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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; CLK IN和CLK R:时钟输入端,在ADC0804片内有时钟发生器,采用内部时钟时,在CLK IN CLK R 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 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《reg51.h》 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit lcd_rs=P2^0; sbit lcd_en=P2^1; sbit cs=P2^7; //AD片选 sbit rd=P2^6; sbit wr=P2^5; sbit INTR=P3^2;//中断请求信号 uint temp,D1,D2,D3,D4; uint shu; uint AD_read(); void delay(uint z); void write_com(uchar com); void write_date(uchar date); void lcd_init(); void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge); void AD_init(); void AD_start(); void main() { 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 } } void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x》0;x--) for(y=110;y》0;y--); } void write_com(uchar com) { P0=com; lcd_rs=0; lcd_en=1; lcd_en=0; delay(2); } void write_shu(uchar shu) { P0=shu; lcd_rs=1; lcd_en=1; lcd_en=0; delay(5); } void lcd_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 } void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge) { 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’); } void AD_init()//AD初始化函数 { cs=1; wr=1; rd=1; } void AD_start()//AD启动 { P1=0xff; cs=0;//开 wr=0; wr=1;//写完后关闭 cs=1; } uint AD_read() { cs=0; rd=0; delay(1); temp=P1; rd=1; cs=1; return(temp); } |
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