【文章內(nèi)容簡介】 能，T1和RI必須由軟件清0(中斷服務(wù)程序中必須有清TI和RI指令)。⑷MCS51 與ADC0809 的接口在討論MCS51與ADC0809 的接口設(shè)計之前，先來討論單片機如何來控制ADC的問題。用單片機控制ADC的時候，多數(shù)采用查詢和中斷控制兩種方法。查詢法是在單片機把啟動命令送到ADC之后，執(zhí)行別的程序，同時對ADC的狀態(tài)進行查詢，以檢查ADC變換是否已經(jīng)結(jié)束，如查詢到變換已結(jié)束，則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。中斷控制法是在啟動信號送到ADC之后，單片機執(zhí)行別的程序。當(dāng)ADC變換結(jié)束并向單片機發(fā)出中斷請求信號時，單片機相應(yīng)此中斷請求，進入中斷服務(wù)程序，讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并進行必要的數(shù)據(jù)處理，然后返回到原程序。這種方法單片機無需進行轉(zhuǎn)換時間的管理，CPU效率高，所以特別適合于轉(zhuǎn)換時間較長的ADC。如果對轉(zhuǎn)換速度要求高，采用上述兩種ADC控制方法往往不能滿足要求，可采用DMA（直接存儲器存取）的方法，這時，可在ADC與單片機之間插入一個DMA接口（例如Intel公司的8237DMA控制器）。傳輸一開始，AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就可以從輸出寄存器經(jīng)過DMA中的數(shù)據(jù)寄存器直接傳輸?shù)街鞔鎯ζ?，因而不必受程序的限制。?軟件延時方式ADC0809與 8031單片機的接口如下圖所示。 延時方式接口圖由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，可利用8031單片機提供的地址鎖存允許信號 ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得，ALE腳的頻率時單片機時鐘頻率的1/6（但要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將少一個ALE脈沖）。如果單片機時鐘頻率采用6MHz，則ALE腳的輸出頻率為1MHz，再二分頻后為500kHz，恰好符合ADC0809對時鐘頻率的要求。由于ADC0809具有三態(tài)鎖存器，其8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。地址譯碼腳A、B、C分別與地址總線的低三位A0、AA2相連，以宣統(tǒng)IN0~IN7中的一個通路。（地址總線A15）作為片選信號，在啟動A/D轉(zhuǎn)換時，由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時，啟動并進行轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時，產(chǎn)生的正脈沖作為OE信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。 ⑵ 中斷方式ADC0809與8031的中斷方式接口電路只需要將上圖中的ADC0809的EOC腳經(jīng)過一個非門連接到8031的INT1腳即可。采用中斷方式可大大節(jié)省CPU的世軍安，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC發(fā)出一個脈沖向單片機提出中斷請求，單片機響應(yīng)中斷請求，由外部中斷1的中斷服務(wù)程序讀A/D結(jié)果，并啟動 ADC0809的下一個轉(zhuǎn)換，外部中斷1采用跳沿觸發(fā)方式。 ⑶ 查詢方式 ADC0809有表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號的Eoc端。因此，可以用查詢方式，軟件測試Eoc的狀態(tài)，即可確知轉(zhuǎn)換是否完成，然后進行數(shù)據(jù)傳送。電路連接主要涉及兩個問題，一是8路模擬信號通道選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 ⑴8路模擬通道選擇A、D、C分別接地址鋇存器提供的低三位地址，只要把三位地址寫入佃09中的地址鎖存器，就實現(xiàn)了模擬通道選擇。對系統(tǒng)來說，地址鎖存器是一個輸出口，為了把三位地址寫入，還要提供口地址。本系統(tǒng)使用的是線選法，同時和WR相或取反后作為開始轉(zhuǎn)換的選通信號。因此，若無關(guān)位都取O，則該ADC0809的8路通道IN0—IN7通道地址分別為0000H一0007H。從前面的圖中可以看到，把ADC0809的ALE信號與START信號連接在一起了，這樣使得在ALE信號的前沿寫入地址信號，緊接著在其后沿就啟動轉(zhuǎn)換。因此，啟動ADC0809進行轉(zhuǎn)換只需要下面的指令(以通道0為例)：MOV DPTR, 6000H 。選中通道0MOV @DPTR, A 。WR信號有效，啟動轉(zhuǎn)換⑵轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的傳送① 方案一此方案主要采用的是軟件延時的方法來確定轉(zhuǎn)換過程的完成與否。因為A/D轉(zhuǎn)換一次所需要的時間是一定的，所以只需要通過軟件延時足夠的時間就可以確定轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成。此時就可以直接去讀取轉(zhuǎn)換的結(jié)果了。由以上分析可知：在編寫軟件時，=A15=0 。 A0、AA2給出被選擇的模擬通道的地址；執(zhí)行一條輸出指令，啟動A/D轉(zhuǎn)換；執(zhí)行一條輸入指令，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。譯碼的程序時采用軟件延時的方法，分別對8路模擬信號輪流采樣一次，并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)儲到數(shù)據(jù)存儲區(qū)的轉(zhuǎn)換程序。MAIN: MOV R1 , data ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR , 7FF8H ；=0 , 且指向通道0 MOV R7 , 08H ；置通道數(shù)LOOP: MOV @DPTR , A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換 MOV R6 , 0AH ；軟件延時，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束DLAY: NOP NOP NOP DJNZ R6 , DLAY MOVX A , @DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV @R1 , A ；轉(zhuǎn)存到內(nèi)PRAM中 INC DPTR ；指向下一個通道 INC R1 ；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 DJNZ R7 , LOOP ；8個通道全采樣完了嗎？ ……② 方案二 此方案采用的是中斷的方法來完成對轉(zhuǎn)換完成與否的判別的。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成的時候，ADC0809會有一個完成信號從EOC腳發(fā)出。那么，我們就可以運用這個信號來申請到單片機的中斷，通過中斷服務(wù)程序來完成對轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。這種方法的實現(xiàn)程序如下：INT1: SETB IT1 。外部中斷1初始化編程 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR , 7FF8H ；啟動ADC0809對IN0通道轉(zhuǎn)換 MOV A , 00H MOVX @DPTR , A ……中斷服務(wù)程序：PINT1: MOV DPTR , 7FF8H ；讀取A/D結(jié)果送緩沖單元30H MOVX A , @DPTR MOV 0H , A MOV A , 00H ；啟動ADC0809對IN0的轉(zhuǎn)換 MOVX @DPTR , A RETI③ 方案比較和確定 考慮到才本系統(tǒng)中單片機不只是控制A/D轉(zhuǎn)換和對轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取，還有很多工作要做。那么，方案一這種軟件延時的方案就太浪費單片機的資源了。于之相比，方案二的中斷方式更加適合本系統(tǒng)，因為在啟動A/D轉(zhuǎn)換之后，單片機可以轉(zhuǎn)去處理其他的事情，而當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，又可以第一時間將轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出來。很明顯，方案二的中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果更適合本系統(tǒng)。它也是本設(shè)計作品最終選定的方案。 LED數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 這部分電路所要完成的功能主要有片選中一個LED數(shù)碼管，傳送所要顯示的數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的鎖存。為了能讓單片機去同時處理其他的事情，單片機不能一直掃描所以數(shù)碼管，來實現(xiàn)LED數(shù)碼管數(shù)據(jù)一直顯示的滿意效果。所以必須引入數(shù)據(jù)鎖存功能，來實現(xiàn)LED數(shù)碼管一直有顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)有新的數(shù)據(jù)要顯示的時候，直需要單片機重新對每個LED數(shù)碼管重新輸出一次數(shù)據(jù)即可。其中，有一個問題，就是當(dāng)數(shù)據(jù)還沒有全部傳送給LED數(shù)碼管，新的數(shù)據(jù)就已經(jīng)準(zhǔn)備好了。此時，如果數(shù)據(jù)處理不好，就會新舊數(shù)據(jù)混合顯示出來。而造成數(shù)據(jù)輸出并不是我們想要的結(jié)果。這個問題，可以從軟件方面來解決。就是當(dāng)有新的數(shù)據(jù)完成的時候，無論已經(jīng)傳輸了幾個LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)，都從第一個數(shù)據(jù)從新傳輸，就可以很好的避免這個問題的發(fā)生了。從LED顯示器的顯示原理可知，為了顯示字母數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成響應(yīng)段選碼。這種轉(zhuǎn)換可通過硬件譯碼器或軟件進行譯碼。下面介紹用譯碼器或軟件譯碼的一些接口電路。⑴軟件譯碼顯示器接口BCD――七段16進制譯碼驅(qū)動顯示接口。單片機應(yīng)用系統(tǒng)，通常要求LED顯示器能顯示16進制及十進制帶小數(shù)點的數(shù)。因此，在選擇譯碼器時，要能夠完成BCD碼至16進制的鎖存、譯碼，并具有驅(qū)動功能，否則就不如用軟件譯碼接口。MOTOROLA公司生產(chǎn)的CMOS BCD－七段16進制鎖存、譯碼驅(qū)動芯片。該電路的特點時可用字母A B C D E F來顯示二進制數(shù)111115，同時還有譯碼器輸入大于等于10時的指示端（h＋I ）。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)＝10時，（h＋I）端輸出“1”電平。另外還有輸入數(shù)據(jù)時，電路輸入端VCR為0電平（其他輸入狀態(tài)時為高阻）的功能。電路內(nèi)部還有一個290Ω的限流電阻。而為選通端，電路中的鎖存器在LE為0時輸入數(shù)據(jù)，在LE＝1時鎖存數(shù)據(jù)。下表為4511的真值表。從表中可以看出，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)大于等于10時，（h＋I）端輸出1電平。 4511真值表及顯示內(nèi)容表輸 入 輸 出顯 示D C B Aa b c d e f g h+I數(shù) 值0 0 0 01 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 10 1 1 0 0 1 0 0 10 0 1 01 1 0 1 1 0 1 0 20 0 1 11 1 1 1 0 0 1 0 30 1 0 00 1 1 0 0 1 1 0 40 1 0 11 0 1 1 0 1 1 0 50 1 1 01 0 1 1 1 1 1 0 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 71 0 0 01 1 1 1 1 1 1 0 81 0 0 11 1 1 1 0 1 1 0 91 0 1 01 1 1 0 1 1 1 1 A1 0 1 10 0 1 1 1 1 1 1 B1 1 0 01 0 0 1 1 1 0 1 C1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 D 1 1 1 01 0 0 1 1 1 1 1 E1 1 1 11 0 0 0 1 1 1 0 F如附圖2所示的LED顯示部分是使用4511的多位靜態(tài)LED顯示接口電路，該電路中可直接顯示多位16進制數(shù)。若要顯示帶小數(shù)點的十進制數(shù)，則只要在LED的dp端另加驅(qū)動控制即可。LED顯示塊采用共陰極。在4511內(nèi)部有輸出限流電阻，故LED不需要外加限流電阻。該接口軟件十分簡單。，、~，在LE轉(zhuǎn)高電平時鎖存該位數(shù)據(jù)并譯碼、驅(qū)動顯示。顯示方法如下：程序功能：將以R0為首地址的連續(xù)8個BCD碼在LED上顯示。入口參數(shù)：R0：存儲顯示字節(jié)的首地址，為MCS－51片上存儲器。出口參數(shù)：空。變量說明：~，是控制位顯示位變量，片上存儲器。程序如下：STADISP: CLR 。 使74LS138無效 MOV A, 00H 。 先賦值 MOV CONBIT, 00H 。 控制位初值 MOV R7, 08H 。 循環(huán)次數(shù)控制器DISPLAY: MOV A, @R0 。 將數(shù)據(jù)賦給A ADD A, CONBIT 。 加上控制位數(shù)據(jù) MOV P1, A 。 將數(shù)據(jù)輸出在P1口上 ADD A, 10H 。 ANL A, 7FH 。 MOV P1, A 。 將數(shù)據(jù)鎖存入MC14495數(shù)據(jù)置于總線上，需要將選中電平變高 INC R0 MOV A, CONBIT ADD A, 10H MOV CONBIT, A 。 控制字節(jié)指向下一個顯示單元 DJNZ R7, DISPLAY 。 巡回8次，直至完成⑵硬件鎖存接口可采用74LS273，上升沿八D鎖存器，可以用來進行靜態(tài)驅(qū)動，如系統(tǒng)連接原理圖所示，此時，74LS273直接輸出段選碼來驅(qū)動LED。 74LS273引腳圖⑶ 譯碼器74LS138譯碼器74LS138的引腳圖如下圖所示：74LS138的引腳圖由圖可知，該譯碼器有3個輸入端A、B、C，它們共有8種狀態(tài)的組合，即可譯出8個輸出信號Y0~Y7，故該譯碼器稱為3線－8線譯碼器