控制緩沖寄存器接收SAR的內(nèi)容,即本次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。該緩沖寄存器的輸出接收數(shù)據(jù)總線。</p><p> ADC0809轉(zhuǎn)換由START脈沖信號來啟動,脈沖下降沿有效(轉(zhuǎn)換開始).當輸入通道選擇地址線狀態(tài)穩(wěn)定后,在ALE信號的上升沿將地址線的狀態(tài)鎖存存到芯片的地址鎖存器中。在轉(zhuǎn)換操作過程中,信號EOC保持低電平,當轉(zhuǎn)換結(jié)束時變?yōu)楦唠娖?。該信號主要用來查詢A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束或者用來作為中
35、斷請求信號。當ENABLE被置為高電平時,三態(tài)門打開,將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容輸出到數(shù)據(jù)總線上。片內(nèi)帶有8路模擬開關(guān),并有與微處理器兼容的控制邏輯。它采用逐次逼近法進行8位轉(zhuǎn)換。因此,模數(shù)轉(zhuǎn)換部分包括一個帶有樹狀模擬開關(guān)的256R分壓器和一個逐次逼近寄存器S.A.R。8路模擬開關(guān)則可選通8路模擬輸入的任何一路單端模擬信號,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。由下圖可知,ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三
36、態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道,允許8路模擬量分時輸入,共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量,當OE端為高電平時,才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p> 在A/D轉(zhuǎn)換過程中,要用數(shù)字量來表示斷續(xù)變化的模擬量時,為了啟動A/D轉(zhuǎn)換過程,在此端加一個正脈沖,脈沖的上升沿將內(nèi)部的寄存器全部清零,在其下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換過程。在START信號上升沿之后1~
37、8個時鐘周期內(nèi),EOC信號變?yōu)榈碗娖?。當轉(zhuǎn)換結(jié)束后,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以讀出時,EOC變?yōu)楦唠娖健?lt;/p><p> 必須將采樣-保持電壓歸化為某個最小單位的整數(shù)倍,這個過程稱為量化過程。所取得的最小單位叫做量化單位,轉(zhuǎn)換速度是指完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間,轉(zhuǎn)換時間是從接到轉(zhuǎn)換啟動信號開始,到輸出端獲得穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型,不同類型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差很大。轉(zhuǎn)換
38、結(jié)束后,逐位近似寄存器的數(shù)字送三態(tài)輸出鎖存器鎖存,當輸出允許信號OE有效時,由三態(tài)門輸出二進制碼。</p><p> 圖1-1 ADC0809內(nèi)部邏輯電路圖</p><p> 2.2 ADC0809引腳結(jié)構(gòu)</p><p> ADC0809各腳功能如下:D7-D0:8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7:8位模擬量輸入引腳。VCC:+5V工作電壓。GND:
39、地。REF(+):參考電壓正端。REF(-):參考電壓負端。START:A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。該端上正脈沖由CPU送來,寬度應大于100ns上升沿清零SAR,下降沿啟動ADC工作。ALE:地址鎖存允許信號輸入端。(以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換).EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳,開始轉(zhuǎn)換時為低電平,當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE:輸出允許控制端,用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。</p><p> CLK
40、:時鐘信號輸入端(一般為500KHz)。用于為ADC0809提供逐次比較所需640KHZ</p><p><b> 時鐘脈沖序列。</b></p><p> A、B、C:地址輸入線。</p><p> 圖1-2 ADC0809引腳圖</p><p> 圖1-3 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p>
41、<p> ADC0809對輸入模擬量要求:信號單極性,電壓范圍是0-5V,若信號太小,必須進行放大;輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變,如若模擬量變化太快,則需在輸入前增加采樣保持電路。</p><p> 地址輸入和控制線:4條</p><p> ALE為地址鎖存允許輸入線,高電平有效。當ALE線為高電平時,地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號進行鎖存,經(jīng)譯碼
42、后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A,B和C為地址輸入線,用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。</p><p> 數(shù)字量輸出及控制線:11條 </p><p> ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST上跳沿時,所有內(nèi)部寄存器清零;下跳沿時,開始進行A/D轉(zhuǎn)換;在轉(zhuǎn)換期間,ST應保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時,表明轉(zhuǎn)換結(jié)束;否則,表明正在進行A
43、/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號,用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù);OE=0,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線。</p><p> CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路,所需時鐘信號必須由外界提供,通常使用頻率為500KHZ,</p><p> VREF(+),VREF(-)為參考電壓輸入。</p>
44、;<p> 3 實驗設(shè)計思想、原理</p><p> 選擇RAO做為模擬輸入通道;連續(xù)轉(zhuǎn)換4次再求平均值做為轉(zhuǎn)換結(jié)果;</p><p> 最后結(jié)構(gòu)只取低8位;結(jié)果送數(shù)碼管的低3位顯示;</p><p> 利用實驗臺上的ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器連接成中斷方式的A/D轉(zhuǎn)換電路,編寫程序?qū)/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存入內(nèi)存數(shù)據(jù)緩沖區(qū),并在屏幕上</p&g
45、t;<p> 顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果或以圖形方式顯示電平高低,驗證輸入的模擬量電壓的大小與轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量之間的對應關(guān)系。</p><p><b> 3.1設(shè)計連線</b></p><p> 在掌握ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上設(shè)計中斷方式A/D轉(zhuǎn)換電路并在實驗臺上連線。電路圖如圖1-2所示。需要連接的線路如下:</p><p
46、> .8254 OUT0接ADC0809CLK(500KHZ)。</p><p> .ADC0809的EOC接IRQ2(B4)。</p><p> .ADC0809cs接220H~227H。</p><p> .8254CS接200H~207H。</p><p> .8254GATE0接+5V。</p><
47、p> .8254接系統(tǒng)總線CLK(B20)或接試驗臺上8MHZ的振蕩器輸出。</p><p> .ADC0809的IN0接電位器的滑動器端,電位器的另兩端分別接+5V和地。</p><p><b> 3.2編程提示</b></p><p> 1.ADC0809的分辨率為8位,可有8個(N0~N7)模擬輸入,模擬電壓范圍為0~5V,
48、在CLK為500KHZ時,轉(zhuǎn)換速度為</p><p> 128us,它的START端為A/D轉(zhuǎn)換啟動信號。ALE端為通道選擇的地址所存信號,實驗電路中將START和ALE相連,輸出指令產(chǎn)生的IOW信號與地址譯碼信號CS信號經(jīng)或非門產(chǎn)生一個正脈沖,該脈沖一方面鎖存A2A1A0的地址使8路模擬開關(guān)的某一路接通,同時起到啟動A/D轉(zhuǎn)換的作用,故啟動A/D轉(zhuǎn)換只須如下2條指令:</p><p>
49、 MOV DX,PORTADC ;ADC 0809的端口地址</p><p> OUT DX,AL ;發(fā)CS及IOW信號</p><p> 在本系統(tǒng)中,ADC 0809的端口地址為220H</p><p> AL中具體為什么內(nèi)容并不重要,這是一個虛擬寫動作。</p><p> 2.在中斷方式下,當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后就
50、會自動產(chǎn)生EOC信號,此信號接IRQ2,從而引起一次硬中斷。在中斷處理程序中,使用如下指令即可讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。</p><p> MOV DX,PROTADC</p><p><b> IN AL,DX</b></p><p> 輸入指令產(chǎn)生的IOR信號與CS信號或非門接至OE端,OE端是高電平有效。輸入指令執(zhí)行期間輸出三態(tài)緩沖器
51、開門,數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)總線。</p><p> 在本系統(tǒng)中,ADC0809的端口地址為220H。</p><p><b> 3.波形顯示</b></p><p> 要將A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在屏幕上以圖形方式顯示出來,需設(shè)置屏幕顯示的圖形方式??捎肐NT 10H BIOS調(diào)用,用以下指令可以設(shè)置640*200單色圖形方式:</p>&l
52、t;p><b> MOV AH,0</b></p><p><b> MOV AL,6</b></p><p><b> INT 10H</b></p><p> 在程序推出前應恢復正常的文本顯示方式,可以利用以下命令:</p><p><b> MO
53、V AH,0</b></p><p><b> MOV AL,2</b></p><p><b> INT 10H</b></p><p> 為了用圖形方式顯示,程序要使用兩個緩沖區(qū),其中BUFFER1用于存放A/D采樣轉(zhuǎn)換的數(shù)值,BUFFER2用于存放顯示的數(shù)對應的行值。P1是BUFFER1的地址指針,
54、用于指示要讀出的數(shù)的地址。</p><p> 程序采用中斷方式進行采樣,將采樣值存入BUFFER1中,每當</p><p> 640個點的采樣完成之后,便將采樣值變成顯示所對應的行值,以順序號作為列值,按高分辨率圖形方式顯示出來。每次顯示都首先抹除舊的顯示亮點,然后顯示新的亮點。如此循環(huán),在屏幕上將看到一條動態(tài)顯示曲線。當任意鍵按下時,程序運行結(jié)束。</p><p&
55、gt;<b> 3.3 程序流程圖</b></p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1] 徐泳龍、倪驍驊.單片機原理與應用.北京:機械工業(yè)出版社,2004.</p><p> [2] 朱恩亮、周云龍.《單片機原理及應用實驗指導書》,鹽城工學院校內(nèi)講義,2005.</p><
56、;p> [3] 丁元杰.單片微機原理及應用.北京:機械工業(yè)出版社,2002.</p><p> [4] 周明德.微型計算機系統(tǒng)原理及應用.北京:清華大學出版社,2006.</p><p> [5] 何立民.單片機應用系統(tǒng)設(shè)計.北京:北京航空航天大學出版社.</p><p> [6] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社.</p>
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