(2.8)-項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)7 單片機(jī)模擬信號(hào)采集

單片機(jī)原理與應(yīng)用

——實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目7單片機(jī)模擬信號(hào)采集項(xiàng)目的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目的任務(wù)項(xiàng)目涉及的相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目的實(shí)施硬件電路程序編制聯(lián)合調(diào)試項(xiàng)目的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，了解STC15系列單片機(jī)ADC模塊的原理及應(yīng)用和編程方法項(xiàng)目的任務(wù)通過(guò)STC15F單片機(jī)的模擬量輸入端口，對(duì)外部分壓電路的電壓值進(jìn)行測(cè)量并顯示。項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)內(nèi)部ADC模塊的結(jié)構(gòu)和原理STC15F系列單片機(jī)內(nèi)部ADC模塊的控制及使用方法數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理STC15F系列單片機(jī)中斷及定時(shí)器的使用方法項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)內(nèi)部ADC模塊的結(jié)構(gòu)和原理STC15F系列內(nèi)部集成了一種稱(chēng)為逐次比較式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)、10位數(shù)字量轉(zhuǎn)換結(jié)果的模、數(shù)轉(zhuǎn)換。STC15系列單片機(jī)ADC由多路選擇開(kāi)關(guān)、比較器、逐次比較寄存器、10位ADC、轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR構(gòu)成。CPU的工作頻率為27MHz時(shí)，該ADC模塊的最快轉(zhuǎn)換速度可達(dá)300KHz。項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)內(nèi)部ADC模塊的結(jié)構(gòu)和原理STC15F系列單片機(jī)ADC輸入通道與P1口復(fù)用，上電復(fù)位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶(hù)可通過(guò)ADC相關(guān)控制寄存器將8路中的任何一路設(shè)置為ADC輸入通道，不用作ADC輸入通道仍可作為一般I/O口使用。選定的模擬輸入信號(hào)經(jīng)多路開(kāi)關(guān)送至轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行轉(zhuǎn)換，10位轉(zhuǎn)換結(jié)果存放于轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES和ADC_RESL中。項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)與ADC相關(guān)的寄存器主要有：P1口模擬功能控制寄存器P1ASF：用于選擇P1口的功能為一般I/O口還是作為ADC模塊輸入ADC控制寄存器ADC_CONTR：ADC通道選擇、轉(zhuǎn)換速度、ADC電源、ADC啟動(dòng)停止、轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志等ADC轉(zhuǎn)換中斷使能寄存器IE與中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IPADC轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES與ADC_RESL時(shí)鐘分頻寄存器CLK_DIV：其中的ADRJ位決定了ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的存放格式位號(hào)B7B6B5B4B3B2B1B0復(fù)位值位名ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCH2CH1CH000H項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)ADC模塊的使用要點(diǎn)在使用STC15系列單片機(jī)的AD模塊之前，需要先對(duì)其進(jìn)行初始化，初始化的主要內(nèi)容主要包括：選擇模擬量輸入引腳、選擇轉(zhuǎn)換速度、設(shè)置數(shù)據(jù)存放格式、設(shè)置相應(yīng)的中斷等等項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)ADC模塊的使用要點(diǎn)STC15系列單片機(jī)的AD模塊的使用步驟：設(shè)置特殊功能寄存器P1ASF選擇模擬量輸入引腳設(shè)置ADC_CONTR寄存器中有關(guān)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備工作的功能位設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)的存放格式以中斷方式處理結(jié)果數(shù)據(jù)的設(shè)置啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)的讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的后續(xù)處理項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)定時(shí)器STC15F系列單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置有16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：T0、T1和T2。它們具有計(jì)數(shù)和定時(shí)2種功能以及4種工作方式，可被編程為16位自動(dòng)重裝模式、16位不可重裝模式、8位自動(dòng)重裝模式、不可屏蔽中斷的16位自動(dòng)重裝模式等不同的工作模式。定時(shí)器Tx由8位特殊功能寄存器THx和TLx組成與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1相關(guān)的特殊功能寄存器有6個(gè)，分別是定時(shí)器方式寄存器TMOD和定時(shí)器控制寄存器TCON，中斷允許寄存器IE和中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP，輔助寄存器AUXR和外部中斷允許和時(shí)鐘輸出寄存器項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)STC15F系列單片機(jī)定時(shí)器的初始化程序應(yīng)完成如下工作對(duì)TMOD賦值，以確定T0和Tl的工作方式；對(duì)AUXR賦值，確定定時(shí)脈沖的分頻系數(shù)，默認(rèn)為12分頻，與傳統(tǒng)8051單片機(jī)兼容；計(jì)算初值，并將其寫(xiě)入TH0、TL0或TH1、TL1；為中斷方式時(shí)，則對(duì)IE賦值，開(kāi)放中斷，必要時(shí)，還需對(duì)IP操作，確定各中斷源的優(yōu)先等級(jí)；置位TR0或TR1，啟動(dòng)T0和Tl開(kāi)始定時(shí)或計(jì)數(shù)。硬件電路最小系統(tǒng)+應(yīng)用電路模擬信號(hào)：可變電阻器分壓AD轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示數(shù)碼管原理圖硬件電路主程序IO口初始化ADC模塊初始化定時(shí)器初始化程序編制主程序IO口初始化ADC模塊初始化定時(shí)器初始化程序編制主程序IO口初始化ADC模塊初始化定時(shí)器初始化程序編制主程序IO口初始化ADC模塊初始化定時(shí)器初始化程序編制主程序IO口初始化ADC模塊初始化定時(shí)