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1、目录A/D转换系统设计- 1 -摘要和关键词- 1 -第一章 设计任务与要求- 2 -1.1、设计题目- 2 -1.2、设计目的- 2 -1.3、设计要求- 2 -1.4、完成的任务- 2 -第二章 方案比拟与论证- 2 -2.1、方案设想- 2 -2.2器件选择- 2 -第三章 芯片简介- 3 -3.1 ADC0808简介- 3 -ADC0808的内部逻辑结构- 3 -引脚结构- 3 -3.2、8051单片机引脚图与引脚功能简介- 5 -、 电源:- 5 -3.2.2 时钟:- 5 -控制线:- 5 -、 I/O线- 6 -3.3、8255A- 6 -第四章 设计方案及程序流程图- 7 -4
2、1、设计方案- 7 -4.2、系统框图- 7 -4.3、程序流程图- 7 -第五章 PROTEUS仿真电路- 8 -5.1、复位电路- 8 -5.2、振荡源- 9 -5.3、二分频电路- 10 -5.4、AD转换电路- 10 -5.5、显示电路- 11 -5.6 8255A电路- 11 -5.7总电路仿真- 12 -第六章 程序- 12 -第七章 感想体会- 14 -第八章 参考文献- 15 -A/D转换系统设计摘要和关键词A/D转换是指将模拟信号转换为数字信号，这在信号处理、信号传输等领域具有重要的意义。常用的A/D转换电路有专用A/D集成电路、单片机ADC模块，前者精度高、电路复杂，后者本
3、钱低、设计简单。基于单片机的A/D转换电路在实际电路中获得了广泛的应用，本文对这一电路结构进行了详细的研究，并且做出05V数字电压表。单片机 ADC0808转换器 数字电压表第一章 设计任务与要求1.1、设计题目 A/D转换系统设计 1.2、设计目的1掌握51系列单片机的根本硬件结构及工作原理；2掌握51系列单片机的汇编语言及根本程序设计方法；3学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的根本步骤及方法。1.3、设计要求1选择一个目前较为常用的A/D器件，对05V的电压信号进行采样；2采样的结果用两位十进制数显示；3用按键控制每次采样动作：按一次按键，采样一次，并显示；4数码管显示具备锁存功能，
4、上电后显示0“00”，当采样一次后，显示采样结果，并保持到下次采样。 1.4、完成的任务要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸标准，图形清晰，符号标准，线条均匀。第二章 方案比拟与论证2.1、方案设想由可变电阻产生05V连续变化的模拟信号代表被采样信号。用ADC转换器完成模拟量到数字量的转换。用LED数码管显示检测结果并精确到小数点后一位2.2器件选择1单片机选用80C512模数转换芯片?单片机原理与接口技术?中学习了ADC0809芯片，但是由于PROTEUS中ADC0809芯片不能进行仿真，因此选择ADC0809芯片功能相似的ADC0808芯片，其用法与管脚均与ADC0809芯
5、片相同。第三章 芯片简介3.1 ADC0808简介ADC0808是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。ADC0808的内部逻辑结构 由下列图可知，ADC0808由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。图3-1 ADC0808内部原理图ADC0808引脚结构ADC0808各脚功能如下：D
6、7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF+：参考电压正端。REF-：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。以上两种信号用于启动A/D转换.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。OE：输出允许控制端，用以翻开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端一般为500KHz。A、B、C：地址输入线。图3-2 ADC0808管脚图 ADC0808对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是05V，假设信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，
7、如假设模拟量变化太快，那么需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7图3-3 ADC0808通道选择图数字量输出及控制线：11条 ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部存放器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间
8、，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，说明转换结束；否那么，说明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0808的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF，VREF为参考电压输入。3.2、8051单片机引脚图与引脚功能简介图3-4 80C51管脚图、 电源: VCC - 芯片电源，接+5V； VSS - 接地端； 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入
9、端和输出端。 控制线:控制线共有4根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 PSEN:外ROM读选通信号。 RST/VPD:复位/备用电源。 RSTReset功能：复位信号输入端。 VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 EA功能：内外ROM选择端。 Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 、 I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P
10、1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号属控制总线。3.3、8255AIntel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255改良型为8255A及8255A-5，具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种;方式0 ：根本的输入输出
11、方式，即无须联络就可以直接进行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。方式1 ：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有根本的I/O功能，即只工作在方式0.方式2： 双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。8255A是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的I/O口，包括3组8位的I/O为P
12、A口、PB口、PC口，又可分为2组12位的I/O口：A组包括A口及C口高4位，B组包括B口及C组的低4位。A口可以设置为方式0、方式1、方式2，B口与C口只能设置为方式0或方式1第四章 设计方案及程序流程图41、设计方案数据采集，主要由三大模块组成：A/D转换模块，8051单片机模块和七段译码显示模块。首先，通过实验箱产生0-5V可调电压；然后，将0-5V可调电压输入A/D转换进行数模转换，将0-5V的模拟量转换成00H-FFH的数字信号，出入到单片机中，作为输入量进行倍率变换，并经软件编程实现动态扫描，最终在七段译码显示管上显示电压变化。4.2、系统框图单片机时钟电路AD转化器七段数码管电压
13、信号图4-1 系统框图4.3、程序流程图N开始允许INT0、INT1中断；初始化8255A等待INT0中断采样完成上电两个七段数码管显示00等待INT1中断启动ADC0808转换输出到七段数码管INT1中断吗？Y结束图4-2 程序流程图第五章 PROTEUS仿真电路5.1、复位电路 单片机在开机时都需要复位，以便中央处理器CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。51的RST引脚是复位信号的输入端。复位电平是高电平有效持续时间要有24个时钟周期以上。本系统中单片机时钟频率为6MHz那么复位脉冲至少应为4us。方案一：上电复位电路图5-1 上电复位图上电瞬间，RST端
14、的的电位与Vcc相同，随着电容的逐步充电，充电电流减小，RST电位逐渐下降。上电复位所需的最短时间是振荡器建立时间加上二个机器周期，在这段时间里，振荡建立时间不超过10ms。复位电路的典型参数为：C取10uF,R取8.2k,故时间常数=RC=10108.210=82ms以满足要求。方案二.外部复位电路按下开关时，电源通过电阻对外接电容进行充电，使RES端为高电平，复位按钮松开后，电容通过下拉电阻放电，逐渐使RET端恢复低电平。图5-2 外部上电复位方案三：上电外部复位电路 典型的上电外部复位电路是既具有上电复位又具有外部复位电路，上电瞬间，C与Rx构成充电电路，RST引脚出现正脉冲，只要RST保持足够的高电平，就能使单片机复位。5.2、振荡源 在MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1(19)、XTAL2(1
