实验十、8路8位AD转换器接口设计实验

实验十、8路8位A/D转换器接口设计实验

一、实验目的

1．了解ADC0809转换器的工作原理

2．掌握51单片机与ADC0809转换器的接口电路设计及编程

二、实验设备

1．A/D转换模块（ADC0809）

2．单片机最小系统

3．静态数码管显示模块

三、实验要求

要求用单片机最小系统、A/D转换模块、数码管显示模块组成一个简单的“数字电压表”。将实验箱上可以手动调节的电位器的1、3脚分别连接＋5V和地，2脚输出的0～5V的模拟信号作为“数字电压表”的输入；通过数码管显示测得的当前电压值，精确到0.1V。从0～5V之间取20个值进行测量，并与校准过的万用表测量值进行比较。

四、实验原理

计算机处理的信息为数字量，而对控制现场进行控制时，被控制对象一般是连续变化的模拟量，模拟量必须经过转换，变为数字量送入计算机才能进行处理，将模拟量转变为数字量的过程称为A/D转换。

1．ADC0809工作原理和结构

ADC0809单片CMOS数据采集器件，8位8通道复用，控制逻辑微处理器兼容。8位A/D 转换器的转换技术为逐次逼近法。具有一个高输入阻抗的比较器。一个256R具有模拟开关树的分压电阻阵列，以便逼近输入电压。器件不需要外部调零或满量程调整。通过锁存、复用地址解码、TTL三态输出，可以很方便的与微处理器接口。逻辑如图10-1。

图21-1逻辑图D 01D 2D 3D 4D 5D 6D 7

图10－1 内部逻辑图

图10－2 ADC0809引脚图

◆ 单一5V 操作

◆ 5V 参考或者外部提供参考。

◆ 非调整误差±1.2 LSB and ±1 LSB ◆ 输入单极性电压0-5V 。 ◆ 低功耗15mW 。 ◆ 转换时间100uS 。

DIP28封装管脚图如图10-2所示。管脚定义如表10-1所示。

表10-1 管脚定义

2

通过地址ADD C ，ADD B 和ADD A ，选择输入的模拟电压通道，如表10-2。

表10-2

操作时序图如图10-3，典型应用如图10-4

图10-3 操作时序图

图10-4 典型应用电路图

五、实验步骤

1．电路连接

硬件连线如图10-5：

图10-5：硬件连线图

该电路由51单片机、ADC0809电路及七段数码显示电路三部分组成。由于电路比较简单，在总线上没有其他器件，所以直接选通ADC0809，可以使用查询方式，也可以使用中断方式，EOC接-INT0。ADC0809转换器的转换结果显示在七段数码显示电路上。

当＋5V的VCC本身波动不超过ADC0809的测量精度时，可以将参考基准电压输入端直接接到VCC（Vref+）和GND(Vref-)上。

输入电压与输出的数值之间的关系为：Vin = D * Vref/256。其中D为输出的数据值。由于D共有256个值，因此，在0～5V范围内的测量的精度为：5/256<0.1,完全能满足实验要求。

2．软件设计

程序全速运行时，A／D转换结果的读取，必须在EOC信号有效之后。程序若采用查询方式，则要等P3.2为低电平后才可读取，若采用中断方式，主程序启动A／D转换后，就去处理其它事务，由中断服务程序自动读取A／D转换结果，并送入显示缓冲器，中断返回前，必须再启动另一次A／D转换。

查询方式则增加一行：

JNB P3.2,$ ;循环等待。

编写好程序后，使用单片机仿真调试软件将编译程序在PC上进行调试

示例程序：

;ADD-A接T1,ADD-B,ADD-C,REF(-)接地，REF（+）接电源，ENABLE接T0，CLK接100K 时钟源

;ALE，START接int1,eoc接INT0，数据线接P2

;P1位选，P0是段选

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN: MOV P2,#0FFH

MOV 33H,#0 ;显示地址,把ALE OUTPUT ENABLE设置为低电平

CLR P3.3 ;P3.3(INT1)=>ADC0809_ALE锁存地址 ADC0809_START启动

CLR P3.4 ;P3.4(T0)==>ADC0809_OUTPUT ENABLE数据输出使能

NOP

NOP

LOOP_ADC:

CLR P3.5 ;P3.5(T1)==>ADDA 通道0 ADDB ADDC接地

MOV SP,#40H

SETB P3.3 ;P3.3(INT1)=>ADC0809_ALE锁存地址 ADC0809_START启动 CLR P3.3 ;ADC0809_ALE锁存地址 ADC0809_START启动

;把ALE START从低变高，再变低电平，启动转换

WAIT_LOW:

JB P3.2,WAIT_LOW ;等待EOC 0~8个时钟，变成低电平WAIT_FINISH:

JNB P3.2,WAIT_FINISH ;P3.2(INT0)==>EOC等待EOC变高 SETB P3.4 ;P3.4(T0)==>ADC0809_OUTPUT ENABLE数据输出使能 MOV R0,P2

;保存测试数据。

;8位数据调整为BCD十进制，方法是除以100，再除以10 MOV A,R0

MOV B,#50

DIV AB

MOV 32H,A

MOV A,B

MOV B,#5

DIV AB

MOV 31H,A

MOV A,B

RL A

MOV 30H,A

MOV R0,#33H

CALL DISP ;显示数据

;CALL DELAY

LJMP LOOP_ADC

RET

DISP: MOV R4,#02H

DISP1: MOV R3,#0H

DISPLOOP2:

mov r2,#3

disploop0:

mov r1,#01h

mov r0,#30h

mov dptr,#tab

disploop1:

mov a,@r0

movc a,@a+dptr

mov p0,a

mov p1,r1

lcall dl1ms

inc r0

mov a,r1

RL a

mov r1,a

djnz r2,disploop1

DJNZ R3,DISPLOOP2

DJNZ R4,DISP1

DL1MS:

LOOP1: MOV R6,#0FH

LOOP2: NOP

NOP

DJNZ R6,LOOP2

RET

tab: db 03h,09FH,25h,0Dh,099h,49h,41h,01Fh,01h,09h,0FDH

DELAY: ;延时子程序

MOV R3,#4H

MOV R2,#0FFH

MOV R1,#0FFH

DELAY1:

DJNZ R1,$;原地循环

DJNZ R2,DELAY1

DJNZ R3,DELAY1

RET

END

使用旋钮提供一个可变的电压，测量该电压输出。与万用表测量的结果进行比较。

六、实验报告

１．画出接口电路原理图，简要分析电路工作原理；

２．给出针对实验要求编写程序清单、分析程序运行过程，并给予适当注释。３．说明ADC0809的工作原理、各引脚功能；

４．ADC0809具有多大的转换精度和转换速度？