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1、A/D 转换实验报告 摘要本设计是利用 AT89C51、ADC0809、CD4027 芯片为核心，加以其他辅助电路实现对信号的 A/D 转换，其中以单片机 AT89C51 为核心控制 A/D 转换器。先是对信号进行采集，然后用 ADC0809 对信号实现从模拟量到数字量的转换。改变采样数据，调整电路，使其达到精确转换。 目录1.方案设计与论证 .11.1 理论分析 .11.2 输出、输入方案选择 .11.3 显示方案 .21.4 时钟脉冲选择 .22.硬件设计 .22.1A/D 转换器模块 .22.2 单片机模块 .32.3JK 触发器模块 .43 软件设计 .44.仿真验证与调试 .54.1
2、 测试方法 .54.2 性能测试仪器 .74.4 误差分析 .75.设计总结及体会 .7附录（一）实物图 .8附录（二）软件程序 .901.方案设计与论证1.1 理论分析8 位 A/D 转换由芯片内部的控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A 转换器及电压比较器组成，它具有将模拟量转换成数字量的特性，其原理图如下：AD 转换原理图（1）1.2 输出、输入方案选择A/D 转换器有多路选择器，可选择八路模拟信号 IN0IN7 中的一路进入 A/D 转换。现在选择 IN0 通道作为输入，则对应的地址码位 ADDC=0、ADD B=0、ADD A=0。当转换完成后，OE=1，打开三态输出锁存缓冲器
3、，将转换数据从 D7D0 口输出到单片机的 P0 端口。IN 口输入 D 端口输出图（2）A/D 转换器11.3 显示方案单片机控制数码管显示有两种动态和静态两种方法，由于静态控制数码管每次只能显示一位，造成资源浪费，所以选择动态扫描，并增加变换频率。1.4 时钟脉冲选择方案一：可以直接用矩形波来控制方案二：ALE 通过 JK 触发器完成二分频，然后 Q 端接 CLK。因为晶振的频率是 12MHz，ALE 的频率为 12NHz1/6=2MHz,经过JK 触发器二分频后就是 1MHz.2.硬件设计2.1 A/D 转换器模块A/D 转换电路图（3）模拟量从 IN0 端口输入，经电压比较器后输入到控
4、制电路，转换后从 D0D7 口输出，地址码位ADDC=0、 ADDB=0、 ADDA=0。OE 端输出允许控制信号，EOC 转换结束控制信号，EOC=0，转换结束后 EOC=1。START 转换启动2信号，上升沿将片内寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。时钟信号输入端 CLOCK 接触发器 Q 端，把 1MHz 的信号作为时钟脉冲输入。2.2 单片机模块图（4） 如图（4），选用 89C51 单片机，89C51 单片机本身的电源电压是 5v，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。在掉电状态下，其耗电电流为 3mA，在掉电方式下提供约 50mA 的电流。80C51 单片机是 8 位单片机，速度
5、较慢，且不能在线编程。在单片机的外部加一个振荡电路，这个电路有晶振和两个电容组成，晶振两端分别接到两个电容的一端，两个电容的另一端都要接地。这两个电容串联的容量就是就等于负载电容，这两个电容选用 33PF 的。在 P0 端口接一个上拉电阻，增加高电平驱动能力。P0 口输出七段码，P2.0、P2.1、P2.2 口输出位选码。2.3JK 触发器模块3图（5）JK 触发器具有置 0、置 1、保持、翻转的功能。 J=1，K=0 时，置1；J=0，K=1 时，置 0；J=K=0 ，保持；J=K=1，CLK 下降沿到来时翻转。3.软件设计系统软件流程图如下图（6），其中主要包含这三部分，即信号采样、A/D
6、 转换、输出显示。信号采样：先产生启动转换的正脉冲信号，对数据进行采样。 A/D 转换：对输入数据转换，把数据分取个位、十分位、百分位。输出显示：位选端 P2.0、P2.1 、p2.2 分别显示个位、十分位、百分位，完成三位显示。图（6）开始系统初始化信号采样A/D 转换完输出显示结束否44.仿真验证与调试4.1 测试方法系统对实验进行仿真验证，初始值显示 0.00，最大值为 5.00。步骤：1）接入 5V 电源；2）改变滑动变阻器的阻值，观察数码管的显示的变化。初始图（7） 最大值图（8）4.2 性能测试仪器直流电源 数字万用表4.3 实验数据表 1 实验数据表组别 1 2 3 4 5 6
7、7 8 9 10仿真（V）0.00 0.29 0.85 1.45 1.85 2.74 3.74 4.35 4.72 5.00实测（V）0.00 0.29 0.81 1.42 1.87 2.66 3.67 4.31 4.72 4.97显示（V）0.00 0.32 0.88 1.47 1.86 2.76 3.72 4.33 4.73 5.0054.4 误差分析造成本实验的误差可能有以下几点原因：1）在接入电源时的导线可能增加阻值；2）滑动变阻器可能引起阻值误差；3）万用表的接触不良也有误差。5.设计总结及体会在收到任务时，根据要求从总体到部分来仔细分析任务，最后到具体的器材使用，而且对每个组员合理
8、分配任务。在设计时，对每个模块设计多方案，从中择优选用。硬件部分要注意所加电压不能过大，否则会烧毁集成块。实际电路焊接时，线路要尽量短、直，便于以后检查。对于每一点要焊实，不能出现虚焊，不可短路。软件设计要模块化，语言要尽量简洁程序应采用模块化结构，程序代码简洁，具有较高执行效率。对于变量的使用，尽可能多的使用局部变量，编写程序需要不断的修改、整理、优化，以使程序具有较少的代码量，较高工作效率。这设计让我们学到了很多知识，了解和掌握许多芯片的作用和功能。通过小组成员的共同努力实验终于出来了，非常有成就感。也要感谢老师的悉心指导。附录（一）实物图6附录（二）软件程序#include #inclu
9、de #define uint unsigned int #define uchar unsigned charsbit ST=P24;sbit OE=P25;sbit EOC=P26;sbit w_select1=P20;sbit w_select2=P21;sbit w_select3=P22;sbit w_select4=P23;uchar num_1=0,num_2=0,num_3=0;/uchar code table10 = 0x03, 0x9f, 0x25, 0x0d, 0x99, 0x49, 0x41, 0x1f, 0x01, 0x09; /uchar code table10 = 0xC0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90; uchar code table10 = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7
