單片機(jī)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)與AD轉(zhuǎn)換器串行接口設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器串行接口設(shè)計(jì)要求：一、功能要求1、每隔一秒，采集AIN0AIN11模擬輸入；2、轉(zhuǎn)換結(jié)果從串行口送到虛擬終端顯示；3、在串行口連接虛擬終端，將測量結(jié)果送到虛擬終端顯示；4、要求測量05V之間的模擬電壓。二、設(shè)計(jì)過程要求1、查閱資料確定設(shè)計(jì)方案；2、對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證；3、選擇合適的元器件，搭建電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證效果；4、畫出PCB圖；5、書寫設(shè)計(jì)報(bào)告；6、答辯。三、設(shè)計(jì)報(bào)告要求設(shè)計(jì)報(bào)告主要包括：題目、內(nèi)容和要求、總體方案和設(shè)計(jì)思路、仿真電路圖、軟件設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試效果、實(shí)驗(yàn)測試效果圖、PCB圖、心得體會(huì)。姓名：張建 學(xué)號(hào)：1886100125 專業(yè)：

2、電子科學(xué)與技術(shù)班級(jí)：10級(jí)1班 成績：評(píng)閱人：安徽科技學(xué)院理學(xué)院物電系TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省51系列單片機(jī)I/O資源；且價(jià)格適中，分辨率較高，因此在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。2TLC2543的特點(diǎn)（1）12位分辯率A/D轉(zhuǎn)換器；（2）在工作溫度范圍內(nèi)10s轉(zhuǎn)換時(shí)間；（3）11個(gè)模擬輸入通道；（4）3路內(nèi)置自測試方式；（5）采樣率為66kbps；（6）線性誤差±1LSBmax；（7）有轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出EOC；（8）具有單、雙極性輸出；（9）可編程的MSB或LSB前導(dǎo)；（10）可編程輸出數(shù)據(jù)長

3、度。3TLC2543的引腳排列及說明 TLC2543有兩種封裝形式：DB、DW或N封裝以及FN封裝，這兩種封裝的引腳排列如圖1，引腳說明見表1。圖1TLC2543的封裝表1TLC2543引腳說明引腳號(hào)名稱I/O說明19,11,12AIN0AIN10I模擬量輸入端。11路輸入信號(hào)由內(nèi)部多路器選通。對(duì)于4.1MHz的I/OCLOCK，驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于50，而且用60pF電容來限制模擬輸入電壓的斜率15I片選端。在端由高變低時(shí)，內(nèi)部計(jì)數(shù)器復(fù)位。由低變高時(shí)，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)禁止DATAINPUT和I/O CLOCK17DATAINPUTI串行數(shù)據(jù)輸入端。由4位的串行地址輸入來選擇模擬量輸入通道16

4、DATA OUTOA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端。為高時(shí)處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，為低時(shí)處于激活狀態(tài)19EOCO轉(zhuǎn)換結(jié)束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC從高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸為止10GND 地。GND是內(nèi)部電路的地回路端。除另有說明外，所有電壓測量都相對(duì)GND而言18I/O CLOCKI輸入/輸出時(shí)鐘端。I/OCLOCK接收串行輸入信號(hào)并完成以下四個(gè)功能：（1）在I/O CLOCK的前8個(gè)上升沿，8位輸入數(shù)據(jù)存入輸入數(shù)據(jù)寄存器。（2）在I/OCLOCK的第4個(gè)下降沿，被選通的模擬輸入電壓開始向電容器充電，直到I/OCLOCK的最后一個(gè)下降沿為止。（3）將前一次轉(zhuǎn)換

5、數(shù)據(jù)的其余11位輸出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿時(shí)數(shù)據(jù)開始變化。（4）I/OCLOCK的最后一個(gè)下降沿，將轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)傳送到內(nèi)部狀態(tài)控制位14REF+I正基準(zhǔn)電壓端?；鶞?zhǔn)電壓的正端（通常為Vcc）被加到REF+，最大的輸入電壓范圍由加于本端與REF-端的電壓差決定13REF-I負(fù)基準(zhǔn)電壓端?；鶞?zhǔn)電壓的低端（通常為地）被加到REF-20Vcc 電源4接口時(shí)序 可以用四種傳輸方法使TLC2543得到全12位分辯率，每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞可以使用12或16個(gè)時(shí)鐘周期。 一個(gè)片選（）脈沖要插到每次轉(zhuǎn)換的開始處，或是在轉(zhuǎn)換時(shí)序的開始處變化一次后保持為低，直到時(shí)序結(jié)束。 圖2顯示每次轉(zhuǎn)換

6、和數(shù)據(jù)傳遞使用16個(gè)時(shí)鐘周期和在每次傳遞周期之間插入的時(shí)序，圖3顯示每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞使用16個(gè)時(shí)鐘周期，僅在每次轉(zhuǎn)換序列開始處插入一次時(shí)序。圖216時(shí)鐘傳送時(shí)序圖（使用，MSB在前）圖316時(shí)鐘傳送時(shí)序圖（不使用，MSB在前）TLC2543驅(qū)動(dòng)程序：#include <ctype.h>#define byte unsigned char#define uchar unsigned char#define word unsigned int#define uint unsigned int#define ulong unsigned long#define BYTE unsigne

7、d char#define WORD unsigned intuint read2543(uchar port);void CollectADmodule(uint *ad_result);extern void time(unsigned int ucMs);/延時(shí)單位：ms/* 2543控制引腳宏定義*/sbit AD_EOC = P10; /* TLC2543轉(zhuǎn)換完成指示引腳EOC */sbit CLOCK = P12; /*2543時(shí)鐘*/sbit AD_CS = P13; /*2543片選*/sbit D_IN = P14; /*2543輸入*/sbit D_OUT = P15; /

8、*2543輸出*/* TLC2543驅(qū)動(dòng)程序*/* 名稱：read2543 功能：TLC2543驅(qū)動(dòng)模塊 輸入?yún)?shù)：port通道號(hào) 輸出參數(shù)：ad轉(zhuǎn)換值*/uint read2543(uchar port)uint ad=0;uchar i;P1=0xeb;CLOCK = 0;AD_CS = 0;port<<=4;for(i=0;i<8;i+)/讀高8位if(D_OUT) ad|=0x01;D_IN=(bit)(port&0x80);CLOCK=1;CLOCK=0;port<<=1;ad<<=1;for(i=8;i<12;i+)/讀低4位

9、if(D_OUT) ad|=0x01;CLOCK=1;CLOCK=0;ad<<=1;AD_CS=1;ad>>=1;return(ad);/* 函數(shù)說明：采集實(shí)際端口的數(shù)據(jù)*/void CollectADmodule(uint *ad_result)uchar i;AD_EOC=1;read2543(0); /啟動(dòng)0通道轉(zhuǎn)換，第一次轉(zhuǎn)換結(jié)果不準(zhǔn)確，丟棄while(!AD_EOC)/等待轉(zhuǎn)換完成time(3);read2543(0);while(!AD_EOC) /等待轉(zhuǎn)換完成for(i=0;i<11;i+)ad_resulti= read2543(i+1); /讀轉(zhuǎn)

10、換結(jié)果，并啟動(dòng)下次轉(zhuǎn)換while(!AD_EOC) /等待轉(zhuǎn)換完成time(3);read2543(i+1); /讀轉(zhuǎn)換結(jié)果，并啟動(dòng)下次轉(zhuǎn)換while(!AD_EOC) /等待轉(zhuǎn)換完成主程序：#include "common.h"extern void CollectADmodule(uint *ad_result);/* main 函數(shù) */void main (void) uint idata TLC254311;uchar i;initUart(); /* 初始化串口 */doCollectADmodule(TLC2543);/調(diào)用11通道AD轉(zhuǎn)換for(i=0;i&

11、lt;11;i+)printf("TLC2543%bd=%un",i,TLC2543i);/打印輸出結(jié)果printf("nn");/回車2次time(1000);while(TRUE);AT89C51單片機(jī)程序：#include <REG52.H> /* special function register declarations */#include <intrins.h>/* 函數(shù)說明：延時(shí)5us，晶振改變時(shí)只用改變這一個(gè)函數(shù)！1、對(duì)于11.0592M晶振而言，需要2個(gè)_nop_();2、對(duì)于22.1184M晶振而言，需要4個(gè)

12、_nop_();* 入口參數(shù)：無 * 返回： 無*/void delay_5us(void)/延時(shí)5us，晶振改變時(shí)只用改變這一個(gè)函數(shù)！_nop_();_nop_();/_nop_();/_nop_();/* delay_50us */void delay_50us(void)/延時(shí)50usunsigned char i;for(i=0;i<4;i+)delay_5us();/* 延時(shí)100us */void delay_100us(void)/延時(shí)100usdelay_50us();delay_50us();/* 延時(shí)單位：ms */void time(unsigned int ucMs)/延時(shí)單位：msunsigned char j;while(ucMs>0)for(j=0;j<10;j+) delay_100us();ucMs-;/* 初始化串口波特率 */void initUart(void)/*初始化