单片机应用系统设计与制作 教学课件 ppt 作者 肖龙 屈芳升 任务5.5 电平显示电路的设计与制作
任务5.5 电平显示电路的设计与制作,知识能力,5.5.1 概述 在单片机的实时控制、数据采集和智能仪器仪表等应用系统中，被测物理量往往是以模拟量的形式存在，如温度、压力、流量、位移、速度等都是模拟量，而单片机只能接收数字量，所以在上述系统中，必须首先把这些模拟量转换成数字量，即经模/数转换(Analog to Digital ，简称A/D转换)，然后再送到单片机中进行数据处理，以便实现控制或进行显示。 同理，经单片机处理后的数字量输出，不能直接用于控制执行机构。这是由于大多数执行机构，如电动执行机构、气动执行机构以及直流电动机等，只能接收模拟量。为此，还必须把数字量变成模拟量，即完成数/模转换(Digital to Analog，简称D/A转换)。图5-42所示为具有模拟量输入输出的MCS-51单片机系统结构框图。,由此可见，A/D、D/A转换是单片机接收、处理、控制模拟量参数过程中必不可少的环节。,图5-42 具有模拟量I/O的MCS-51单片机系统,5.5.2 A/D转换 A/D转换的任务是将模拟量转换成数字量。能够完成这一任务的器件，称之为模/数转换器，简称A/D转换器。A/D转换器同样采用双列直插式封装。 1. A/D转换器的种类 按位数来分，有8位、10位、12位、16位等。位数越高，其分辨率也越高，但价格也越贵。 按结构来分，有单一的A/D转换器(如ADC 0801、AD673等)，有内含多路开关的A/D转换器(如ADC0809、AD758l均带有8路多路开关)。随着大规模集成电路的发展，又生产出多功能AD转换芯片(如ADC363)。 按A/D转换原理分，有计数器式A/D转换、逐次逼近型A/D转换、双积分式A/D转换、V/F变换型A/D转换等。 逐次逼近型A/D转换器种类最多，应用广泛。下面就以目前国内广泛使用的ADC0809为例，介绍多通道A/D转换器的原理。,2. ADC0809的内部结构及转换原理,图5-43 ADC0809内部结构图,表5-8 ADC0809通道选择的地址编码表,图5-44 逐次逼近型A/D转换器的结构图,图5-45 ADC0809的引脚图,3. ADC0809的引脚功能介绍,5. ADC0809的应用举例,图5-46 ADC0809与8051的连接电路,下面以查询方式编写将8路模拟信号轮流采集一次，并依次将转换后的结果存放到片内RAM从78H开始单元地址中去的程序。 ORG 2000H MAIN： MOV R0, #78H ；置数据区首地址 MOV R1, #08H ；置A/D转换次数 MOV DPTR, #7FF8H ；指向通道0 MOV A, #00H L1： MOVX DPTR, A ；执行一个写操作，即启动A/D转换 L2： JNB P1。0 , L2 ；查询一次转换是否结束？为0，没结束 MOVX A, DPTR ；为1，结束，读出转换数字量 MOV R0, A ；存放转换结果 INC R0 ；指向下一个单元 INC DPTR ；指向下一个通道 DJNZ R1, L1 ；8路是否采集完？未完则继续 SJMP $ ；8路数据采集完，等待,5.5.3 模拟量与数字量转换中的若干应用技术,图5-47 采样/保持器的工作方式,5.5.4 D/A转换,图5-48 DAC0832结构图,图5-49 DAC0832引脚图,图5-50 0832的模拟电压输出电路,图5-51 0832单缓冲器方式应用,以上图为例，编写一段在运算放大器的输出端产生锯齿波信号的程序。 ORG 70H START：MOV DPTR，#7FFFH ；选中DAC0832芯片 MOV A，00H LOOP： MOVX DPTR，A ；执行MOVX指令时，有效，数字量从 ；P0口送至DAC0832并完成一次D/A转换 INC A ；累加器内容加1 AJMP LOOP,图5-52 0832双缓冲方式应用,8031执行下面程序，将使示波器的光栅移动到一个新的位置。 ORG 70H MOV DPTR，#0DFFFH ；指向1#DAC0832 MOV A，dateX MOVX DPTR，A ；X偏转值写入1#DAC0832输入寄存器 MOV DPTR，#0BFFFH MOV A，#dataY ; 指向2#DAC0832 MOVX DPTR，A ；Y偏转值写入 2#DAC0832输入寄存器 MOV DPTR，#7FFFH MOVX DPTR，A ；给两片DAC0832提供有效信号，同时完成D/A ；转换输出,技能能力,5.5.5 工作任务描述 1)根据给出的图5-53，在Proteus中画出电路图；编写程序控制A/D转换芯片把电位器的模拟电压值转换为数字信号并用LED进行显示。 2)利用Proteus的仿真功能对其进行仿真测试，观察LED的显示状态和电位器调整的关系。 3)根据图5-51，搭接硬件电路，进行硬件验证。,图5-53 电平显示电路,4)程序范例： ; 功能：调整电位计，得到不同的电压值，转换后的数据通过发光二极管输出。 ADCDATA EQU 35H ;存放转换后的数据 START BIT P2.1 OE BIT P2.7 EOC BIT P2.3 CLOCK BIT P2.0 ADD_A BIT P2.4 ADD_B BIT P2.5 ADD_C BIT P2.6 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H,MAIN: CLR ADD_A CLR ADD_B CLR ADD_C ;选择ADC0808的通道0 WAIT: CLR START SETB START CLR START ;启动转换 CLOOP: CPL CLOCK JNB EOC,CLOOP ;等待转换结束 SETB OE ;允许输出 MOV ADCDATA,P1 ;暂存转换结果 CLR OE ;关闭输出 MOV P0,ADCDATA LJMP WAIT END,5.5.6 仪器、仪表及材料 工具：电烙铁，螺丝刀，尖嘴钳，镊子等。 仪表：MF47型万用表，或者数字万用表。 器材：电脑，编程器，相关元器件，相关软件。 5.5.7 操作步骤 1.软件仿真实验 1)查阅相关芯片资料，了解硬件电路的连接关系及工作原理。 2)在Proteus中画出电路图。 3)画出程序流程图。 4)在Proteus编辑窗口中编写程序代码，编译、链接并生成相应的HEX格式的机器代码文件，利用Proteus的仿真功能对其进行仿真测试，观察LED的显示状态和电位器调整的关系。 2.硬件验证 1)根据图5-51所示的电路原理图，搭接相关硬件电路。 2)用编程器或ISP下载线下载hex 程序到MCU。 3)检查验证结果。,谢谢,
