A D转换及多位数码显示实验
ADC实验
课程名称：Zigbee技术及应用实验项目： ADC实验指导教师：专业班级：姓名：学号：成绩：一、实验目的：(1)了解ADC采集原理；(2)熟悉ADC相关寄存器配置和使用方法；(3)掌握CC2530芯片内温度检测方法；使用ADC进行片内温度单次采样，将采集的电压值转换成温度值，通过串口打印至PC机；二、实验过程：（1）根据实验目的分析实验原理；（2）根据实验原理编写C程序；（3）编译下载C程序，并在实验箱上观察实验结果。
三、实验原理：3.1硬件原理3.1.1 ADC概述CC2530芯片ADC结构框图如图4-1所示。
图3-1 ADC结构框图CC2530的ADC 的主要特征如下：• ADC转换位数可选，8到14位；• 8个独立的输入通道，单端或差分输入；•参考电压可选为内部、外部单端、外部差分或AVDD5；•中断请求产生；•转换结束时DMA触发；•温度传感器输入；•电池电压检测。
通常A/D转换需要经过采样、保持、量化、编码四个步骤。
也可以将采样、保持合为一步，量化、编码合为一步，共两大步完成一次A/D采集。
采样是对连续变化的模拟量进行定时的测量，采样结束后将测量的值保持一段时间使ADC设备有充分的时间进行A/D转换，即量化编码过程。
要将一个采样后的数据进行量化编码，就必须在采样之前将要被采样的信号划分不同等级。
例如本实验要读取片上温度的值，实际上ADC读取的值为电压值。
我们首先要将能读到的最大电压值1.25V（这个被划分等级的电压值就是ADC的参考电压）划分为1024个等级（这里的等级就是ADC 的抽取率即分辨率），等级划分的越细及量化的越细。
我们最后编码得到的电压值越准确。
编码是将读取到的电压值与划分好等级的电压值比较，与哪个电压值最接近就采用哪个电压值对应的等级来表示。
例如我们读到的电压值为0.12203V，这个值与等级为100的电压值0.001220703125最接近。
则我们此次ADC读取到的数据最后量化编码后的值为100。
ADC0804实验
实验报告实验名称： [ADC0804实验]姓名：学号：指导教师：实验时间： [2013年6月15日] 信息与通信工程学院ADC0804实验1.实验任务AD0804 是A/D 转换器。
从ADC0804的通道IN输入0~5V之间的模拟量，转换成数字量在数码管上以十进制显示出来。
任务1：将数码管中的显示数字对应单位“V”的位置加上小数点，使原来以“mV”为单位的输出转变为以“V”为单位。
任务2：在任务1的基础上，将AD0804的8位2进制输出用点阵中的一列反映出来，点阵的亮暗代表该位为1或者0。
2.实验原理2.1 ADC0804原理ADC0804是8位全MOS中速逐次逼近式A/D转换器，片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接接口。
单通道输入，转换时间大约100us。
ADC0804转换时序是：当CS=0许可进行A/D转换。
WR由低到高时，A/D开始转换，一次转换共需要66-73个时钟周期。
CS与WR同时有效时启动A/D转换，转换结束产生INTR信号（低电平有效），可供查询或者中断信号。
在CS和RD的控制下可以读取数据结果。
ADC0804 为一只具有20引脚8位CMOS 连续近似的A/D 转换器，其规格如下：(1) 高阻抗状态输出(2) 分辨率：8 位(0~255)(3) 存取时间：135 ms(4) 转换时间：100 ms(5) 总误差：-1~+1LSB(6) 工作温度：ADC0804C为0度~70度；ADC0804L为-40 度~85 度(7) 模拟输入电压范围：0V~5V(8) 参考电压： 2.5V(9) 工作电压：5V(10) 输出为三态结构1. 接脚说明见图1：2. PIN1 (CS )：Chip Select，与RD、WR 接脚的输入电压高低一起判断读取或写入与否，当其为低位准(low) 时会active。
3. PIN2 ( RD )：Read。
当CS 、RD 皆为低位准(low) 时，ADC0804 会将转换后的数字讯号经由DB7 ~ DB0 输出至其它处理单元。
实验三(DA转换)
本科实验报告课程名称：智能仪器设计实验项目：D/A转换实验实验地点：图强机房专业班级：学号：学生姓名：2019年月日实验三：D/A转换实验一、实验目的1.学习D/A转换电路的设计与仿真方法；2.掌握电路的调试方法；3.了解A/D转换和D/A转换的过程；4.学习Multisim 的使用方法二、实验内容1. 将模拟信号转换为数字信号图1 A/D转换器的仿真电路图图1是A/D转换器的仿真电路图。
图中，ADC是将输入的模拟信号转换为8位的数字信号输出。
图1中，XFG1是函数发生器，采用方波信号，5KHz，幅值5V。
ADC的管脚说明如下：VIN：模拟电压输入端子。
VREF+：参考电压“+”端子，要接直流参考源的争端，其大小视用户对量化精度的要求而定。
VREF-：参考电压“-”端子，一般与地连接。
SOC：启动转换信号端子，只有端子电平从低电平变成高电平时，转换才开始，转换时间为1μs，期间EOC为低电平。
EOC:转换结束标志位端子，高电平表示转换结束。
OE：输出允许端子，可以EOC接在一起。
图1中，通过改变电位器R1的大小，就可以达到改变输入模拟量的目的，在仿真电路中可以观察到输出端数字信号的变化。
2.数字信号自动变化通过在图1电路中输入端再接入一个交流信号源（5V，200Hz），可以达到使得图1电路的输出端数字信号自动变化。
3.将数字信号再转换为模拟信号选用电流型DAC：IDAC（8位），将图1的数字信号转换为模拟信号，如图2所示。
图2 A/D、D/A转换电路三、实验结果1. 将模拟信号转换为数字信号的仿真电路图复制粘贴在下面空白处。
（在仿真图中空白处写上自己的名字）2. 将数字信号自动变化的的仿真电路图复制粘贴在下面空白处。
（在仿真图中空白处写上自己的名字）3. 将模拟信号转换为数字信号，再转换为模拟信号的仿真电路图复制粘贴在下面空白处。
（在仿真图中空白处写上自己的名字）4.用示波器显示图2仿真电路图中A/D转换的输入信号和D/A转换的输出信号。
AD及DA实验报告
微机原理及接口技术之AD及DA实验一. 实验目的:1. 了解A/D芯片ADC0809和D/A芯片DAC0832的电气性能；外围电路的应用性搭建及有关要点和注意事项；与CPU的接口和控制方式；相关接口参数的确定等；2. 了解数据采集系统中采样保持器的作用和采样频率对拾取信号失真度的影响, 了解香农定理；3．了解定时计数器Intel 8253和中断控制器Intel 8259的原理、工作模式以及控制方式, 训练控制定时器和中断控制器的方法, 并学习如何编写中断程序。
4．熟悉X86汇编语言的程序结构和编程方法, 训练深入芯片编写控制程序的编程能力。
二. 实验项目:1. 完成0～5v的单极性输入信号的A/D转换, 并与实际值（数字电压表的测量值）比较, 确定误差水平。
要求全程至少10个点。
2．完成-5v～+5v的双极性输入信号的A/D转换, 并与实际值（数字电压表的测量值）比较, 确定误差水平。
要求全程至少20个点。
3．把0～FF的数据送入DAC0832并完成D/A转换, 然后用数字电压表测量两个模拟量输出口（OUT1为单极性, OUT2双极性）的输出值, 并与计算值比较, 确定误差水平。
要求全程至少16个点。
三. 仪器设备:Aedk-ACT实验箱1套（附电源线1根、通信线1根、实验插接线若干、跳线子若干）；台式多功能数字表1台（附电源线1根、表笔线1付（2根）、）；PC机1台；实验用软件: Windows98+LcaACT（IDE）。
四. 实验原理一）ADC0809模块原理1）功能简介A/D转换器芯片●8路模拟信号的分时采集●片内有8路模拟选通开关, 以及相应的通道抵制锁存用译码电路●转换时间为100μs左右2）内部结构ADC0809内部逻辑结构1图中多路开关可选通8个模拟通道, 允许8路模拟量分时输入, 共用一个A/D转换器进行转换, 这是一种经济的多路数据采集方法。
地址锁存与译码电路完成对A.B.C 3个地址位进行锁存和译码, 其译码输出用于通道选择, 其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出, 因此可以直接与系统数据总线相连。
单片机A D、D A转换实验
单片机A/D、D/A转换实验硬件实验十三D/A转换实验51/96/88一、实验要求利用DAC0832编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。
三种波轮流显示用示波器观看。
二、实验目的1、了解D/A转换的基本原理。
2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。
3、了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。
三、实验电路及连线用示波器探头接触输出观察显示波形。
四、实验说明1、D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换实验台上D/A电路输出的是模拟电压信号。
要实现实验要求比较简单的方法是产生三个波形的表格然后通过查表来实现波形显示。
2、产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制同时要注意三角波要分段来产生。
要产生正弦波较简单的方法是造一张正弦数字量表。
即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。
D/A转换取值范围为一个周期采样点越多精度越高些。
本例采用的采样点为256点/周期。
3、8位D/A转换器的输入数据与输出电压的关系为U0∽-5VUref/256×N U-5V∽5V2·Uref/256×N-5V 这里Uref为5V 五、实验框图否是开始置计数器初值查表读波形数据启动D/A 改变计数器及表指针转换完毕H13.asm CS0832 equ 0a000h mov dptr CS0832 mov a 0 movx dptr a mov a 40h movx dptr a mov a 80h movx dptr a mov a 0c0h movx dptr a mov a 0ffh movx dptr a ljmp end 硬件实验十四A/D转换实验51/96/88一、实验要求利用实验板上的ADC0809做A/D转换器实验板上的电位器提供模拟量输入编制程序将模拟量转换成二进制数字量用8255的PA口输出到发光二极管显示。
二、实验目的1、掌握A/D转换与单片机的接口方法。
2、了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程。
实验四 AD转换实验
重庆交通大学学生实验报告实验课程名称单片机原理与应用实验名称A/D转换实验实验类型验证性实验开课实验室语音楼单片机原理实验室学院信息科学与工程学院学生姓名学号开课时间2012至2013学年第 2 学期实验评佑等级很好好一般差实验操作能力实验结果实验分析实验思考总结实验成绩教师签名一、实验目的：1.了解ADC0809/ADC0808的工作原理；2.掌握单片机与ADC0809/ADC0808接口原理；3.熟悉CPU中断方式和查询方式读取A/D转换结果的程序设计方法。
二、实验内容：以查询工作方式应用程序，分别启动8路模拟输入通道进行A/D转换，8路转换结果存储在内部数据存储器首地址为30H开始的单元内，并将第0路转换结果送到P1口显示。
按照以上原理完成以下要求：1.用中断方式编写并调试出一个程序；2.用查询方式编写并调试出一个程序；3.用调用显示子程序方法，将转换结果在显示块上显示出来；4.将采样结果以8个LED显示进行编码，以得到将0V—5V区间分为256级显示效果；5.用C51重新编写程序实现上述要求的C程序。
用Proteus仿真软件运行硬件电路仿真设计。
三、实验步骤：1.硬件设计。
参考指导书中所列数码管显示的元器件以及实验程序参考框图，利用Proteus仿真软件，作出其电路图。
2.利用Keil仿真软件编写程序，将其编写好的程序进行调试。
四、实验调试及结果：<一>实验调试方法：1、打开Keil程序，执行菜单命令“ Project”—>“New Project”创建“ 0808AD 转换”项目，并选择单片机型号为AT89C51。
2、执行菜单命令“file”—>“New”创建文件，输入源程序，保存为“0808AD 转换.c”。
在“Project”栏的File项目管理窗口中右击文件组，选择“Add Filesto Group Source Group1”,将源程序“0808AD转换.c”添加到项目中。
实验二 AD转换实验
实验二 AD转换实验实验预习要求1、学习 MSP430F6638 单片机中ADC12的配置方法。
2、了解ADC转换原理。
一、实验目的1、了解AD转换原理及LED灯的控制方法。
2、掌握MSP430F6638 中ADC12的配置使用方法。
3、结合电位器与ADC12模块实现对LED灯的控制。
二、实验器材PC 机，MSP430F6638 EVM，USB数据线，万用表，信号发生器。
三、实验内容1、验证性实验：利用MSP430F6638开发板上的拨盘电位器，控制改变AD转换的输入电压值，转换后的数字量显示在段式液晶上面。
使用万用表测得当前输入电压，通过计算得到转换后的理想的数字量与液晶显示的数字量进行比较。
2、设计性实验：AD转换结束会产生中断，编写AD中断服务程序。
利用信号发生器输出信号（例如正弦波、三角波信号）作为AD转换的输入，根据输入电压的大小控制LED灯的亮灭(例如随着输入电压值的增大，LED1到LED5按顺序点亮；随着输入电压值减小，LED灯按顺序熄灭)，LED和单片机IO口连接如下图所示。
图2.1 LED灯电路原理图四、实验原理模数转换器（ADC）是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。
真实世界 的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数 字形式。
在A/D 转换中，因为输入的模拟信号在时间上是连续的，而输出的数字信号是离 散量，所以进行转换时只能按一定的时间间隔对输入的模拟信号进行采样，然后再把采样值 转换为输出的数字量。
通常A/D 转换需要经过采样、保持量化、编码几个步骤。
ADC12 电 路如下图所示。
图2.2 ADC12 模块结构框图ADC12 模块中由以下部分组成：输入的16 路模拟开关，ADC 内部电压参考源，ADC12 内核，ADC 时钟源部分，采集与保持/触发源部分，ADC 数据输出部分，ADC 控制寄存器等组成。
ADC12 的模块内核是共用的，通过前端的模拟开关来分别完成采集输入。
DA、AD转换器实验及仿真
二、实验原理
图3 ADC 0809管脚分布图
四、实验内容 1．按图2连接电路；D0 ～ D7接数字实验箱上 的电平开关的输出端。输出端V0接数字电压 表。
（1）合D0 ～D7均为零。对LM741调零，调节调零 电位器，使V0=0V。(可省去) （2）在D0 ～ D7输入端依次输入数字信号，用数 字电压表测量输出电压V0，并列表记录。
二、实验原理
2.Ｄ／Ａ转换器ＤＡＣ０８３２ DAC0832是一个8位的D/A转换器，共内部框图如图 所示，由8位输入寄存器，8位DAC寄存器，8位D/A 转换器及逻辑控制单元等功能电路构成。 DO－D7：数字信号输入端 ILE：输入寄存器允许，高电平有效 CS：片选信号，低电平有效 WR1：写信号1，低电平有效 ＸＦＥＲ ：传送控制信号，低电平有效 WR２：写信号2，低电平有效
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1
D/A转换 输出模拟 量u0(v)
二、实验原理
ＩOUT1，ＩOUT2：DAC电流输出端； RFB：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的 反馈电阻； ＵREF基准电压（－10～+10）V； Vcc：电源电压（+5～+15）V； AGND是模拟地，DGND是数字地，两者可接在 一起使用； DAC0832输出的是电流，要转换成电压，还必须 外接运算放大器。D/A转换实验电路如图2所示。
Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ转换器实验
一、实验目的DAC0832和ADC0809的功能及其典型应用。
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课程：微处理器原理与应用课时：4学时教学环境：单片机实验室教学方法：讲解相关内容，指导学生实验实验四 A/D转换及多位数码显示实验一、目的、任务和要求1.1 实验目的1. 掌握8051单片机控制的多位数码显示器电路的设计方法、程序结构和编程方法。
2. 掌握LED动态扫描显示器的扫描方法和程序结构，同时进一步掌握单片机扩展I/O接口、定时中断的应用和编程方法。
3. 掌握8051单片机控制的A/D转换电路的硬件设计、程序结构和编程方法。
4. 掌握ADC0809芯片的工作原理和完成A/D转换的三种等待工作方式以及三种工作方式下的硬件电路和程序结构的设计方法1.2 实验任务搭建一个单片机控制的A/D转换及多位数码显示电路，编写并调试通过一个能实现单路A/D转换和数码显示的程序。
本实验采用七段LED数码管来显示A/D转换后的数值。
1.3实验要求通过利用8051单片机的并行扩展功能和采用ADC0809芯片，搭建一个A/D转换电路，采用七段LED数码管来显示A/D转换后的数值。
设计并调试通过相应的程序。
二、实验设备和器件2.1实验设备（1）微型计算机（PC机）(装配相关软件)，（2）单片机实验箱或开发板。
2.2电路元器件本实验采用Protues仿真软件搭建一个简单的单片机系统电路，进行电路仿真分析，不需要实际的元器件。
若实验采用实验箱或万能板(或面包板)搭建电路，则需要如下元器件：ADC0809，74LS02，10kΩ电位器、七段LED数码管，74HC595、三极管9013、LED限流电阻、软导线等。
学生可自己在课后搭建电路进行实验，并与仿真实验比较。
三、实验内容及步骤3.1参考电路与程序代码ADC0809芯片的A/D转换参考电路1．单片机控制芯片，再将电位器80C51单片机最小系统的基础上，通过并行总线扩展ADC0809该电路图是在数段LEDADC0809的输出模拟电压信号接的模拟信号输入端，同时采用扩展的方法接入一个多位7 6.1所示。
码显示器。
如图+5V+5V+5V单片机控制6.1 图ADC0809A/D芯片的转换电路简图如图6.1（A）所示，8051数据线P0.1~P0.7连接0809数据口OUT8~OUT0，8051地址线P2.0~P2.2连接0809模拟输入信号的地址线ADDA~ADDC，8051地址线P2.7与读写控制线/RD、/WR通过或非门芯片74LS02连接0809的启动转换信号START、模拟输入端地址锁存信号ALE和转换输出控制端OE，0809的外接时钟信号CLOCK由8051单片机的ALE信号提供，0809的AD转换结束信号EOC接8051的P3.5脚(查询方式用)。
AD转换后的数据由8051串口和串并转换芯片74HC595送至LED数码管的段码数据线，8051的P1.0~P1.4脚作为位数据线经过三极管驱动器连接数码管的阳极。
也可以如图6.1B所示，ADC0809 和数码显示电路都通过并行总线来扩展，由于8051总线是数据地址复用总线，当地址空间紧缺时可用74LS373芯片来完成总线解复用和增加一些地址空间。
BADADC0809芯片的转换电路简图6.1图（B）单片机控制AD转换电路的参考程序代码ADC08092．单片机控制芯片的）电路的参考程序代码（图(1) 6.1APORT7 EQU 7FFFH ；通道7启动地址ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART: MOV SCON,#00HMOV R3,#50 ；设置显示循环变量的初值LOOP: NOPMOV DPTR,#PORT7MOVX @DPTR,A 7；启动通道 MOV R2,#250DJNZ R2,$ ；等待方式读；读AD MOVX A,@DPTR 转换结果；以下完成二－十进制转换 MOV B,#100DIV ABMOV 30H,A ；存百位MOV A,#10XCH A,BDIV ABMOV 31H,A ；存十位；存个位 MOV 32H,B NOP；延时LCALL DL0 6ms左右 DISP:；取百位数送显MOV A,30HMOV DPTR,#TAB；转换成段码MOVC A,@A+DPTRCLR P3.2MOV SBUF,A ；低位先发，送出百位段码JNB TI,$CLR TISETB P3.2 ；锁存输出MOV P1,#02hLCALL DL0；取十位数 MOV A,31HMOVC A,@A+DPTR CLR P3.2MOV SBUF,A ；低位先发，送出十位段码JNB TI, $ CLR TISETB P3.2 MOV P1,#04H LCALL DL0MOV A,32H ；取个位数 MOVC A,@A+DPTRCLR P3.2MOV SBUF,A ；低位先发，送出个位段码JNB TI,$CLR TISETB P3.2MOV P1,#08HDJNZ R3, DISP ；循环显示50 次MOV R3,#50 ；约1秒AD采样一次LJMP LOOP:MOV R0,#6 ；延时6ms左右 DL0 ：MOV R1,#2 DL1 :MOV R2,#250 DL2:DJNZ R2,$DJNZ R1,DL2DJNZ R0,DL1RETTAB： DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80HDB 90H，88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH，8CH，0FFHENDB）电路的参考程序代码（（2）图6.1启动地址PORT EQU 0CFA0H ； EL-MUL-Ⅲ型实验箱通道0ORG 0000H LJMP START ORG 4100H #PORT MOV DPTRSTART：，0， A ；启动通道MOVX @DPTR MOV R0， #0FFH；延时等待 $ DJNZ R0，，MOVX A @DPTR ；读结果 AMOV R1，中取转换结果， MOV A R1 ；从R1DISP：SWAP A ；分离高四位和低四位到 #0FH ANL A，；并依次存放在50H51H 中 AMOV 50H，MOV A， R1 #0FHANL A， AMOV 51H，是； #0CFE9H ，：DISP2 MOV DPTRCFE9H8279控制口地址MOV A， #90HMOVX @DPTR， A ；写显示RAM命令字MOV R0：， #50H ；R0存放待显数字的存储地址DISP3MOV R1， #02H ；R1存放待显数字的位数MOV DPTR， #0CFE8H ；CFE8H 是8279数据口地址MOV A，DL0： @R0ACALL TABLE ；转换为显码MOVX @DPTR， A ；送显码输出INC R0DJNZ R1， DL0SJMP DEL1 ；转入延时INC ATABLE：MOVC A， @A+PCRETDB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07HDB 7FH，6FH，77H，7CH，39H，5EH，79H，71HDEL1： MOV R6， #255 ；延时一段时间使显示更稳定DEL2： MOV R5， #255DEL3： DJNZ R5， DEL3DJNZ R6， DEL2LJMP START ；循环，再开始取样。
END3．单片机控制ADC0809芯片的AD转换电路的参考程序结构( 图6.1A电路的参考程序代码 ) ( 图6.1B电路的参考程序代码 )程序地址分配（ORG））程序地址分配（ORG：串口初始化START ：启动AD转换START 转换LOOP：启动AD s以上）μ延时等待（100 s以上）延时等待（100μ读取读取个十六进制数2DISP：分离成个十进制数同时3DISP：分离成写显示命令字DISP2：设置8279 每位送显示（段码及位码）DISP3：显示循环初始化DL0 调用延时子程序2次送显）：DL02位显示程序（循环LOOP循环（转）m s左右）200DEL1：延时程序段（左右）s m：延时子程序（DL06START 转回ENDEND4. 深入实验问题（学生独立完成）(1)对于图6.1（A），电位器的输出信号AN0改接0809的ADIN1，试修改程序并加以验证。
(2)对于图6.1（A），若ADDC、ADDB、ADDA及74LS02 的6/2脚分别接P2.4，P2.5，P2.6和P2.7，试列出IN0、IN1、IN2和IN7的写数据(启动转换)和读数据的外部地址。
四、实验报告要求与考核标准1、实验报告要求(1)按照实验任务画出电路图、程序流程图，写出程序代码和运行现象。
(2)若将延时等待方式分别改为中断方式和查询方式，试修改硬件电路图和编写程序代码。
(3)说明以十六进制数显示和以十进制数显示的两种程序代码的异同点。
(4)结合实际电路，说明动态扫描的扫描周期和每一位数码管显示停留的时间长度。
(5)结合程序流程图，说明显示缓冲区的地址空间、存储内容和刷新情况。
(6)说明七段LED数码管共阴极与共阳极电路在硬件连接、位扫描码和字段码方面的异同点。
(7)说明6位显示和4位显示的程序代码不同点。
2、实验考核标准分）功能完整（153分／个功能出错5次分）安全操作（15违规操作/ 分安全与纪律3次/ 分5分）10实验纪律（违纪分）综合（5综合考核45。