单片机实验-- AD转换实验

实验6 A/D转换实验

一、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转换性能及编程方法。

3．通过实验了解单片机如何进行数据采集。

二、实验设备：

CPU挂箱、8031CPU模块

三、实验内容：

利用实验台上的ADC0809做A/D转换器，实验箱上的电位器提供模拟电压信号输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量转换的结果。

四、实验原理：

A/D转换器大致有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近法A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。

实验用的ADC0809属第二类，是八位A/D转换器。每采集一次需100us。

ADC0809 START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号。实验电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换，故启动A/D转换只需如下两条指令：

MOV DPTR，#PORT

MOVX @DPTR,A

A中为何内容并不重要，这是一次虚拟写。

在中断方式下，A/D转换结束后会自动产生EOC信号，将其与8031CPU板上的INT0相连接。在中断处理程序中，使用如下指令即可读取A/D转换的结果：

MOV DPTR，#PORT

MOVX A，@DPTR

五、实验电路：

六、实验步骤：

1．0809的片选信号CS0809接CS0。

2．电位器的输出信号AN0接0809的ADIN0。

3．EOC接CPU板的INT0.

七、程序框图：

主程序中断服务程序八、程序清单

九、附：8位并行A/D、D/A模块

8位A/D、D/A模块由ADC0809模数变换电路和DAC0832数模变换电路两部分组成，其电源、数据总线、地址总线和片选信号均由接口挂箱上的接口插座提供。

一、ADC0809电路

(1) ADC0809芯片引脚及功能

ADC0809是一种逐次逼近式8路模拟输入，8位数字量输出的A/D转换器。其引脚如图3-25所示

图3-25 ADC0809管脚图

由图可见，ADC0809共有28引脚，采用双列直插式封装。其主要引脚功能如下：

IN0~IN7：8路模拟信号输入端；

D0~D7：8路数字量输出端；

ALE：控制转换端，高电平有效；

A、B、C：与ALE控制8路模拟通道切换，A、B、C分别与三根地址线或数据线相连，三者编码对应8个通道地址口。CBA=000~111分别对应IN0~IN7通道地址；

OE：输出允许端，高电平有效；

SC：启动信号输入端；

CLK：时钟信号输入端；

V R（+）、VR（-）：参考电压输入端。

强调说明一点：ADC0809虽有8路模拟通道可同时输入8路模拟信号，但每个瞬间只能转换一路，各路之间的切换由软件变换通道地址实现。

ADC0809工作过程如下：

首先用指令选择0809的一个模拟输入通道，当执行MOVX @DPTR，A时，产生一个启动信号使START引脚送入脉冲，开始对选中通道转换。当转换结束后发出结束信号，置EOC为高电平，该信号可做中断信号；当读允许信号到，OE端有高电平，则可读出转换的数字量。利用MOVX A，@DPTR把该通道转换结果读到A累加器中。

(2) ADC0809电路图及说明

图3-26 ADC0809电路图

模块上的ADIN0~ADIN7插孔对应于图中ADIN0~ADIN7引脚；

模块上的EOC、CLK插孔分别对应于图中EOC、ADCLK引脚；

A．OUT插孔为模拟电压输出，输出范围0V—5V，由模块上电位器A.ADJ分压得到。

CS0809的用法如前所述。

ADC0809的详细用法请查阅相关手册。

（3）ADC0809电路的基本测试方法

调整模块上最左边的10K电位器VREF.ADJ，用万用表测ADC0809芯片12脚的电压，将其调整到5V。

将A.OUT插孔和ADIN0插孔用导线连接，将CS0809片选排的CS3用跳线帽短接，CLK接CPU挂箱时钟发生电路的CLK3，EOC接CPU模块的P1.0。

运行测试程序，设置断点，将ACC中的数据换算为电压(换算方法为ACC数据*5/256)，然后与万用表的实测数据相比较，如基本一致则说明该电路正常。然后对ADIN1~ADIN7也进行同样的测试，测试程序中地址需作相应的改变。测试参考程序如下：

CSEG AT 0000H

LJMP START

CSEG AT 4100H

PORT EQU 0A018H

START: SETB P1.0

MOV DPTR, #PORT ;启动通道0

MOVX @DPTR,A

WAIT: JNB P1.0 WAIT

MOVX A, @DPTR

NOP ；设断点处

JMP START

END

二、DAC0832电路

(1) DAC0832芯片引脚及功能

DAC0832是8位D/A转换器，20脚双列直插式封装，其引脚及结构如图3-27所示。

图3-27 DAC0832管脚图

各引脚功能如下：

DI0—DI7：8位数据线，作为8位数字信号输入端；CS：片选端；

ILE：数据锁存允许控制，高电平有效；

WR1：第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效，当CS=0、ILE=1、WR1=0时，数据信号被锁存到第一级寄存器中；

XFER：数据传送控制，低电平有效；

WR2：DAC寄存器写选通控制，低电平有效，当XFER=0、WR2=0时，输入寄存器状态传入DAC寄存器中；

I OUT1：D/A转换器电流输出1端，输入数字量全为“1”时，I OUT1最大，输入数字量全为“0”时，I OUT1最小；

I OUT2：电流输出2端，I OUT2+I OUT1=常数；

R F：外部反馈信号输入端，内部以有反馈电阻，根据需要也可外接反馈电阻；

V R：基准电压输入端，电压范围+5V~+15V；

DGND：数字信号接地端，最好与电源共地；

AGND：模拟信号接地端，最好与基准电源共地。

(2)DAC0832电路图

图3-28 DAC0832电路图