用ADC制作數(shù)字電壓表

1、以珞珈學(xué)院A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表上券住i名二旦，司七工二司專業(yè)：通信工程年級(jí)：2009級(jí)學(xué)生：郭呂超設(shè)計(jì)時(shí)間：2011.12.22目錄1 .實(shí)驗(yàn)器件介紹32 .數(shù)字電壓表仿真圖 63 .實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理74 .數(shù)字電壓表C語言程序 .8實(shí)驗(yàn)器件介紹1. ADC0804K片介紹ADC0804是一個(gè)8位CMOS1逐次比較式 A/D轉(zhuǎn)換器，具有三態(tài)鎖存輸出功能，最 短轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us,其芯片實(shí)物圖和引腳圖如下：rW- I 前一 2 wP J CLKIH- iIHTP- 5 、媼*)一 E wr r， flM- DGN0- 111vccg，屈) O.KJ?-nufuaj一劭-062-MJ-DC4-

2、res-cec-DB7 (USB)CS:片選信號(hào)，低電平有效；RD外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制信號(hào)，當(dāng)RD為高電平時(shí)，DB0-DB7為高阻態(tài)；當(dāng)RD為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)才會(huì)通過 DB0-DB7輸出；WR:A/D轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)控制信號(hào)，當(dāng)W岫高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，轉(zhuǎn)換器被清零，當(dāng)W時(shí)低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，A/D轉(zhuǎn)換正式開始；CLK IN和CLK R:時(shí)鐘輸入端，在 ADC0804片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生器，采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，在 CLK INCLK R和地線之間連接 RC電路即可，ADC0804的工作頻率約為 100-1460khz,若使RC電路作為時(shí)鐘，其振蕩頻率為1/ (1.1RC);INTR:中斷請(qǐng)求輸出信號(hào)，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)

3、換結(jié)束時(shí)，INTR引腳輸出低電平，只有當(dāng)數(shù)據(jù)被取走后(單片機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)指令)，此引腳才會(huì)變?yōu)楦唠娖?；VIN+和VIN-:差動(dòng)模擬電壓輸入端，若輸入為單端正電壓，VIN-應(yīng)接地，若差動(dòng)輸入，則輸入信號(hào)直接加入 VIN+和VIN-;AGND.DGNDI擬信號(hào)地與數(shù)字信號(hào)地，若系統(tǒng)對(duì)抗干擾要求嚴(yán)格，則這兩條地線必須分接 地；VREF/2:參考電壓值的一半，若在ADC0804組成的電路中需要的參考電壓為5V,則此引腳可以懸空。若電路中需要使用的參考電壓小于5V,即參考電壓值的一半小于 2.5V,這時(shí)可將此引腳連接到需要的參考電壓值（如4V）白1/2電壓值上（如2V）,在ADC0804芯片內(nèi)部會(huì)自動(dòng)判斷

4、參考電壓的選擇，當(dāng)VREF/2引腳的電壓值低于 2.5V時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)選擇由VREF/2引腳電壓放大2倍以后的電壓值作為參考電壓。DB0-DB7: 8位數(shù)字輸出端。2. LCD1602夜晶介紹1602字符型LCD有16個(gè)引腳，其芯片實(shí)物圖和引腳圖如下:1602字符型LCD具有較豐富的指令集，如下表:初始化設(shè)置I顯示嚏式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16X2顯示.5X7點(diǎn)海8位數(shù)據(jù)接口2顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令包功能00001DCB0=1開顯示：D=0關(guān)顯示C=l顯示光標(biāo)：0=0不顯示光標(biāo)B=l光標(biāo)閃爍；8=0光標(biāo)不顯示000001NN=l當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 一,且光標(biāo)加一N=0當(dāng)

5、讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 一,且光標(biāo)減一S=l當(dāng)寫一個(gè)字符,整屏顯示左夠（N=1 ）或右移.以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏 鬲移動(dòng)的效果。s=o當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不琢動(dòng)指令碼功能O1H顯示清屏：L數(shù)據(jù)指針清零2,所有顯示清零02H顯示回軍;1.數(shù)據(jù)指針清零下面介紹LCD1602引腳功能：VSS :電源地；VDD:+5V 邏輯電源；VEE:液晶驅(qū)動(dòng)電源；RS :寄存器選擇（RS=1,數(shù)據(jù)；RS=Q命令）；R/W: 讀.寫操作選擇（R/W=1,讀；R/W=0 寫）；E :使能信號(hào)；DB0-DB7 :數(shù)據(jù)總線；Blackl:背光電源線；Black2:背光電源地線；數(shù)字電壓表仿真圖三.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理1 .實(shí)

6、驗(yàn)硬件設(shè)備：LCD1602液晶顯示器一塊，ADC0804芯片一片，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器， 一個(gè)150pF電容，兩個(gè)200歐姆的電阻，一個(gè)10K歐姆的電阻，STC89C51芯片， 電源，地線，按鍵(復(fù)位電路和晶振電路另加)，杜邦線諾干。2 . ADC0804在使用時(shí)，外圍電壓的連接比較簡單，只需要對(duì)參考電壓和時(shí)鐘輸入 端進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。通常情況下，時(shí)鐘的輸入可以選用RC諧振電路，ADC0804可以進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘頻率為 1001460KHZ,典型彳1為640KHZ；這里選用 R=10K 歐姆.C=150PF的諧振電路，利用公式 1/(1.1RC)計(jì)算后，此時(shí)的時(shí)鐘頻率約為 606KH乙與典型值十分接

7、近。3 .模擬電壓的計(jì)算：這里選用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)值的變化范圍是0 255(00H-FFH),模擬電壓的輸入范圍是 0-5V,每個(gè)數(shù)碼的變化，對(duì)應(yīng)的電壓值 的變化為0.0196V,所以要計(jì)算模擬電壓值，就可以利用下面的公式進(jìn)行計(jì)算：V=D*0.0196式中，V為計(jì)算出的模擬電壓值，D為A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。4 .克服浮點(diǎn)運(yùn)算方法：從上式不難看出，在計(jì)算過程，需要乘以一個(gè)0.0196,這是一個(gè)小數(shù)，在計(jì)算機(jī)中稱為浮點(diǎn)數(shù)。而對(duì)于8位單片機(jī)來說，不具有浮點(diǎn)運(yùn)算能力，如果一定要計(jì)算浮點(diǎn)數(shù)，將占用單片機(jī)中大量的內(nèi)存單元和CPU時(shí)間。這里采用一種簡單的方法：就是將從 A/D讀取進(jìn)來的數(shù)字量直

8、接乘以196,即進(jìn)行整數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果是真正值的1000倍，這個(gè)整數(shù)運(yùn)算的速度是非?？斓?， 不會(huì)占用過多的 CPU時(shí)間。由于是兩個(gè) 8位的二進(jìn)制數(shù)相乘，得到的結(jié)果不會(huì) 超過16位二進(jìn)制數(shù)。5 .電壓值的顯示：最常用到的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成BCD碼的方法是用除法。先用得到的16位二進(jìn)制數(shù)除以10000,得到的商就是模擬電壓值的整數(shù)部分(模擬電壓的 輸入為0-5V,所以整數(shù)部分只有 1位)，得到的余數(shù)是模擬電壓值的小數(shù)部分； 接下來用余數(shù)除以 1000,商是十分位，余數(shù)作為被除數(shù)再除以100,商為百分位，余數(shù)再除以10,商為千分位。這樣就將 16位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成了4位BCD碼。四.數(shù)字電壓表C語言程序/

9、珞珈09級(jí)通信單片機(jī)實(shí)驗(yàn)AD轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcd_rs=P2A0;sbit lcd_en=P2A1;sbit cs=P2A7； /AD 片選sbit rd=P2A6;sbit wr=P2A5;sbit INTR=P3A2;/ 中斷請(qǐng)求信號(hào)uint temp,D1,D2,D3,D4;uint shu;uint AD_read();void delay(uint z);void write_com(uchar com);void write_date(uchar

10、date);void lcd_init();void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge);void AD_init();void AD_start();void main()write_com(0x01);/ 清屏lcd_init();AD_init ();while(1)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束為低電平整數(shù)部分，0.0196v 是最小變化量十分位數(shù)百分位數(shù)千分位數(shù)顯示 LcD1602AD_start();while(INTR=1);/ADINTR=0;shu=AD_read();shu=shu*196;D1=shu/10000;/ sh

11、u=shu%10000;D2=shu/1000;/ shu=shu%1000;D3=shu/100;/ shu=shu%100;D4=shu/10;/ display(D1,D2,D3,D4);/void delay(uint z) uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com) P0=com;lcd_rs=0;lcd_en=1;lcd_en=0;delay(2);void write_shu(uchar shu) P0=shu;lcd_rs=1;lcd_en=1;lcd_en=0;delay(5);void

12、lcd_init()lcd_en=0;write_com(0x01);/ 清屏write_com(0x06);/ 指針加減與移動(dòng)write_com(0x0c);/ 光標(biāo)write_com(0x38);/ 液晶初始化命令void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge)write_com(0x80+0x02);write_shu(G);write_com(0x80+0x03);write_shu(u);write_com(0x80+0x04);write_shu(o);write_com(0x80+0x06);write_shu(L);wr

13、ite_com(0x80+0x07);write_shu(v);write_com(0x80+0x09);write_shu(C);write_com(0x80+0x0a);write_shu(h);write_com(0x80+0x0b);write_shu(a);write_com(0x80+0x0c);write_shu(o);write_com(0x80+0x44);write_shu(0x30+qian);/0x30代表數(shù)字0write_com(0x80+0x45);write_shu(.);write_com(0x80+0x46);write_shu(0x30+bai);write_com(0x80+0x47);write_shu(0x30+shi);write_com(0x80+0x48);write_s