AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)報(bào)告A/D摘要本設(shè)計(jì)是利用AT89C51 ADC0809 CD4027芯片為核心，加以其他輔助電路實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，其中以單片機(jī)AT89C5偽核心控制 A/D轉(zhuǎn)換器。先是對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，然后用 ADC0809對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)從模 擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。改變采樣數(shù)據(jù)，調(diào)整電路，使其達(dá)到精確轉(zhuǎn)換。目錄1. 方案設(shè)計(jì)與論證 11.1理論分析 11.2輸出、輸入方案選擇 11.3顯示方案 21.4時(shí)鐘脈沖選擇 22. 硬件設(shè)計(jì)22.1A/D轉(zhuǎn)換器模塊 22.2單片機(jī)模塊 32.3JK觸發(fā)器模塊 43軟件設(shè)計(jì)44.仿真驗(yàn)證與調(diào)試54.1測(cè)試萬法 54.2性能測(cè)試儀器 74.4誤差分析 75.設(shè)計(jì)總

2、結(jié)及體會(huì) 5附錄（一）實(shí)物圖6附錄（二）軟件程序 61 .方案設(shè)計(jì)與論證1.1理論分析8位A/D轉(zhuǎn)換由芯片內(nèi)部的控制邏輯電路、時(shí)序產(chǎn)生器、移位寄存 器、D/A轉(zhuǎn)換器及電壓比較器組成，它具有將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的 特性，其原理圖如下：D/A轉(zhuǎn)犧器控制邏AD轉(zhuǎn)換原理圖（1）輸出、輸入方案選擇 1.2A/D轉(zhuǎn)換器有多路選擇器，可選擇八路模擬信號(hào)ININ中的一 70路進(jìn) 入A/D轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在選擇IN通道作為輸入，則對(duì)應(yīng)的地址碼位oADD=O、 ADD=0、ADD=0。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，OE=1，打開三態(tài)輸abc出鎖存緩 沖器，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從DD 口輸出到單片機(jī)的P0端口。07IN口輸入D端口輸出|AAA/D轉(zhuǎn)

3、換器）2圖（1.3顯示方案由于靜態(tài)控單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示有兩種動(dòng)態(tài)和靜 態(tài)兩種方法，制數(shù)碼管每次只能顯示一位，造成資源浪費(fèi)，所以選擇 動(dòng)態(tài)掃描，并增加變換頻率。1.4時(shí)鐘脈沖選擇方案一：可以直接用矩形波來控制。因CLKJK通過觸發(fā)器完成二分頻，然后Q端接 方案二：ALEJK 經(jīng)過12NHZK 1/6=2MHz,為晶振的頻率是12MHzALE的頻率為1MHz. 觸發(fā)器二分頻后就是 2.硬件設(shè)計(jì) 2.1 A/D轉(zhuǎn)換器模塊P23陽P2.1/A9PSJ/A10P2.3/A11F2如 12IP? 5/A13IP2.6/A14FZ.T/AI3.0/RXDF3-1/TXP P3.2qNT0 P3INBP3.

4、4/TOP3.5/T1P3.6/WRRESPACK-8U2INOCLOCk qIN1STARIN2IIN2EOCIIN4INbUflINQDUT31IN7UT3OUT*A IDO ADUT5ADD BOUTGA D COUT?ALEOUTSViREFC+JV1REIFQOETEXTU2(CLOCk)AM)3A/D轉(zhuǎn)換電路圖(轉(zhuǎn)換經(jīng)電壓比較器后輸入到控制電路，INO模擬量從 端口輸入，OE。=0=0=0D0D7 口輸出，地址碼位 ADD、ADD、ADD 后從acb，轉(zhuǎn)換結(jié)束EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束控制信號(hào)，EOC=0端輸出允許控 制信號(hào)，轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，上升沿將片內(nèi)寄存器清零，下降EOC=1后。START沿

5、開始A/D轉(zhuǎn)換。時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLOCK接觸發(fā)器Q端，把1MHz 的信號(hào)作為時(shí)鐘脈沖輸入。2.2單片機(jī)模塊F1IXTZ *1 f”譙F1Z 2P14PUSPgri.TFt：iaHiw nw i FdAAES 片応r.”FC 斗gg代咖 pc啣代 P3 2TA ID P： al1 P2 412 P陽 P24XM14 4二伽応P(guān)3 jbF.O KJ 和TW R? zrifjfw Pj -rtNM-r I巴空丄1 F-3iCkL! 圖（4）如圖（4）,選用89C51單片機(jī)，89C51單片機(jī)本身的電源電壓是5v, 有兩種低功耗方式：待機(jī)方式和掉電方式。在掉電狀態(tài)下，其耗電電 流為3mA，在掉電方式下提

6、供約50mA的電流。80C51單片機(jī)是8 位單片機(jī)，速度較慢，且不能在線編程。在單片機(jī)的外部加一個(gè)振蕩 電路，這個(gè)電路有晶振和兩個(gè)電容組成，晶振兩端分別接到兩個(gè)電容 的一端，兩個(gè)電容的另一端都要接地。這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量就是就 等于負(fù)載電容，這兩個(gè)電容選用 33PF的。在P0端口接一個(gè)上拉電 阻，增加高電平驅(qū)動(dòng)能力。P0 口輸出七段碼，P2.0、P2.1、P2.2 口輸 出位選碼。ISCl1RIsALE R2.3JK觸發(fā)器模塊圖形符號(hào)圖（5）JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持、翻轉(zhuǎn)的功能。J=1, K=0時(shí)，置1;J=0, K=1時(shí)，置0; J=K=0，保持；J=K=1 , CLK下降沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)

7、。3.軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件流程圖如下圖（6），其中主要包含這三部分，即信號(hào)采樣、 A/D轉(zhuǎn)換、輸出顯示。信號(hào)采樣：先產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的正脈沖信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。A/D轉(zhuǎn)換：對(duì)輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，把數(shù)據(jù)分取個(gè)位、十分位、百分位。輸出顯示：位選端P2.0、P2.1、p2.2分別顯示個(gè)位、十分位、百分 位，完成三位顯示。r廣LJ尸J(J開始系統(tǒng)初始信號(hào)采否轉(zhuǎn)換完A/D輸岀顯示結(jié)束） 圖（6仿真驗(yàn)證與調(diào)試 4.測(cè)試方法4.1。0.00系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，初始值顯示，最大值為 5.00 5V1步驟：）接入電 源；2）改變滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察數(shù)碼管的顯示的變化FD 1FHXMUaFti2JMr5He iJifi

8、 T2 PfaC 惜IM P-3 3dM-U 沖S*M M*iS 0-jUftti rs打由nPS GinLEJ? F9 wrrijp Fi:mrn PSirtTHpi 41mr*-:*.*77-珞1jenro5T T4uJRfiFL； )WpfM19ovn auro-C D O i*! KJH.4t J E.UbQClLjtKk nn-A- HTiJtlllMlillI /）最大值圖（87初始圖（）4.2性能測(cè)試儀器直流電源數(shù)字萬用表4.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表表1組別12345678910）仿真（V0.000.290.851.451.852.743.744.354.725.00V）實(shí)測(cè)（0.0

9、00.290.811.421.872.663.674.314.724.97）顯示（V0.000.320.881.471.862.763.724.334.735.004.4誤差分析）在接入電源時(shí)的導(dǎo)1造成本實(shí)驗(yàn)的誤差可能有以下幾點(diǎn)原因：）萬用表的接）滑動(dòng)變阻器可能引起阻值誤差；23線可能增加阻值； 觸不良也有誤差。 設(shè)計(jì)總結(jié)及體會(huì) 5.最后到在收到任務(wù) 時(shí)，根據(jù)要求從總體到部分來仔細(xì)分析任務(wù)，具體的器材使用，而且對(duì)每個(gè)組員合理分配任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)每個(gè) 模塊設(shè)計(jì)多方案，從中擇優(yōu)選用。硬件部分要注意所加電壓不能過大， 否則會(huì)燒毀集成塊。實(shí)際電路焊接時(shí)，線路要盡量短、直，便于以后 檢查。對(duì)于每一點(diǎn)要

10、焊實(shí)，不能出現(xiàn)虛焊，不可短路。軟件設(shè)計(jì)要模 塊化，語言要盡量簡(jiǎn)潔程序應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，程序代碼簡(jiǎn)潔，具有 較高執(zhí)行效率。對(duì)于變量的使用，盡可能多的使用局部變量，編寫程 序需要不斷的修改、整理、優(yōu)化，以使程序具有較少的代碼量，較高 工作效率。這設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多知識(shí)，了解和掌握許多芯片的作 用和功能。通過小組成員的共同努力實(shí)驗(yàn)終于出來了， 非常有成就感 也要感謝老師的悉心指導(dǎo)。附錄（一）實(shí)物圖附錄（二）軟件程序#in elude #in elude #defi ne uint un sig ned int#defi ne uehar un sig ned char sbit ST=P2A4;s

11、bit OE=P2A5;sbit EOC=P2A6;sbit w_seleet 仁 P2A0；sbit w_select2=P2Al；sbit w_seleet3=P2A2;sbit w_select4=P2A3;uehar n um_1= 0,n um_2=0,n um_3=0;/uehar eode table10 = 0x03, 0x9f, 0x25, OxOd, 0x99, 0x49, 0x41, Oxlf, 0x01, 0x09;/uehar eode table10 = 0xC0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x

12、90;uehar eode table10 = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f;/* 名稱:Delay_1ms()*功能：延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為1ms * x*輸入：x (延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))*輸出：無*/void Delay_1ms(ui nt x)uint h,k;/uehar k;for(h = x; h 0; h-) for(k = 20; k0; k_);void DA_eha nge(uchar k)float D_value;D_value=5*k/255;num_仁D_value/1;取個(gè)位值n

13、 um_2=(D_value-num_1)*10/1;取小數(shù)點(diǎn)后第一位值n um_3=(D_value-num_1)*10-num_2)*10/1;取小數(shù)點(diǎn)后第二位值/* 名稱：Display(uehar k)*功能：將參數(shù)分成十位、個(gè)位分別顯示*輸入：k (鍵盤數(shù)值)*輸出：P0 口輸出七段碼，P2 口輸出位選碼*/void Display。P0 = table num_1+0x80; /需顯示小數(shù)點(diǎn)w_select3=0; Delay_1ms(1); /顯示 5ms個(gè)位w_select3=1;/消隱P0 = table num_2;顯示5ms小數(shù)點(diǎn)后第一位消隱顯示5ms小數(shù)點(diǎn)后第二位w_select2=0; Delay_1ms(1); / w_select2=1;/P0 = table num_3;w_select 仁0; Delay_1ms(1); / /* 名稱：Main()*/*功能：主函數(shù)*void main (void)ucha