AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓表知識講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓表-珞珈學(xué)院A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)字電壓表專業(yè)：通信工程年級：2009級學(xué)生：郭呂超設(shè)計時間：2011.12.22目錄實驗器件介紹3數(shù)字電壓表仿真圖4實驗設(shè)計原理5數(shù)字電壓表C語言程序.6實驗器件介紹ADC0804芯片介紹ADC0804是一個8位CMOS型逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器，具有三態(tài)鎖存輸出功能，最短轉(zhuǎn)換時間為100us，其芯片實物圖和引腳圖如下：CS:片選信號，低電平有效；RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制信號，當(dāng)RD為高電平時，DB0-DB7為高阻態(tài)；當(dāng)RD為低電平時，數(shù)據(jù)才會通過DB0

2、-DB7輸出；WR:A/D轉(zhuǎn)換器啟動控制信號，當(dāng)WR由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，轉(zhuǎn)換器被清零，當(dāng)WR由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，A/D轉(zhuǎn)換正式開始；CLKIN和CLKR:時鐘輸入端，在ADC0804片內(nèi)有時鐘發(fā)生器，采用內(nèi)部時鐘時，在CLKINCLKR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電路作為時鐘，其振蕩頻率為1/（1.1RC）；INTR：中斷請求輸出信號，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，INTR引腳輸出低電平，只有當(dāng)數(shù)據(jù)被取走后（單片機發(fā)出讀數(shù)據(jù)指令），此引腳才會變?yōu)楦唠娖?；VIN+和VIN-：差動模擬電壓輸入端，若輸入為單端正電壓，VIN-應(yīng)接地，若差動輸入，

3、則輸入信號直接加入VIN+和VIN-；AGND.DGND:模擬信號地與數(shù)字信號地，若系統(tǒng)對抗干擾要求嚴(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，這時可將此引腳連接到需要的參考電壓值（如4V）的1/2電壓值上（如2V），在ADC0804芯片內(nèi)部會自動判斷參考電壓的選擇，當(dāng)VREF/2引腳的電壓值低于2.5V時，芯片會自動選擇由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。LCD1602液晶介紹1602字

4、符型LCD有16個引腳，其芯片實物圖和引腳圖如下：1602字符型LCD具有較豐富的指令集，如下表：下面介紹LCD1602引腳功能：VSS：電源地；VDD:+5V邏輯電源；VEE:液晶驅(qū)動電源；RS：寄存器選擇(RS=1，數(shù)據(jù)；RS=0，命令)；R/W:讀.寫操作選擇(R/W=1，讀；R/W=0，寫)；E：使能信號；DB0-DB7：數(shù)據(jù)總線；Black1:背光電源線；Black2:背光電源地線；數(shù)字電壓表仿真圖實驗設(shè)計原理實驗硬件設(shè)備：LCD1602液晶顯示器一塊，ADC0804芯片一片，兩個滑動變阻器，一個150pF電容，兩個200歐姆的電阻，一個10K歐姆的電阻，STC89C51芯片，電源，

5、地線，按鍵（復(fù)位電路和晶振電路另加），杜邦線諾干。ADC0804在使用時，外圍電壓的連接比較簡單，只需要對參考電壓和時鐘輸入端進行設(shè)計即可。通常情況下，時鐘的輸入可以選用RC諧振電路，ADC0804可以進行A/D轉(zhuǎn)換的時鐘頻率為1001460KHZ，典型值為640KHZ，這里選用R=10K歐姆.C=150PF的諧振電路，利用公式1/(1.1RC)計算后，此時的時鐘頻率約為606KHZ，與典型值十分接近。模擬電壓的計算：這里選用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)值的變化范圍是0255(00H-FFH)，模擬電壓的輸入范圍是0-5V，每個數(shù)碼的變化，對應(yīng)的電壓值的變化為0.0196V，所以要計算模擬電壓值，

6、就可以利用下面的公式進行計算：V=D*0.0196式中，V為計算出的模擬電壓值，D為A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量?？朔↑c運算方法：從上式不難看出，在計算過程，需要乘以一個0.0196，這是一個小數(shù)，在計算機中稱為浮點數(shù)。而對于8位單片機來說，不具有浮點運算能力，如果一定要計算浮點數(shù)，將占用單片機中大量的內(nèi)存單元和CPU時間。這里采用一種簡單的方法：就是將從A/D讀取進來的數(shù)字量直接乘以196，即進行整數(shù)運算，運算結(jié)果是真正值的1000倍，這個整數(shù)運算的速度是非?？斓?，不會占用過多的CPU時間。由于是兩個8位的二進制數(shù)相乘，得到的結(jié)果不會超過16位二進制數(shù)。電壓值的顯示：最常用到的二進制轉(zhuǎn)換成B

7、CD碼的方法是用除法。先用得到的16位二進制數(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位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成了4位BCD碼。數(shù)字電壓表C語言程序/珞珈09級通信單片機實驗AD轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)字電壓表#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitlcd_rs=P20;sbitlcd_en=P21;sbitcs=P27;/AD片

8、選sbitrd=P26;sbitwr=P25;sbitINTR=P32;/中斷請求信號uinttemp,D1,D2,D3,D4;uintshu;uintAD_read();voiddelay(uintz);voidwrite_com(ucharcom);voidwrite_date(uchardate);voidlcd_init();voiddisplay(ucharqian,ucharbai,ucharshi,ucharge);voidAD_init();voidAD_start();voidmain()write_com(0 x01);/清屏lcd_init();AD_init();whi

9、le(1)AD_start();while(INTR=1);/AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束為低電平INTR=0;shu=AD_read();shu=shu*196;D1=shu/10000;/整數(shù)部分，0.0196v是最小變化量shu=shu%10000;D2=shu/1000;/十分位數(shù)shu=shu%1000;D3=shu/100;/百分位數(shù)shu=shu%100;D4=shu/10;/千分位數(shù)display(D1,D2,D3,D4);/顯示LcD1602voiddelay(uintz)uintx,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);voidwrite_com(uc

10、harcom)P0=com;lcd_rs=0;lcd_en=1;lcd_en=0;delay(2);voidwrite_shu(ucharshu)P0=shu;lcd_rs=1;lcd_en=1;lcd_en=0;delay(5);voidlcd_init()lcd_en=0;write_com(0 x01);/清屏write_com(0 x06);/指針加減與移動write_com(0 x0c);/光標(biāo)write_com(0 x38);/液晶初始化命令voiddisplay(ucharqian,ucharbai,ucharshi,ucharge)write_com(0 x80+0 x02);

11、write_shu(G);write_com(0 x80+0 x03);write_shu(u);write_com(0 x80+0 x04);write_shu(o);write_com(0 x80+0 x06);write_shu(L);write_com(0 x80+0 x07);write_shu(v);write_com(0 x80+0 x09);write_shu(C);write_com(0 x80+0 x0a);write_shu(h);write_com(0 x80+0 x0b);write_shu(a);write_com(0 x80+0 x0c);write_shu(o);write_com(0 x80+0 x44);write_shu(0 x30+qian);/0 x30代表數(shù)字0write_com(0 x80+0 x45);write_shu(.);write_com(0 x80+0 x46);write_shu(0 x30+bai);write_com(0 x80+0 x47);write_shu(0 x30+shi);write_com(0 x80+0 x48);write_shu(0 x30+ge);write_com(0 x