【正文】 為數(shù)據(jù) E 為高脈沖輸出無 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA06 當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1 禁止 0 允許 表 2 2 狀態(tài)字說明 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 162顯示 57點(diǎn)陣 8位數(shù)據(jù)口 表 23 顯示開關(guān) 及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D 1 開顯示 D 0 關(guān)顯示 C 1 顯示光標(biāo) C 0 不顯示關(guān)標(biāo) B 1 光標(biāo)閃爍 B 0 光標(biāo)不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N 1當(dāng)讀寫一個(gè)字條款后地址指針加一且光標(biāo)加一 N 0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一且光標(biāo)減一 S 1 當(dāng)寫一個(gè)安條款整屏顯示左移 N 1 或右移 N 0 以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果 S 0 當(dāng)寫一個(gè)字符整屏顯示不移動(dòng) 表 24 指令的說明 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 162顯示 57點(diǎn)陣 8位數(shù)據(jù)口 表 25 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D 1 開顯示 D 0 關(guān)顯示 C 1 顯示光標(biāo) C 0 不顯示關(guān)標(biāo) B 1 光標(biāo)閃爍 B 0 光標(biāo)不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N 1當(dāng)讀寫一個(gè)字條款后地址指針加一且光標(biāo)加一 N 0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一且光標(biāo)減一 S 1 當(dāng)寫一個(gè)安條款整屏顯示左移 N 1 或右移 N 0 以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果 S 0 當(dāng)寫一個(gè)字符整屏顯示不移動(dòng) 表 26 顯示模式設(shè)置 指令碼 功能 80H 地址碼 027H40H67H 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 01H 顯示清屏 1 數(shù)據(jù)指針清 0 2 所有顯示清 0 02H 顯示回車數(shù)據(jù)指針清 0 表 27 數(shù)據(jù)控制 23 模數(shù) AD 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 在本設(shè)計(jì)中模數(shù) AD 轉(zhuǎn)換模塊是一個(gè)重要的模塊它關(guān)系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度所以 AD 芯片的選擇是設(shè)計(jì)過程中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié) 常用的 AD 芯片簡介 常用的 AD芯片有 AD0809AD0832TLC2543C等幾種下面簡單介 紹一下這三種芯片 AD0809 是 8 位逐次逼近型 AD 轉(zhuǎn)換器它是由一個(gè) 8 路的模擬開關(guān)一個(gè)地址鎖存譯碼器一個(gè) AD 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成多路開關(guān)可選通 8個(gè)模擬通道允許 8 路模擬量分時(shí)輸入共享 AD 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換些 AD 轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是 8位精度屬于并行口如果輸入的模擬量變化大快必須在輸入之前增加采樣電路 AD0832也是 8位逐次逼近型 AD轉(zhuǎn)換器可支持致命傷個(gè)單端輸入通道和一個(gè)差分輸入通道它易于和微處理器接口或獨(dú)立使用可滿量程工作可用地址邏輯多路器選通各輸入通道 TLC2543C 是 12 位開關(guān)電容逐次逼近 AD 轉(zhuǎn)換 每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端片選輸入輸出時(shí)鐘以及地址輸入端它可以從主機(jī)高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)它有高速的轉(zhuǎn)換通用的控制能力具有簡化比率轉(zhuǎn)換刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離耐高溫等特點(diǎn) 綜合上述幾種 AD 轉(zhuǎn)換芯片的特點(diǎn)在本設(shè)計(jì)中我們設(shè)計(jì)的是簡易數(shù)字電壓表因此在此我們選擇精度為 8 位的 ADC0809 芯片 AD 芯片 ADC0809 的資料 綜合本設(shè)計(jì)的各方面考慮我們選了 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片下面就介紹此芯片的各方面資料 1 結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換原理 如圖 12 所示為 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ADC0809由 3部分組成 8路模 擬量選通開關(guān) 8 位 AD 轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器 ADC0809 允許 8 路模擬信號(hào)輸入由 8 路模擬開關(guān)選通其中一路信號(hào)模擬開關(guān)受信道地址鎖存和譯碼電路的控制當(dāng)?shù)刂锋i存信號(hào) ALE有效時(shí) 3位地址 CBA進(jìn)入地址鎖存器經(jīng)譯碼后使 8路模擬開關(guān)選通某一路信號(hào) 8位 AD轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式由 256R電阻分壓器樹狀模擬開關(guān)這兩部分組成一個(gè) DA 變換器電壓比較器逐次逼近寄存器邏輯控制和定時(shí)電路組成 三態(tài)門輸出鎖存器用來保存 AD轉(zhuǎn)換結(jié)果當(dāng)輸出允許信號(hào) OE有效時(shí)打開三態(tài)門輸出 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果因輸出有三態(tài)門便于與單片機(jī)總線連接 表 28 ADC0809 信道地址選擇表 圖 22 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 23 ADC0809 的引腳 2 引腳功能 由引腳圖 23 所示 ADC0809 共有 28 個(gè)引腳 采用雙列直插式封裝 ADC0809 雖然有 8 路模擬 通道可以同時(shí)輸入 8 路模擬信號(hào)但每個(gè)瞬間只能 轉(zhuǎn)換一路各路之間的切換由軟件變換信道地址來 實(shí)現(xiàn)其主要引腳功能如下所示 IN0～ IN78 路模擬量輸入端 D7～ D08 位數(shù)字量輸出端 ABC3 位地址輸入線用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE 地址鎖存允許信號(hào)輸入高電平有效 START AD 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) 輸入高電平有效 EOC AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出當(dāng) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)此端輸出一 個(gè)高電平轉(zhuǎn)換期間一直為低電平 OE數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)輸入高電平有效當(dāng) AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)此端輸入一個(gè)高電平才能打開輸出三態(tài)門輸出數(shù)字量 CLK 時(shí)鐘脈沖輸入端要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ REFREF基準(zhǔn)電壓 Vcc 電源單一＋ 5V GND 地 ADC0809 工作過程 圖 24 ADC0809 的時(shí)序圖 ADC0809 的工作過程分為如下幾步 第一步首先確定 ABC 三位地址決定選擇哪一路模擬信號(hào) 第二步使 ALE 端接收一正脈沖信號(hào)使該路模擬信號(hào)經(jīng)選擇開關(guān)達(dá)到比較器的輸入端 第三步使 START端接收一正脈沖信號(hào) START的上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位下降沿啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換 第四步 EOC 輸出信號(hào)變低指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行 第五步 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束 EOC 變?yōu)楦唠娖街甘?A∕ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束此時(shí)數(shù)據(jù)已保存到 8位鎖存器中 第六步 OE 信號(hào)變?yōu)楦唠娖絼t 8 位三態(tài)鎖存緩沖器的三態(tài)門被打開轉(zhuǎn)換好的8 位數(shù)字量數(shù)據(jù)被輸出到數(shù)據(jù)線上 如上所述 EOC 信號(hào)變?yōu)楦唠娖奖硎?AD 轉(zhuǎn)換完成 EOC 可作為中斷申請(qǐng)信號(hào)通知 89C51取走數(shù)據(jù)在查詢傳送方式中 EOC可以作為 89C51查詢 外設(shè) ADC的狀態(tài)信號(hào) ADC0809 與單片機(jī)的接口 ADC0809 與單片機(jī)的連接主要考慮三方面與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線地址總線和控制總線的連接 a．?dāng)?shù)據(jù)總線由于 ADC0809 的輸出 D7D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器 ADC0809 可以直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線 P00P07 相連 b．地址總線地址總線的 P00 應(yīng)連接 ADC0809 的 A BC 三位地址信號(hào)輸入線用以控制 8 路模擬輸入中哪一路被選中輸入 c．控制總線有啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào) START 輸出允許信號(hào) OE 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC 以及ALE等信號(hào)線的連接 START要求是一個(gè)正 脈沖信號(hào)由單片機(jī)控制發(fā)出輸出允許信號(hào) OE也需要單片機(jī)提供一個(gè)正脈沖信號(hào)在 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) ADC0809會(huì)發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC 通知 89C51 可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) AD 轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送給 89C51 單片機(jī)進(jìn)行處理數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn) AD 轉(zhuǎn)換完成因?yàn)橹挥写_認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后才能進(jìn)行傳送 為此可采用下述兩種方式 對(duì)于一種 AD 轉(zhuǎn)換器來 說轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的例如若 ADC0809 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μ s 相當(dāng)于 6MHz 的 89C51 單片機(jī)的 64 個(gè)機(jī)器周期可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序 AD 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用這個(gè)延時(shí)子程序延遲時(shí)間一到轉(zhuǎn)換肯定完成了接著就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 a 查詢傳送方式 由于 ADC0809片內(nèi)無時(shí)鐘利用 AT89C51提供的地址鎖存信號(hào) ALE經(jīng)過分頻后可保證 ADC0809 可靠的工作由于 ADC0809 的輸出 D7D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器因此 ADC0809 可以直接和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連由于此種方式下 ALE 和 START連接在一起 因此 0809 在鎖存信道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)用單片機(jī)的讀信號(hào)和片選信號(hào)引腳經(jīng)或非門后產(chǎn)生的正脈沖信號(hào)作為 OE 信號(hào)用以打開三態(tài)輸出鎖存器 b 中斷傳送方式 采用中斷方式可大大節(jié)省單片機(jī)的時(shí)間當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) EOC 向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)由中斷服務(wù)子程序讀取 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果并存儲(chǔ)到 RAM 中然后啟動(dòng)ADC0809 的下一次轉(zhuǎn)換 三種典型連接電路 大體上說 ADC0809 在整個(gè) 51 單片機(jī)系統(tǒng)中是作為外部 RAM 的一個(gè)單元定位的但具體到某一個(gè)連接方式 ADC0809 在整個(gè) 51 單片機(jī)系統(tǒng)中的定位又有一些差別 a 第一種典型連 接 這是一種數(shù)據(jù)線對(duì)數(shù)據(jù)線地址線對(duì)地址線的標(biāo)準(zhǔn)連接方式但是由于 51 單片機(jī)沒有現(xiàn)成的低 8位地址總線所以采用這種標(biāo)準(zhǔn)連接方式需要用 74LS373或類似芯片產(chǎn)生低 8 位地址總線 早期的 51系列單片機(jī)的應(yīng)用品種很多是沒有內(nèi)置程序存儲(chǔ)器的 8031芯片本身就需要外掛 74LS373等芯片產(chǎn)生低 8位地址總線來外接 EPROM等程序存儲(chǔ)器連接 ADC0809時(shí)不需要專門外掛 74LS373因此早期的 51系列單片機(jī)如 8031采用這種連接 ADC0809 還是比較可行的 編程概要 MOV DPTR7FF8HDPTR 指向 0809 通道 0 MOVX ＠ DPTRA 鎖定通道 0 并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 MOVX A＠ DPTR 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 b 第二種典型連接 通常芯片的地址線只能進(jìn)不能出自不必說 ADC0809 的數(shù)據(jù)線有一特點(diǎn)只能出不能進(jìn)就是說就像往 SBUF寫入時(shí)寫到發(fā)送緩沖寄存器從 SBUF讀出時(shí)實(shí)際是讀取接收緩沖寄存器的數(shù)據(jù)一樣往 ADC0809 寫入時(shí)把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫到地址寄存器從 ADC0809 讀出時(shí)實(shí)際是讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)因此可以在把 51 單片機(jī)的 8位數(shù)據(jù)線接到 ADC0809 的 8 位數(shù)據(jù)線的同時(shí)又把其中的 3 位直接接到 ADC0809的 3 根地址線以確定信道號(hào)通常把 51 單片機(jī)的 8 位數(shù)據(jù)線中的低 3 位 D2D1D0直接接到 ADC0809 的 3 根地址線 A2A1A0 以確定通道號(hào) 在這種連接方式中 ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器在概念上定位為單片機(jī)外部RAM單元的只讀寄存器而通道號(hào)寄存器在概念上定位為單片機(jī)同一個(gè)外部 RAM單元的只寫寄存器同一個(gè)外部 RAM 單元的只讀寄存器與只寫寄存器使用同一個(gè)地址就像 51 系列單片機(jī)的串行發(fā)送緩沖器與串行接受緩沖器使用同一個(gè)地址 99H一樣不會(huì)發(fā)生混亂 這種連接方式有一個(gè)特點(diǎn)那就是單片機(jī)要把最低 3 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)通過數(shù) 據(jù)總線寫入 ADC0809 的地址鎖存器然后作為信道地址使用 編程概要 MOV A0F8HADC0809 信道 0 地址送到 A MOV DPTR7FFFHDPTR 指向 ADC0809 MOVX DPTRA 鎖定通道 0 并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換