【文章內容簡介】 為數(shù)據(jù) E 為高脈沖輸出無 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA06 當前數(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 設置 162顯示 57點陣 8位數(shù)據(jù)口 表 23 顯示開關 及光標設置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D 1 開顯示 D 0 關顯示 C 1 顯示光標 C 0 不顯示關標 B 1 光標閃爍 B 0 光標不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N 1當讀寫一個字條款后地址指針加一且光標加一 N 0 當讀或寫一個字符后地址指針減一且光標減一 S 1 當寫一個安條款整屏顯示左移 N 1 或右移 N 0 以得到光標不移動而屏幕移動的效果 S 0 當寫一個字符整屏顯示不移動 表 24 指令的說明 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設置 162顯示 57點陣 8位數(shù)據(jù)口 表 25 顯示開關及光標設置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D 1 開顯示 D 0 關顯示 C 1 顯示光標 C 0 不顯示關標 B 1 光標閃爍 B 0 光標不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N 1當讀寫一個字條款后地址指針加一且光標加一 N 0 當讀或寫一個字符后地址指針減一且光標減一 S 1 當寫一個安條款整屏顯示左移 N 1 或右移 N 0 以得到光標不移動而屏幕移動的效果 S 0 當寫一個字符整屏顯示不移動 表 26 顯示模式設置 指令碼 功能 80H 地址碼 027H40H67H 設置數(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 轉換芯片的選擇 在本設計中模數(shù) AD 轉換模塊是一個重要的模塊它關系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度所以 AD 芯片的選擇是設計過程中一個很重要的環(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 轉換器它是由一個 8 路的模擬開關一個地址鎖存譯碼器一個 AD 轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成多路開關可選通 8個模擬通道允許 8 路模擬量分時輸入共享 AD 轉換器進行轉換些 AD 轉換器是的特點是 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轉換器可支持致命傷個單端輸入通道和一個差分輸入通道它易于和微處理器接口或獨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 位開關電容逐次逼近 AD 轉換 每個器件有三個控制輸入端片選輸入輸出時鐘以及地址輸入端它可以從主機高速傳輸轉換數(shù)據(jù)它有高速的轉換通用的控制能力具有簡化比率轉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 綜合上述幾種 AD 轉換芯片的特點在本設計中我們設計的是簡易數(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 綜合本設計的各方面考慮我們選了 ADC0809 模數(shù)轉換芯片下面就介紹此芯片的各方面資料 1 結構和轉換原理 如圖 12 所示為 ADC0809的內部結構框圖 ADC0809由 3部分組成 8路模 擬量選通開關 8 位 AD 轉換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器 ADC0809 允許 8 路模擬信號輸入由 8 路模擬開關選通其中一路信號模擬開關受信道地址鎖存和譯碼電路的控制當?shù)刂锋i存信號 ALE有效時 3位地址 CBA進入地址鎖存器經譯碼后使 8路模擬開關選通某一路信號 8位 AD轉換器為逐次逼近式由 256R電阻分壓器樹狀模擬開關這兩部分組成一個 DA 變換器電壓比較器逐次逼近寄存器邏輯控制和定時電路組成 三態(tài)門輸出鎖存器用來保存 AD轉換結果當輸出允許信號 OE有效時打開三態(tài)門輸出 AD 轉換結果因輸出有三態(tài)門便于與單片機總線連接 表 28 ADC0809 信道地址選擇表 圖 22 ADC0809 的內部結構 圖 23 ADC0809 的引腳 2 引腳功能 由引腳圖 23 所示 ADC0809 共有 28 個引腳 采用雙列直插式封裝 ADC0809 雖然有 8 路模擬 通道可以同時輸入 8 路模擬信號但每個瞬間只能 轉換一路各路之間的切換由軟件變換信道地址來 實現(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 地址鎖存允許信號輸入高電平有效 START AD 轉換啟動信號 輸入高電平有效 EOC AD 轉換結束信號輸出當 AD 轉換結束時此端輸出一 個高電平轉換期間一直為低電平 OE數(shù)據(jù)輸出允許信號輸入高電平有效當 AD轉換結束時此端輸入一個高電平才能打開輸出三態(tài)門輸出數(shù)字量 CLK 時鐘脈沖輸入端要求時鐘頻率不高于 640KHZ REFREF基準電壓 Vcc 電源單一＋ 5V GND 地 ADC0809 工作過程 圖 24 ADC0809 的時序圖 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 第二步使 ALE 端接收一正脈沖信號使該路模擬信號經選擇開關達到比較器的輸入端 第三步使 START端接收一正脈沖信號 START的上升沿將逐次逼近寄存器復位下降沿啟動 AD 轉換 第四步 EOC 輸出信號變低指示轉換正在進行 第五步 AD 轉換結束 EOC 變?yōu)楦唠娖街甘?A∕ D 轉換結束此時數(shù)據(jù)已保存到 8位鎖存器中 第六步 OE 信號變?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 信號變?yōu)楦唠娖奖硎?AD 轉換完成 EOC 可作為中斷申請信號通知 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 ADC的狀態(tài)信號 ADC0809 與單片機的接口 ADC0809 與單片機的連接主要考慮三方面與單片機的數(shù)據(jù)總線地址總線和控制總線的連接 a．數(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 可以直接和單片機的數(shù)據(jù)總線 P00P07 相連 b．地址總線地址總線的 P00 應連接 ADC0809 的 A BC 三位地址信號輸入線用以控制 8 路模擬輸入中哪一路被選中輸入 c．控制總線有啟動轉換信號 START 輸出允許信號 OE 轉換結束信號 EOC 以及ALE等信號線的連接 START要求是一個正 脈沖信號由單片機控制發(fā)出輸出允許信號 OE也需要單片機提供一個正脈沖信號在 AD轉換結束時 ADC0809會發(fā)出轉換結束信號 EOC 通知 89C51 可以讀取轉換數(shù)據(jù) AD 轉換后得到的是數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)應傳送給 89C51 單片機進行處理數(shù)據(jù)傳送的關鍵問題是如何確認 AD 轉換完成因為只有確認數(shù)據(jù)轉換完成后才能進行傳送 為此可采用下述兩種方式 對于一種 AD 轉換器來 說轉換時間作為一個主要技術指標是已知的和固定的例如若 ADC0809 轉換時間為 128μ s 相當于 6MHz 的 89C51 單片機的 64 個機器周期可據(jù)此設計一個延時子程序 AD 轉換啟動后即調用這個延時子程序延遲時間一到轉換肯定完成了接著就可以進行數(shù)據(jù)傳送 a 查詢傳送方式 由于 ADC0809片內無時鐘利用 AT89C51提供的地址鎖存信號 ALE經過分頻后可保證 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也啟動轉換在讀取轉換結果時用單片機的讀信號和片選信號引腳經或非門后產生的正脈沖信號作為 OE 信號用以打開三態(tài)輸出鎖存器 b 中斷傳送方式 采用中斷方式可大大節(jié)省單片機的時間當轉換結束時 EOC 向單片機發(fā)出中斷請求信號由中斷服務子程序讀取 AD 轉換結果并存儲到 RAM 中然后啟動ADC0809 的下一次轉換 三種典型連接電路 大體上說 ADC0809 在整個 51 單片機系統(tǒng)中是作為外部 RAM 的一個單元定位的但具體到某一個連接方式 ADC0809 在整個 51 單片機系統(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)線對數(shù)據(jù)線地址線對地址線的標準連接方式但是由于 51 單片機沒有現(xiàn)成的低 8位地址總線所以采用這種標準連接方式需要用 74LS373或類似芯片產生低 8 位地址總線 早期的 51系列單片機的應用品種很多是沒有內置程序存儲器的 8031芯片本身就需要外掛 74LS373等芯片產生低 8位地址總線來外接 EPROM等程序存儲器連接 ADC0809時不需要專門外掛 74LS373因此早期的 51系列單片機如 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 并啟動轉換 MOVX A＠ DPTR 讀取轉換結果 b 第二種典型連接 通常芯片的地址線只能進不能出自不必說 ADC0809 的數(shù)據(jù)線有一特點只能出不能進就是說就像往 SBUF寫入時寫到發(fā)送緩沖寄存器從 SBUF讀出時實際是讀取接收緩沖寄存器的數(shù)據(jù)一樣往 ADC0809 寫入時把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫到地址寄存器從 ADC0809 讀出時實際是讀取轉換結果數(shù)據(jù)因此可以在把 51 單片機的 8位數(shù)據(jù)線接到 ADC0809 的 8 位數(shù)據(jù)線的同時又把其中的 3 位直接接到 ADC0809的 3 根地址線以確定信道號通常把 51 單片機的 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 在這種連接方式中 ADC0809 的轉換結果寄存器在概念上定位為單片機外部RAM單元的只讀寄存器而通道號寄存器在概念上定位為單片機同一個外部 RAM單元的只寫寄存器同一個外部 RAM 單元的只讀寄存器與只寫寄存器使用同一個地址就像 51 系列單片機的串行發(fā)送緩沖器與串行接受緩沖器使用同一個地址 99H一樣不會發(fā)生混亂 這種連接方式有一個特點那就是單片機要把最低 3 位二進制數(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 并啟動轉換