ADC0804的详细控制程序和仿真图.docx
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1、模拟电路:设计模拟电路的原因主要有以下两点1 .由于外界信号的复杂性,使得传感器直接输出的电信号可能会存在一些问题(如不稳定),这些不稳定信号如果直接送到A/D芯片进行采样,则最终结果可能使得最后的显示值来回乱跳,而无法确定待测的外界信号到底是多少。因此,可能需要设计一套模拟电路对传感器输出的不稳定电信号进行滤波等处理,去除干扰,使得进入A/D转换芯片的电压值为一个稳定的信号。2 .每一个A/D转换芯片都有一个参考电压,只有输入的模拟电压值在这个参考电压的范围内才能进行正确的转换,例如:本试验将ADCO804芯片的参考电压设置成0V5V,因此如果输入的电压值大于5V,则转换出的结果永远为OxF
2、F,若输入的电压值小于0V,则转换出的结果永远为0,这样便无法正确的还原出被测信号的大小。基于上述原因,我们可能需要设计一套模拟电路,传感器的输出电压值进行一些变换(放大,缩小),使得送到A/D转换芯片的电压值在转换芯片的参考电压范围内。A/D转换芯片:即模拟/数字转换芯片,它将输入的模拟电压信号转换成单片机等控制处理器能够识别的数字二进制形式。处理器芯片:显示:显示的作用是将计算出的待测外界信号的值展示给测量人员,显示的形式有很多种,如1CD,八段数码管,上位机软件等。通过上面的介绍,大家一定对这种基于A/D芯片的嵌入式设计模式有了一个大致的了解,其实现时中很多应用都是遵循了这种设计模式,比
3、如常用的数字万用表,数字温度测量仪,血糖测量仪等。本试验也遵循了这种设计模式,只不过它省略了传感器和模拟电路部分,首先通过滑动变阻器调节输入到ADC0804芯片的电压值(ADC0804芯片的参考电压调节成0V5V,而滑动变阻器产生的电压范围也为0V5V,因此没有必要设计额外的模拟电路),然后通过51单片机进行运算处理得到这个输入电压值,最后再控制八段数码管将这个电压值显示出来,实际上是实现了一个简易的数字电压测量表。图2是试验框图。图2:本试验示意图接下来我们首先介绍实现本试验的电路设计,然后介绍软件实现方法。硬件设计本部分,我们首先介绍ADC0804芯片的一些相关知识,然后介绍基于ADC08
4、04和51单片机实现A/D转换的电路设计。ADCo804芯片介绍图3:ADCO804规格及引脚分配图本试验采用的A/D芯片为ADC0804,它是CMOS8位单通道逐次渐近型的模/数转换器,其规格及引脚图如图3所示,根据手册我们可以得到各个引脚的大致功能如下:/CS:芯片片选信号,低电平有效,即/CS=O,该芯片才能正常工作,在外接多个ADCO804芯片时,该信号可以作为选择地址使用,通过不同的地址信号使能不同的ADC0804芯片,从而可以实现多个ADC通道的分时复用。/WR:启动ADCO804进行ADC采样,该信号低电平有效,即/WR信号由高电平变成低电平时,触发一次ADC转换。/RD:低电平
5、有效,即/RD=O时,可以通过数据端口DBODB7读出本次的采样结果。UIN(+)和UIN(-):模拟电压输入端,模拟电压输入接U1N(+)端,UIN(-)端接地。双边输入时UIN(+)、UIN(-)分别接模拟电压信号的正端和负端。当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时,可在UIN()接一等值的零点补偿电压,变换时将自动从U1N(+)中减去这一电压。VREF/2:参考电压接入引脚,该引脚可外接电压也可悬空,若外界电压,则ADC的参考电压为该外界电压的两倍,如不外接,则Vref与VCC共用电源电压,此时ADC的参考电压即为电源电压VCC的值。C1KR和C1KIN:外接RC电路AGND和DGN
6、D:分别接模拟地和数字地。/INT:中断请求信号输出引脚,该引脚低电平有效,当一次A/D转换完成后,将引起/INT=O,实际应用时,该引脚应与微处理器的外部中断输入引脚相连(如51单片机的INToJNT1脚),当产生/INT信号有效时,还需等待/RD=O才能正确读出A/D转换结果,若ADCO804单独使用,则可以将/INT引脚悬空。DB0DB7:输出A/D转换后的8位二进制结果。外围电路设计图4:ADCO804的外围电路图4为ADCO804外围电路原理图,其中,AVCC=5V,引脚VREF/2悬空,因此ADC转换的参考电压为AVCC的值,即5V。VIN-接地,而VIN+连接滑动变阻器VR1的输
7、出,因此VIN+的电压输入范围为0V5V,正好处于参考电压范围内。引脚CS_1,WR_1和RD-I分别连接单片机的P3_5,P3_6以及P3_7脚,而DB0DB7连接单片机的P2脚.下面介绍一些电路设计方面的知识初学者看到这里可能会有这样的疑问,就是“图4的外围电路为什么是这样设计?C1KR引脚为什么要外接一个电阻R36和一个电容C15?引脚C1KIN为什么要外接一个电容C15?)o其实这里并没有任何神秘的地方,我们仔细看看ADC0804的手册就知道答案了,手册(本试验所属的文件夹中包含了这个Pdf文件)的第12页有一段内容为TestingtheA/DConveterw,该段介绍了一个简易的芯
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