最新AD转换的数字电压表汇总.docx
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最新AD转换的数字电压表汇总
AD转换的数字电压表
珞珈学院
A/D转换器设计数字电压表
专业：
通信工程
年级：
2009级
学生：
郭吕超
设计时间：
2011.12.22
1.实验器件介绍………………………………………………………3
2.数字电压表仿真图…………………………………………………4
3.实验设计原理………………………………………………………5
4.数字电压表C语言程序…………………………………………..6
一．实验器件介绍
1.ADC0804芯片介绍
ADC0804是一个8位CMOS型逐次比较式A/D转换器，具有三态锁存输出功能，最短转换时间为100us，其芯片实物图和引脚图如下：
CS:
片选信号，低电平有效；
RD：
外部读取转换结果的控制信号，当RD为高电平时，DB0-DB7为高阻态；当RD为低电平时，数据才会通过DB0-DB7输出；
WR:
A/D转换器启动控制信号，当WR由高电平变为低电平时，转换器被清零，当WR由低电平变为高电平时，A/D转换正式开始；
CLKIN和CLKR:
时钟输入端，在ADC0804片内有时钟发生器，采用内部时钟时，在CLKIN
CLKR和地线之间连接RC电路即可，ADC0804的工作频率约为100-1460khz,若使RC
电路作为时钟，其振荡频率为1/（1.1RC）；
INTR：
中断请求输出信号，当A/D转换结束时，INTR引脚输出低电平，只有当数据被取走后（单片机发出读数据指令），此引脚才会变为高电平；
VIN+和VIN-：
差动模拟电压输入端，若输入为单端正电压，VIN-应接地，若差动输入，则输入信号直接加入VIN+和VIN-；
AGND.DGND:
模拟信号地与数字信号地，若系统对抗干扰要求严格，则这两条地线必须分接
地；
VREF/2：
参考电压值的一半，若在ADC0804组成的电路中需要的参考电压为5V，则此引脚可以悬空。
若电路中需要使用的参考电压小于5V，即参考电压值的一半小于2.5V，这时可将此引脚连接到需要的参考电压值（如4V）的1/2电压值上（如2V），在ADC0804芯片内部会自动判断参考电压的选择，当VREF/2引脚的电压值低于2.5V时，芯片会自动选择由VREF/2引脚电压放大2倍以后的电压值作为参考电压。
DB0-DB7：
8位数字输出端。
2.LCD1602液晶介绍
1602字符型LCD有16个引脚，其芯片实物图和引脚图如下：
1602字符型LCD具有较丰富的指令集，如下表：
下面介绍LCD1602引脚功能：
VSS：
电源地；
VDD:
+5V逻辑电源；
VEE:
液晶驱动电源；
RS：
寄存器选择（RS=1，数据；RS=0，命令）；
R/W:
读.写操作选择（R/W=1，读；R/W=0，写）；
E：
使能信号；
DB0-DB7：
数据总线；
Black1:
背光电源线；
Black2:
背光电源地线；
二．数字电压表仿真图
三．实验设计原理
1.实验硬件设备：
LCD1602液晶显示器一块，ADC0804芯片一片，两个滑动变阻器，一个150pF电容，两个200欧姆的电阻，一个10K欧姆的电阻，STC89C51芯片，电源，地线，按键（复位电路和晶振电路另加），杜邦线诺干。
2.ADC0804在使用时，外围电压的连接比较简单，只需要对参考电压和时钟输入端进行设计即可。
通常情况下，时钟的输入可以选用RC谐振电路，ADC0804可以进行A/D转换的时钟频率为100—1460KHZ，典型值为640KHZ，这里选用R=10K欧姆.C=150PF的谐振电路，利用公式1/（1.1RC）计算后，此时的时钟频率约为606KHZ，与典型值十分接近。
3.模拟电压的计算：
这里选用的是8位A/D转换器，数值的变化范围是0—255（00H-FFH），模拟电压的输入范围是0-5V，每个数码的变化，对应的电压值的变化为0.0196V，所以要计算模拟电压值，就可以利用下面的公式进行计算：
V=D*0.0196
式中，V为计算出的模拟电压值，D为A/D转换器转换后的数字量。
4.克服浮点运算方法：
从上式不难看出，在计算过程，需要乘以一个0.0196，这是一个小数，在计算机中称为浮点数。
而对于8位单片机来说，不具有浮点运算能力，如果一定要计算浮点数，将占用单片机中大量的内存单元和CPU时间。
这里采用一种简单的方法：
就是将从A/D读取进来的数字量直接乘以196，即进行整数运算，运算结果是真正值的1000倍，这个整数运算的速度是非常快的，不会占用过多的CPU时间。
由于是两个8位的二进制数相乘，得到的结果不会超过16位二进制数。
5.电压值的显示：
最常用到的二进制转换成BCD码的方法是用除法。
先用得到的16位二进制数除以10000，得到的商就是模拟电压值的整数部分（模拟电压的输入为0-5V，所以整数部分只有1位），得到的余数是模拟电压值的小数部分；接下来用余数除以1000，商是十分位，余数作为被除数再除以100，商为百分位，余数再除以10，商为千分位。
这样就将16位的二进制数转换成了4位BCD码。
四．数字电压表C语言程序
//珞珈09级通信单片机实验《AD转换器设计数字电压表》
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcd_rs=P2^0;
sbitlcd_en=P2^1;
sbitcs=P2^7;//AD片选
sbitrd=P2^6;
sbitwr=P2^5;
sbitINTR=P3^2;//中断请求信号
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（0x01）;//清屏
lcd_init（）;
AD_init（）;
while
（1）
{
AD_start（）;
while（INTR==1）;//AD转换是否结束，结束为低电平
INTR=0;
shu=AD_read（）;
shu=shu*196;
D1=shu/10000;//整数部分，0.0196v是最小变化量
shu=shu%10000;
D2=shu/1000;//十分位数
shu=shu%1000;
D3=shu/100;//百分位数
shu=shu%100;
D4=shu/10;//千分位数
display（D1,D2,D3,D4）;//显示LcD1602
}
}
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）
{
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（0x01）;//清屏
write_com（0x06）;//指针加减与移动
write_com（0x0c）;//光标
write_com（0x38）;//液晶初始化命令
}
voiddisplay（ucharqian,ucharbai,ucharshi,ucharge）
{
write_com（0x80+0x02）;
write_shu（'G'）;
write_com（0x80+0x03）;
write_shu（'u'）;
write_com（0x80+0x04）;
write_shu（'o'）;
write_com（0x80+0x06）;
write_shu（'L'）;
write_com（0x80+0x07）;
write_shu（'v'）;
write_com（0x80+0x09）;
write_shu（'C'）;
write_com（0x80+0x0a）;
write_shu（'h'）;
write_com（0x80+0x0b）;
write_shu（'a'）;
write_com（0x80+0x0c）;
write_shu（'o'）;
write_com（0x80+0x44）;
write_shu（0x30+qian）;//0x30代表数字0
write_com（0x80+0x45）;
write_shu（'.'）;
write_com（0x80+0x46）;
write_shu（0x30+bai）;
write_com（0x80+0x47）;
write_shu（0x30+shi）;
write_com（0x80+0x48）;
write_shu（0x30+ge）;
write_com（0x80+0x49）;
write_shu（'V'）;
}
voidAD_init（）//AD初始化函数
{
cs=1;
wr=1;
rd=1;
}
voidAD_start（）//AD启动
{P1=0xff;
cs=0;//开
wr=0;
wr=1;//写完后关闭
cs=1;
}
uintAD_read（）
{
cs=0;
rd=0;
delay
（1）;
temp=P1;
rd=1;
cs=1;
return（temp）;
}
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