單片機實訓模擬量輸入輸出設計與實現

單片機實訓模擬量輸入輸出設計與實現第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日教學目的掌握模/數、數/模轉換芯片與單片機的連接方法及典型應用。掌握用查詢方式、中斷方式完成模/數、數/模轉換程序的編寫方法。第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日模/數、數/模轉換模擬量I/O接口的作用實際工業(yè)生產環(huán)境——連續(xù)變化的模擬量

例如：電壓、電流、壓力、溫度、位移、流量計算機內部——離散的數字量二進制數、十進制數工業(yè)生產過程的閉環(huán)控制模擬量D/A傳感器執(zhí)行元件A/D數字量數字量模擬量模擬量輸入(數據采集)模擬量輸出(過程控制)計算機第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日模擬量I/O通道的組成模擬接口電路的任務模擬電路的任務0010110110101100工業(yè)生產過程傳感器放大濾波多路轉換&采樣保持A/D轉換放大驅動D/A轉換輸出接口

計算機執(zhí)行機構輸入接口物理量變換信號處理信號變換I/O接口輸入通道輸出通道第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日ADC0809模數轉換器

ADC0809是8通道8位的，以逐次逼近原理進行?！獢缔D換的器件；內部有一個8通道模擬多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換；A/D轉換后的數據由三態(tài)鎖存器輸出；片內沒有時鐘，需外接時鐘信號。第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日ADC0809主要特性8路8位A／D轉換器，即分辨率8位；具有轉換起?？刂贫?；轉換時間為100μs；單個＋5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點和滿刻度校準；工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度；低功耗，約15mW。第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日ADC0809外部特性一ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝IN0～IN7：8路模擬量輸入端；D0～D8：8位數字量輸出端；ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路；CLK：時鐘脈沖輸入端；REF(+)、REF(-)：基準電壓；Vcc：電源，單一＋5V；GND：地；第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日通道選擇表

地址碼CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日ADC0809外部特性二ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。START：A／D轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉換）。EOC：A／D轉換結束信號，輸出，當A／D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。OE：數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數字量。第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日ADC0809工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中；此地址經譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器；START上升沿將逐次逼近寄存器復位；下降沿啟動A／D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行；直到A／D轉換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請；當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日模數轉換顯示程序模數轉換顯示流程圖模數轉換顯示程序開始初始化啟動A/D轉換A/D轉換完成？數據輸出延時結束第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日工作模塊1數字電壓表設計與實現

使用AT89S52單片機，采用動態(tài)顯示的方式，把8通道模數轉換器ADC0808采樣的電壓值的大小經單片機處理后由數碼管顯示出來，量程為0-5V，顯示格式：X.XXX。第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日數字電壓表電路設計

由于需要顯示多位，因此數碼管采用了較節(jié)省I/O口線的動態(tài)顯示方式。第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日認識數碼管(P132)數碼管結構圖ABCDEFGDP第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日數碼管電路圖共陰數碼管共陽數碼管第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日數碼管的編碼規(guī)則第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日數字電壓表程序設計

數碼管顯示電壓值實現分析模數轉換采用的是8位的ADC0808，因此其分辨力為5*1/2^8V，即19.6mV。為了得到各位待顯示的數字的大小，采取了除法和取余相結合的方式：dat[3]=tmp/10000; /最高位dat[2]=tmp/1000%10;dat[1]=tmp/100%10;dat[0]=tmp/10%10; /最低位

數字電壓表控制C語言程序第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日C語言結構體類型

結構體與前面介紹過的數組一樣，是一種構造類型的數據，它是將若干個不同類型的數據變量有序地組合在一起而形成的一種數據的集合體。組成該集合體的各個數據變量稱為結構成員。整個集合體使用一個單獨的結構變量名。一般來說結構中的各個變量之間是存在某些關系的，如時間數據中的時、分、秒等。第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日結構體類型的定義

定義一個結構體類型的一般形式為：struct結構體名{成員項列表};其中“struct”是關鍵字，作為定義結構體類型的標志；“結構體名”由用戶自行定義；“成員列表”為該結構體中的各個成員，由于結構體可以由不同類型的數據組成，因此對結構體中各成員都要進行數據類型的說明。第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日結構體類型變量的定義

結構體定義好以后，就可以指明該結構體的具體對象，即定義該種類型的變量，結構體類型變量的定義主要有如下三種方式：先定義結構體類型，再定義變量名在定義結構體類型的同時定義結構體變量名直接定義結構體變量第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日先定義結構體類型，再定義變量名定義一個表示時間的結構體類型。structtime{

unsignedcharhour;

unsignedcharminute;

unsignedcharsecond;};定義好一個結構體后，就可以用它來定義結構體變量。一般格式為：struct結構體名結構體變量名1，結構體變量名2，...結構體變量名n；用結構體time來定義時間的結構體變量：structtimetime1;結構體變量time1具有structtime類型的結構，可以使用該結構體中的數據。第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日定義結構體類型的同時定義結構體變量名一般格式為：struct結構體名{成員列表}結構體變量名1，結構體變量名2，...結構體變量名n；

第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日直接定義結構體變量

一般格式如下：struct{成員列表}結構體變量名1，結構體變量名2，...結構體變量名n;第三種方法直接省略了結構體名，一般不提倡。第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日結構體變量的引用

定義了一個結構體變量之后，就可以對它進行引用，既可以進行賦值、存取和運算。結構體變量的引用是通過對其成員的引用來實現的。引用結構體變量中的成員格式為：結構體變量名.成員名其中“.”是引用結構體成員的運算符。例如：time1.hour=20,表示給結構體變量time1中的成員hour賦值。對結構體變量中的各個成員可以像普通變量一樣進行賦值、存取和運算。第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日結構體變量的初始化

對結構體變量可以在定義的時候進行初始化；也可以在定義后對各個成員單獨進行初始化。例如：time1.hour=20;

//結構體成員賦初值time1.minute=35;time1.second=55;第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日結構體變量需要注意的地方

結構體類型與結構體變量是兩個不同的概念。定義一個結構體類型時只給出了該結構體的組織形式，并沒有給出具體的組織成員，因此結構體不占用任何存儲空間。結構體變量則是一個結構體中的具體對象，會給結構體變量分配存儲空間，因此可以對結構體變量名進行賦值、存取和運算。一個結構體中的成員還可以是另外一個結構體類型中的變量，既