微机原理第四次实验报告董东启

实验四 A/D转换实验

一、实验目的与要求

目的：掌握A/D芯片与单片机的接口方法及ADC性能；了解单片机实现数据采集的方法。

二、实验参考步骤

1、启动KEIL软件，选择菜单“工程\新建工程”以建立工程（扩展名为.uv2，如T4a.uv2）。

2、选择菜单“文件\新文件”以建立一个新的文本编辑窗口，在窗口中输入参考源程序1并保存(扩展名为.asm)，如test4a.asm,然后将其加入到源程序组1中。

3、在工程菜单的选项“目标1属性”中设置相应的选项，包括“输出\产生hex文件”选项以便汇编生成HEX代码供编程器使用，在“调试\使用KeilMonitor-51 Driver”的设置中选择相应的串口号。

4、使用“工程”中的“编译全部文件”完成相应的文件编译，如果程序格式正确将生成相应HEX代码文件，如T4a.hex。如果提示有编译错误请自行修改源程序然后再重新编译。

5、将ad0804 的wr引脚连接P3.6 ，rd引脚接p3.7 ad0804数据接P1口，八路发光管接P0口，完成仿真器与计算机之间的连线并通电。

6、在

KEIL软件中启动“调试\开启仿真模式”，然后用“运行”命令实现全速运行的仿真，调节电位器控制电压输入，观察指示灯状态。

7、根据指示灯状态记录对应的AD结果，利用万用表测量对应的输入电压值进行比较，验证AD结果是否正确。

8、通过多次改变输入值的方式重复步骤7并记录调试结果，然后在KEIL软件中启动启动“中断运行－调试（debug）\关闭仿真模式”退出仿真，选择“工程\关闭工程”可关闭当前工程。

9、根据参考源程序1进行思考、修改和拓展，自行设计程序目标并编程验证，比如利用数码管显示AD值，或者利用AD值控制PWM波的占空比等。

10、完成参考程序二的仿真演示并自行分析其程序设计思想。

三、实验内容

1、程序一：0804的基本应用。

程序演示目的：实验者转动电位器以改变输入电压，利用ad0804读取AD结果并利用P0口显示AD结果；

硬件连接：将ad0804的 wr引脚接P3.6，rd引脚接P3.7，ad0804数据口

接P1口， P0口接八路发光管。

硬件连线图如下所示：

图1 程序一硬件接线图

参考程序如下：

;************************************************************

;0804的基本应用，转动电位器，P0口显示AD结果

;硬件连接：八路发光管接p0口，ad0804 wr接p3.6,rd接p3.7

;ad0804数据接p1口。

;程序假设p3.5脚作为ad0804的片选供大家参考，

；实际上该引脚直接接地芯片一直选通。

;*************************************************************** ;//定义ADC的连接端口

ad_cs equ P3.5 ;芯片选择

ad_wr equ P3.6 ;转换开始

ad_rd equ P3.7 ;RD=LOW,数字信号输出

ad_input_port equ p1

org 0000h

ajmp main

org 0100h

main:

lcall Adc_Start

lcall delay1ms

lcall adc_read

mov p0,a

ajmp main

Adc_Start: ;// 启动AD转换

clr ad_cs

nop

clr ad_wr

nop

setb ad_wr

nop

setb ad_cs

nop

ret

Adc_Read: ;// 读AD转换

mov ad_input_port,#0ffh

clr ad_cs

nop

clr ad_rd

nop

nop

mov a,AD_INPUT_PORT

nop

setb ad_rd

nop

setb ad_cs

ret

delay1ms: ;// AD转换读取延时程序，显示读到的数值mov r7,#10

tt1:

mov r6,#50

djnz r6,$ ;2us

djnz r7,tt1

ret

end

实验现象：

通过旋转电位器并用万用表来测量，调节LED输入电压端子两端的电压，会看到8位LED灯的亮暗情况各不相同。

实验数据记录如下：

表1 程序一实验数据记录表

实验现象分析：

DC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻找起）。

第一次寻找结果：1000000（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第二次寻找结果：11000000（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第三次寻找结果：11000000（若假设值>输入值，则寻找位＝该假设位＝0）第四次寻找结果：11010000（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第五次寻找结果：11010000 （若假设值>输入值，则寻找位＝该假设位＝0）第六次寻找结果：11010100（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第七次寻找结果：11010110（若假设值≤输入值，则寻找位＝假设位＝1）第八次寻找结果：11010110（若假设值>输入值，则寻找位＝该假设位＝0 这样使用二分法的寻找方式，8位的A/D转换器只要8次寻找，就能完成转换的动作。对8位ADC0804而言，它的输出准位共有28＝256种，即它的分辨率是1/256，假设输入信号Vin为0～5V电压范围，则它最小输出电压是5V/256＝0.0196V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值。

本次实验中每一个LED灯显示的二进制数值对应一个Vi(V)万用表数值，这是利用以上二分法寻找的方式完成的，在A/D转换的的某一电压范围内，LED 灯显示的数字是一定的。