单片机课设AD转换

沈阳理工大学课程设计专用纸№0．前言1．课程设计的目的和要求1.1、课程设计的目的1.2、课程设计的基本要求2．总体设计2.1、基本工作原理2.2、硬件总体设计2.2.1、系统组成方案2.2.2、扩展单元编址2.2.3、键盘、显示功能的定义2.3、软件总体设计2.3.1、存储单元的分配、标志位的定义2.3.2、主程序框图及清单3．硬件设计4．软件设计5．结束语6．参考文献沈阳理工大学课程设计专用纸1沈阳理工大学№前言KeiluVison3是一套在windows环境下8051单片机整合性开发接口（IntergratedDevelopmentEnvironment,IDE）软件，它具备完善的项目管理系统，提供编译器以编写程序及说明文件，可以协助编写，翻译（包含C语言的编译器C51Compiler以及A51组译器）除错和测试嵌入式系统程序。其中C51compiler是C语言软件开发系统。与汇编相比，C语言在功能，结构性，可读性和可维护性等方面有明显的优势，而且易学易用，KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外，重要的一点是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码的效率是非常高的。沈阳理工大学课程设计专用纸2沈阳理工大学№1.课程设计目的和要求1.1课程设计的目的单片机课程设计的目的就是要锻炼学生的实际动手能力。在理论学习的基础上，通过完成一个具有综合功能的小系统，使学生将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，对电子电路、电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、调试、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立设计单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。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．通过设计了解单片机如何进行数据采集。1.2课程设计的基本要求要求每个学生（或小组）都要自己动手独立设计完成一个典型的单片机应用小系统。设计题目由指导教师提供，也可以自己选择设计题目，但难度不应小于参考题目，需经指导教师审查后方可确定是否采纳。一般3人为一小组。课程设计的时间为1周。设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求能够演示并达到设计指标的要求。每个学生（或小组）在作品完成后，要经指导教师检查通过后才算完成。课程设计报告每个学生一份，独立完成。沈阳理工大学课程设计专用纸3沈阳理工大学№2.总体设计2.1基本工作原理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。ADC0809属第二类，是八位A/D转换器。每采集一次需100us。ADC0809START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：MOVDPTR，#PORTMOVX@DPTR,AA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：MOVDPTR，#PORTMOVXA，@DPTR2.2、硬件总体设计1个AT89C511个ADC08084个数码管以及若干电子元器件组成电路图2.3、软件总体设计2.3.1、存储单元的分配、标志位的定义转换结果的数字量放于片内的RAM的51H单元，拆分的百位放于片内RAM的52H,拆分十分位放于片内RAM的53H，拆分的个位放于片内RAM的54H。P2口为字段码口，P1口为位选码口。沈阳理工大学课程设计专用纸4沈阳理工大学№2.3.2、主程序框图及清单（带有注释）开始A/D转换启动延时取A/D输出倍率转换BCD码转换动态扫描显示延时沈阳理工大学课程设计专用纸5沈阳理工大学№3.硬件设计ADC0809引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。A、B、C：地址输入线。ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模沈阳理工大学课程设计专用纸6沈阳理工大学№拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7数字量输出及控制线：11条ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。AT89C51引脚结构引脚图如下：沈阳理工大学课程设计专用纸7沈阳理工大学№VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”沈阳理工大学课程设计专用纸8沈阳理工大学№时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在沈阳理工大学课程设计专用纸9沈阳理工大学№平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。4.软件设计主要由延时，数据转换，数码管选择显示等子程序组成。延时：MAIN:MOVTMOD,#12H；T0工作在模式2，T1工作在模式1MOVTH0,#246；延时赋初值沈阳理工大学课程设计专用纸10沈阳理工大学№MOVTL0,#246MOVTH1,#(65535-20000)/256；延时赋初值MOVTL1,#(65535-20000)MOD256SETBET0SETBET1SETBTR0SETBTR1SETBEA数据转换：LOOP:CLRST；产生启动转换的正脉冲信号SETBSTCLRSTJNBEOC,$；等待转换结束SETBOE；允许输出MOVGETDATA,P0；暂存转换结果CLROE；关闭输出MOVA,GETDATA；将转换结果转换为十进制MOVB,#100DIVABMOV52H,A；存放百位数movA,Bmovb,#10沈阳理工大学课程设计专用纸11沈阳理工大学№divabmov53h,a；存十位数mov54h,b；存个位数ljmploop数码管选择显示：t1x:movth1,#(65535-20000)/256movtl1,#(65535-20000)mod256movdptr,#tabmovp2,#08h；选中右边第一个数码管mova,53hmovca,@a+dptrmovp1,alcalldelaymovp2,#04hmova,53hmovca,@a+dptrmovp1,alcalldelayMOVP2,#02HMOVA,52HMOVCA,@A+DPTRMOVP1,A沈阳理工大学课程设计专用纸12沈阳理工大学№LCALLDELAY；延时retitab:db03fh,006h,05bh,04fh,66h,6dh,7dh,007h,7fh,6fhdelay:movr7,#255djnzr7,$ret中断服务框图；主程序：GETDATAEQU51HSTBITP3.0OEBITP3.1EOCBITP3.2CLKBITP3.7ORG0000H沈阳理工大学课程设计专用纸13沈阳理工大学№LJMPMAINORG000BHCPLCLKRETIORG001BHLJMPT1X软件仿真结果及分析：沈阳理工大学课程设计专用纸14沈阳理工大学№显示的数字与变阻器的接入阻值呈线性关系。零时数码管显示000,阻值100%时显示255，为最大值。沈阳理工大学课程设计专用纸15沈阳理工大学№5.结束语这一次的单片机课程