【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)系見(jiàn)表 91。 CLK—— 時(shí)鐘信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào) 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 16頁(yè) 共 46頁(yè) EOC—— 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。 D7～ D0—— 數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單 片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。D0為最低位， D7為最高 OE—— 輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 Vcc—— +5V電源。 Vref—— 參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V). GND：地。 圖 17 ADC0809 管腳圖 ADC0809 工作過(guò)程 下面我們主要介紹實(shí)現(xiàn)前兩個(gè)步驟的方法。 步驟一：控制 ADC 進(jìn)行正確采樣，讀取正確的采樣值。 前面我們已經(jīng)提到了芯片的 datasheet 對(duì)于硬件設(shè)計(jì)以及軟件編程的重要性。同樣，要使得 ADC0809正常工作，我們依然首先需要仔細(xì)的閱讀其使用手冊(cè)。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 17頁(yè) 共 46頁(yè) 仔細(xì)閱讀手冊(cè)后，我們發(fā)現(xiàn)了在手冊(cè)的第 7頁(yè)給出了一個(gè)時(shí)序圖 (Timing Diagrams),如 圖 18 所示 圖 18： ADC0809 手冊(cè)給出的 ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)序圖 圖 18 給出的其實(shí)就是使 ADC0809正確工作的軟件編程模型。由圖可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)一次 ADC 轉(zhuǎn)換主要包含下面三個(gè)步驟： ： 由圖 18中的上部“ FIGURE 10A”可知，在 /CS 信號(hào)為低電平的情況下，將 /WR 引腳先由高電平變成低電平，經(jīng)過(guò)至少 tW(WR)I 延時(shí)后，再將 /WR引腳拉成高電平，即啟動(dòng)了一次 AD轉(zhuǎn)換。 注： 手冊(cè)中給出了要正常啟動(dòng) AD轉(zhuǎn)換 /WR 的低電平保持時(shí)間 tW(WR)I的最小值為 100ns,（見(jiàn)手冊(cè)第 4頁(yè)的 Electrical Specification,如圖 19紅圈所示 ）即 /WR 拉低后延時(shí)大于 100ns 即可以，具體做法可通過(guò)插入 NOP指令或者調(diào)用delay()延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，不用太精確，只要估計(jì)插入的延時(shí)大于 100ns 即可。 2．延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束： 依然由圖 17 中的上部“ FIGURE 10A”可知，由拉低/WR 信號(hào)啟動(dòng) AD采樣后，經(jīng)過(guò) 1 到 8 個(gè) Tclk+INTERNAL Tc 延時(shí)后， AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束，因此，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后必須加入一個(gè)延時(shí)以等待 AD 采樣結(jié)束。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 18頁(yè) 共 46頁(yè) 注： 手冊(cè)中給出了內(nèi)部轉(zhuǎn)換時(shí)間“ INTERNAL Tc”的時(shí)間范圍為 62～ 73 個(gè)始終周期（見(jiàn)手冊(cè)第 4頁(yè) 的 Electrical Specification,如圖 19蘭圈所示 ），因此延時(shí)等待時(shí)間應(yīng)該至少為 8+73=81 個(gè)時(shí)鐘周期。本試驗(yàn)時(shí)鐘頻率約為Fclk=1/=606KHz,其中 R36約為 150K, C15約為 150pF,因此時(shí)鐘周期約為T(mén)clk=1/Fclk=。所以該步驟至少應(yīng)延時(shí) 81*Tclk=. 具體做法可通過(guò)插入 NOP 指令或者調(diào)用 delay()延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，不用太精確，只要估計(jì)插入的延時(shí)大于 即可。 ： 由圖 18 的下部“ FIGURE 10B”可知，采樣轉(zhuǎn)換完畢后，再 /CS 信號(hào)為低的前提下，將 /RD 腳由高電平拉成低電平后，經(jīng)過(guò) tACC的延時(shí)即可從 DB 腳讀出有效的采樣結(jié)果。 注 ：手冊(cè)中給出了 tACC的典型值和最大值分別為 135ns 和 200ns（見(jiàn)手冊(cè)第4頁(yè)的 Electrical Specification,如圖 19 綠圈所示 ），因此將 /RD 引腳拉低后，等待大于 200ns 后即可從 DB 讀出有效的轉(zhuǎn)換結(jié)果。具體做法可通過(guò)插入 NOP 指令或者調(diào)用 delay()延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，不用太精確，只要估計(jì)插入的延時(shí)大于 200ns即可。 圖 19： ADC0809 手冊(cè)給出的電器特性表 步驟二：對(duì)采樣值進(jìn)行運(yùn)算變換，換算出實(shí)際的輸入電壓值。 對(duì)于任何一個(gè) A/D采樣器而言，其轉(zhuǎn)換公式如下： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 19頁(yè) 共 46頁(yè) ()m a xD s a m p leV o u t V r e fD?? 其中 : Vout :輸入 ADC 的模擬電壓值。 Dsample ： ADC 轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制值。本試驗(yàn)的 ADC0804 為八位。 maxD ： ADC 能夠表示的刻度總數(shù)。 ADC0809 為八位 ADC,因此8m ax 2 256D ?? Vref ： ADC 參考電壓值，本試驗(yàn) ADC0809 的 Vref 被設(shè)置為 5V 因此，對(duì)于本試驗(yàn)，轉(zhuǎn)換公式為： ( ) 5256D s a m p leV o u t V?? ADC0809是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（ Successive Approximation Method）的 A/D轉(zhuǎn)換器，這類(lèi)型的 A/D 轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百 us）、分辨率 高外，還有價(jià)錢(qián)便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上。 以輸出 8 位的 ADC0809 動(dòng)作來(lái)說(shuō)明“連續(xù)漸進(jìn)式 A/D 轉(zhuǎn)換器”的轉(zhuǎn)換原理，動(dòng)作步驟如下表示（原則上先從左側(cè)最高位尋找起）。 第一次尋找結(jié)果： 10000000 （若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第二次尋找結(jié)果： 11000000 （若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第三次尋找結(jié)果： 11000000 （若假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 第四次尋找結(jié)果： 11010000 （若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第五次尋找結(jié) 果： 11010000 （若假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 第六次尋找結(jié)果： 11010100 （若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第七次尋找結(jié)果： 11010110 （若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝ 1） 第八次尋找結(jié)果： 11010110 （若假設(shè)值 輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝ 0） 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 20頁(yè) 共 46頁(yè) 這樣使用二分法的尋找方式， 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器只要 8 次尋找， 12 位的 A/D轉(zhuǎn)換器只要 12 次尋找，就能完成轉(zhuǎn)換的動(dòng)作，其中的輸入值代表圖 1 的模擬輸入電壓 Vin。 4:A/D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）、分 辨率 ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。例如 12 位 ADC 的分辨率就是 12 位，或者說(shuō)分辨率為滿刻度 FS的 1/ 。一個(gè) 10V 滿刻度的 12位 ADC 能分辨輸入電壓變化最小值是 10V1/ = 。 （ 2） 量化誤差 ADC 把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為量化。量化誤差是 ADC 的有限位數(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量， ADC 的位數(shù)需很大甚至無(wú)窮大。一個(gè)分辨率有限的 ADC 的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線 與具有無(wú)限分辨率的 ADC 轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。 （ 3）偏移誤差 偏移誤差是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零的值，所以有時(shí)又稱(chēng)為零值誤差。假定 ADC 沒(méi)有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點(diǎn)的連線必定是直122122 數(shù)字輸出模擬電壓輸入0000010020030040050060071 LSB數(shù)字輸出模擬電壓輸入0000010020030040050060071 / 2 LSB江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 21頁(yè) 共 46頁(yè) 線，這條直線與橫軸相交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。 (4)滿刻度誤差 滿刻度誤差又稱(chēng)為增益誤差。 ADC 的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差。 (5)線性度 線性度有時(shí)又稱(chēng)為非線性度，它是指轉(zhuǎn)換器實(shí)際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏 差。 （ 6） 絕對(duì)精度 在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱(chēng)為絕對(duì)精度。對(duì)于 ADC 而言，可以在每一個(gè)階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，它包括了所有的誤差。 （ 7） 轉(zhuǎn)換速率 ADC 的轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間（包括穩(wěn)定時(shí)間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。 5：在本系統(tǒng)中的應(yīng)用 以上對(duì) ADC0809的介紹大家肯定已經(jīng)有所了解，現(xiàn)在介紹一下它在本系統(tǒng)中的應(yīng)用。 由于采樣到的是電壓信號(hào)，而單片機(jī)通信不能識(shí)別這些模擬信號(hào)必須是數(shù)字信號(hào)才能識(shí)別 ，所以才要用 ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理 。我們?cè)谑褂脮r(shí)只對(duì)有效值檢波器的輸出信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換因此我們只用到 1路模擬采集在本系統(tǒng)硬件電路中我們采用的是 IN3 通道選通，在選擇通道時(shí) ABC直接賦值 110 而沒(méi)有讓單片機(jī)對(duì)它進(jìn)行控制。 采樣到的信號(hào) 送至單片機(jī)的 P1。單片機(jī)內(nèi)部接受到數(shù)字信號(hào)后是直接轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制代碼的也就是 :0~255(00000000~11111111)，最后只要把采樣到的數(shù)字信號(hào)通過(guò)編程由單片機(jī)自己處理 在數(shù)碼管上顯示。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 22頁(yè) 共 46頁(yè) 單片機(jī)的選擇 圖 20： AT89C52 管腳圖 AT89C52 是 51 系列單片機(jī) 的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口，2 個(gè)讀寫(xiě)口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（正文） 第 23頁(yè) 共 46頁(yè) 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 18 引腳，屬于 P1 口，與 c51 不同的是，其 與 可以作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器的外部輸入，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器用， p1 口是內(nèi)置上拉電阻的 io 口，可以輸入輸出電流，單引腳 20ma，如果是給外部芯片賦值，可直接接入，如果要驅(qū)動(dòng)外部電路，比如，發(fā)光二極管，需要再接上限流電阻電阻。因?yàn)閱纹瑱C(jī) 的輸出電流畢竟都非常小，如果要有更大的電流，如驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，繼電器，則接三極管作為反相且放大大電流的作用。與之相對(duì)應(yīng)的， p0 口并不具有內(nèi)置上拉電阻，所以必須加上 10k 的排阻，否則置一的時(shí)候輸出為高阻態(tài)，加上 10k 或者 都可以，置一的時(shí)候便可以為一了，這就是 io 口的普通應(yīng)用。 A89C52P 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初 始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR的接收解碼及與主板 CPU 通信等。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 P0