【正文】 圖 A/D 轉(zhuǎn)換芯片與 單片機的連接 1602 液晶與單片機連接 此模塊液晶的 RS 和 E 端分別連接單片機的 和 口；液晶的數(shù)據(jù)各端口連接單片機的P1口。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片與單片機的連接 此設(shè)計中選擇的是 A/D轉(zhuǎn)換芯片的通道 通道 通道 3，數(shù)據(jù)輸出口連接單片機的 P0口，脈沖端連接單片機的 ale口。則完 整輸入電路如下： 圖 衰減電路 通過計算， 根據(jù)不同量程的通道 ， 設(shè)定不同的衰減電阻如上圖所示，并用手動 開關(guān) 的方式來切換 相應(yīng) 檔位 ，用其相應(yīng) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法計算出 所測 正確的電壓值。 輸入電路 由于輸入電路的電壓比基準電壓（ 5V）高很多，因此在輸入電路必須加電壓衰減器。其原理圖如下： 圖 復(fù)位電路 單片機系統(tǒng)模塊 1602 液晶顯示模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 輸入 電路 模塊 按鍵模塊 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 共 52 頁 此模塊中，單片機的晶振是 12MHZ， C1 和 C2的電容是 22pf， C3可選 10UF。設(shè)計的基本框圖如下： 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 52 頁 圖 設(shè)計的基本框圖 3．硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計 根據(jù)上述選擇的各元器件，各電路模塊的電路圖如下描述。 設(shè)計方案： 根據(jù)上述，我們選擇單片機與 A/D 轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合的方法實現(xiàn)本設(shè)計。 可以通過調(diào)檔開關(guān)實現(xiàn)各檔位。 2．總體設(shè)計 技術(shù)要求： (1)最高量程為： 500V。 第一種連接方式需要一片 74LS373做地址鎖存器。因此在單片機沒有外擴 RAM和 I/O接口時，第三種連接方式時一種優(yōu)選方案。 4. 三種連接方式的綜合比較 第一種和第二種連接方式允許多片 ADC0809與單片機連接，第三種連接方式只能連接一片。 編程概要： MOV A， 0F8H； ADC0809通道 0地址送到 A MOVX R0， A；鎖定通道 0并啟動轉(zhuǎn)換 ???????????????????? MOVX A， R0 ； 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 其中間寄存器 R0中的數(shù)據(jù)無論在 啟動 ADC0809還是在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時都沒有任何意義，因此事先不必考慮往 R0中送入什么數(shù)據(jù)。 基于這種外部 RAM的唯一單元概念設(shè)計的 AT89S51與 ADC0809的連接電路如圖 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 52 頁 圖（ 319）。只要單片機往外部 RAM 寫入，就是寫到 ADC0809 的地址寄 存器中。 圖 ADC0809 與 51 單片機的第三種連接方式 當 51單片機沒有外擴 RAM和 I/O口時， ADC0809就可以在概念上作為一個特殊的唯一的外擴 RAM單元。 3. 第三種典型連接 在很多應(yīng)用場合， AT89S51 內(nèi)部的硬件資源，例如 4KB 閃存， 128B 內(nèi)部 RAM，一個串行口和 4 個 8 位并行口等，已經(jīng)夠用。除了較低 3 位以外，累加器 A 的其余 5 位數(shù)據(jù)對于 ADC 也沒有任何 意義。在本電路中，只要送到 DPTR 的最高位數(shù)據(jù)為 0，就能選中 ADC0809，而通道地址由累加器 A 的最低 3 位數(shù)字決定。 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，然后作為通道地址使用。 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。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根地址線以確定通道號。讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 2. 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。 編程概要： MOV DPTR， 7FF8H； DPTR 指向 0809 通道 0 MOVX ＠ DPTR， A。如果增加地址譯碼器，將 碼器的輸出線，就可以形成完全譯碼。當 ， 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 52 頁 或非門敞開，允許寫信號通過，將單片機負的寫脈沖轉(zhuǎn)換為 ADC0809 所需要的正脈沖，以選中 ADC0809 某一通道并啟動轉(zhuǎn)換。因此早期的 MCS51 系列單片機 ,如 8031,采用這種連接 ADC0809 還是比較可行的。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(chǎn)生低 8 位地址總線。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。當轉(zhuǎn)換結(jié)束時， EOC 向單片機發(fā)出中斷請求信號，由中斷服務(wù)子程序讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果并存儲到 RAM 中，然后啟動 ADC0809 的下一次轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機的讀信號和片選信號引腳經(jīng)或非門后產(chǎn)生的正脈沖信號作為 OE 信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 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?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用這個延時子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定完成了，接著就可以進行數(shù)據(jù)傳送。 1. 定時傳送方式 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一個主要技術(shù)指標是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認 A/D 轉(zhuǎn)換完成，因為只有確認數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進行傳送。在 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時， ADC0809 會發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC，通知89C51 可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。有啟動轉(zhuǎn)換信號 START、輸出允許信號 OE、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC 以及 ALE 等信號線的連接。地址總線的 、 和 可以對應(yīng)連接 ADC0809 的 A、 B、 C 三位地A LE地址總線 穩(wěn)定模擬輸入S T A R TE OCD A T AO U TP U T E N EB L E穩(wěn)定輸出允許 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 52 頁 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。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 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。 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。 如上所述， EOC 信號變?yōu)楦唠娖奖硎?A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 可作為中斷申請信號，通 知 89C51取走數(shù)據(jù)。此時，數(shù)據(jù)已保存到 8位鎖存器中。 第四步： EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。 第 二步：使 ALE 端接收一正脈沖信號，使該路模擬信號經(jīng)選擇開關(guān)達到比較器的輸入端。 ADC0809 工作過程 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 52 頁 圖 ADC0809 的時序圖 ADC0809 的工作過程分為如下幾步。 Vcc：電源，單一＋ 5V。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。當 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)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。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一 個高電平（轉(zhuǎn)換期間 一直為低電平）。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 D7～ D0： 8位數(shù)字量輸出端。其主要引腳功能如下所示。 表 ADC0809 通道地址選擇表 ② 引腳功能 由引腳圖 (315) b 所示， ADC0809 共有 28 個引腳， 采用雙列直插式封裝。 三態(tài)門輸出鎖存器用來保存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果，當輸出允許信號 OE 有效時，打開三態(tài)門，輸出 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。當?shù)刂锋i存信號 ALE有效時， 3 位地址 C、 B、 A 進入地 8通 道多路模擬開關(guān)5432128272625242322地址鎖存器和譯碼器W 1W 2逐次逼近型寄存器SA R控制邏輯開關(guān)樹組25 6R電阻分壓器6 10V xV c7輸出緩沖鎖存器三態(tài)21201918815141791611 13 12模擬量輸入ABCA LE地址選擇地址鎖存允許V cc GN D V R E F ( + ) V R E F ( )E N A B LE數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束（中斷）E OCS T A R T C LO C KD7D6D5D4D3D2D1D0IN 7IN 6IN 5IN 4IN 3IN 2IN 1IN 0 圖 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 ADC0809 的 引腳 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 52 頁 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。 ADC0809 由 3 部分組成： 8 路模擬量選通開關(guān)、 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖所示。 模數(shù)（ A/D）芯片 ADC0809 的資料 綜合本設(shè)計的各方面考慮，我們選了 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。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。 TLC2543C是 12位開關(guān)電容逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)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。 AD0832也是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個單端輸入通道和一個差分輸入通道。 多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 下面簡單介紹一下這三種芯片。所以， A/D芯片的選擇是設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié) 。 S=0 當寫一個字符，整屏顯示不移動。 N=0 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標減一。輸出：無 表 1. 2 狀態(tài)字說明 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 指令的說明。輸出： D0D7 為數(shù)據(jù)。輸出： D0D7 為狀態(tài)字 寫狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=0， D0D7 為指令碼， E 為高脈沖。 1602 液晶的參數(shù)資料 我們選擇了 1602液晶做為本設(shè)計的顯示 模塊的顯示器件。而 1602液晶也足夠滿足本設(shè)計的需要。也不是理解的顯示器件。 在本設(shè)計中，我們只需要顯示最后電壓的數(shù)字值和電壓的單位，綜合上面各種顯示器件的特點：數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，不能顯示單位字符，不符合本設(shè)計的要求。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。它的特點是顯示字跡清楚，價格相對便宜。 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字 這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼 。但用 LED 點陣顯示的軟件程序設(shè)計比較麻煩。 LED 點陣顯示器件是由好多個發(fā)光二極管組成的。不能夠顯示字符。小電流下可以驅(qū)動每光，發(fā)光響應(yīng)時間極短，體積小，重量輕，抗沖擊