【正文】 . AD574 的特點(diǎn)及功能AD574 是AD 公司生產(chǎn)的12 位逐次逼近型ADC , 它的轉(zhuǎn)換速度為25μs , 轉(zhuǎn)換精度為0. 05 % , 可廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中[21]。另外, 由于AD574 與CMOS 和TTL 兼容, 因而可構(gòu)成簡單的數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)。AD574 為28 腳雙列直插式封裝, 其引腳分布如圖1 所示。CE:片啟動(dòng)。12 / 8 :數(shù)據(jù)輸出格式選擇腳。 當(dāng)12 / 8 為0(0V) 時(shí),為8 位雙字節(jié)輸出。在轉(zhuǎn)換期間, 當(dāng)A0 為0 時(shí),AD574 進(jìn)行全12 位轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換間為25μs 。在讀出期間,當(dāng)A0 為0 時(shí), 輸出高8 位。STS:輸出狀態(tài)指示引腳。轉(zhuǎn)換完成后,STS返回到低電平。也可以在它的下降沿向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求, 以通知A /D 轉(zhuǎn)換已完成,同時(shí)CPU可以讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。其中單片機(jī)是系統(tǒng)的核心部分, 主機(jī)通過接口啟動(dòng)單片機(jī)工作, 以使CPU資源向其它請(qǐng)求開放。當(dāng)RAM中的數(shù)據(jù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí), 單片機(jī)向計(jì)算機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)在連接上應(yīng)主要考慮三總線(控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線) 的連接。其中,AD574 是1 個(gè)完全的單片式12位逐次比較型A /D 轉(zhuǎn)換器, 它帶有可以直接與8 位或16 位總線接口的三態(tài)緩沖器,因而不需要再加鎖存器。AD574 完成1 次全12 位轉(zhuǎn)換最多需要35μs ,適合于轉(zhuǎn)換速率低于30kb /s 的應(yīng)用領(lǐng)域。由于該接口系統(tǒng)要求各路信號(hào)測量同步, 即同時(shí)啟動(dòng)各A / D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換[23]?，F(xiàn)將AT89C51 的主要任務(wù)分述如下:(1) 接收主機(jī)的采樣命令。(2) 啟動(dòng)采樣。 為高電平時(shí),所有AD574 都處于待啟動(dòng)狀態(tài), 即設(shè)定各AD 的啟動(dòng)地址均FFFFH。(3) 讀取并存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)果。需要對(duì)轉(zhuǎn)換器分配地址,以逐一讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。這種方式可以使系統(tǒng)所能操作的A /D 數(shù)達(dá)10 片之多。在當(dāng)前存儲(chǔ)區(qū)滿后,要向主機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求, 以向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。在圖2 中,由于AD574 片內(nèi)有時(shí)鐘,故無需外加時(shí)鐘信號(hào)。轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位從D11～D4 輸出,低4 位從D3～D0 輸出,并且直接和單片機(jī)的數(shù)總線相連。為了實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)A /D 轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出, AD574 的片選信號(hào)CS 由地址總線的次低位A1( P0. 1) 提供, 在讀寫時(shí),A1 應(yīng)設(shè)置為低電平。R /C 則由RD 和A7 經(jīng)一級(jí)或非門提供。輸出狀態(tài)信號(hào)STS 接到P3. 2 端可供單片機(jī)查詢判斷A / D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。 單片機(jī)AT89C51與AD574的接口圖 存儲(chǔ)器的選取在數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放的設(shè)計(jì)中可用AT29C040 Flash存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)時(shí)間，AT29C040具有在線可擦寫、非揮發(fā)性、信息保存可靠、存儲(chǔ)容量大等優(yōu)點(diǎn)，每片的容量為512K字節(jié)，它是國外最新產(chǎn)品，該產(chǎn)品的讀寫一般與RAM相同，由于89C51一般能尋址64K字節(jié)[24]。AT29C040讀取時(shí)間僅為70ns，單一+5V電源，雙8k字節(jié)的引導(dǎo)區(qū)，內(nèi)部程控定時(shí)器，硬件和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)功能，快速扇出程序周期10ms，低功耗：待機(jī)為100uA，啟動(dòng)工作為50mA，10000次擦寫次數(shù)。 AT29C040引腳如下 對(duì)數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)的校正首先對(duì)頻域中的函數(shù)進(jìn)行分析, 在頻域30~4030H范圍內(nèi)的曲線如圖所示。進(jìn)一步分析可知，該曲線在頻率很高處有大幅度的下降，故可用帶通濾波器來擬合該曲線，由于受單片機(jī)數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力的限制，數(shù)字濾波不易實(shí)現(xiàn)，故這里采用硬件濾波，濾波電路如圖所示。該網(wǎng)絡(luò)在頻域由30Hz起，增益緩慢增大。錄音時(shí)AT89C51通過定時(shí)器控制采樣頻率。放音時(shí)，單片機(jī)AT89C51通過定時(shí)器控制，定時(shí)的將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中取出送往D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)摸轉(zhuǎn)換。通過多方面的審查，經(jīng)過我理論上的分析，可以認(rèn)為在硬件與軟件的設(shè)計(jì)上是可行的，應(yīng)該是可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。而隨著電子工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代的各種電器正朝小型化發(fā)展，所以一般不采用這種方法。在本設(shè)計(jì)中，我還注意到另外一點(diǎn)不足就是精度的問題，由于DAC0832的采樣速度不是很高的問題，以及系統(tǒng)在布線焊接上，器件與器件之間的相互干擾，使得系統(tǒng)存在工作不穩(wěn)定，輸出波形有毛刺等問題，所以這種簡易數(shù)字示波器還存在一些不完善的地方。以上三點(diǎn)不足之處是我能想到的，系統(tǒng)肯定還存在其它方面的不足，還望老師能夠幫忙指導(dǎo)，指出本設(shè)計(jì)的不足之處。在論文完成之際，我首先要向指導(dǎo)老師楊永超老師表示最真摯的謝意。在此，還要特別感謝我們的班主任孫老師一直對(duì)我們工作的支持和提出的寶貴意見。非常感謝本班的諸多兄弟姐妹，他們與我們一起分擔(dān)這段歲月的酸甜苦辣，他們真的為我們付出了很多，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，刻苦勤奮的作風(fēng)，堅(jiān)持鍛煉身體的意志一直都是我們學(xué)習(xí)的榜樣。由于本人學(xué)識(shí)有限，加之時(shí)間倉促，文中不免有錯(cuò)誤和待改進(jìn)之處，真誠歡迎各位師長、同行提出寶貴意見。 14[13] 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽組委會(huì). 第四屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)作品選編. 北京:.[14] David A .Horace . Analysis of Digital Integrated Circuits. New York:McGrawHill,1998 7879[15]謝自美. 電子線路設(shè)計(jì):華中理工大學(xué)出版社,1992.[16]Angelo Martinez,Eddie Tunstel,Mo logic based collisionfor a mobile Colume,1994,12,521523[17]杜膚生， 徐修存. 新型實(shí)用電源電路集錦. [18]何立民. :北京航空航天大學(xué)出版社,[19]李華. MCS251 :北京航空航天大學(xué)出版社,1993. 132134[20]李晶皎. 嵌入式語音技術(shù)及凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用 北京航空航天大學(xué)出版社 2003111 198203[21]. 國外電子元器件. 2003 [22]張晶， 曾憲云. ：半導(dǎo)體技術(shù) .2001. 24[23] Doica Adrian ,Schreier,Franz ,Hess,Michael,Iterayively regularized Gaussnewton method for atmospheric remote sensing[J],puter physics munications,2002,148,214～226[24]張晶，曾憲云 . 閃速存儲(chǔ)器AT29C040與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) [25] Hai Jin, Guang R. Gao, Zhiwei Xu, A Pervasive Sersor Node Architecture. Volume 3222 / 2004 .October 1820, 2004：5657附錄主程序如下：BZ1: EQU 20HBZ2: EQU 21HBZ3: EQU 22HMOV 20H, 00HMOV 21H, 00HMOV 22H, 00HSETB EASETB 1TSETB EX0MAIN: MOV R1, 80HMAIN0: MOV A, 20H CJNE A, 01H, MAIN1 JMP CCMAN1: MOV A, 21H CJNE A, 01H, MAIN2 JMP FFMAIN2: MOV DPTR, 0EFFFH MOVX A, DPTR MOV DPTR, 0DFFFH MOVX DPTR, A MOV DPTR, 0BFFFH MOV A, R1 DEC A MOV R1, A CJNE A, 00H, MAIN0 JMP MAINCC: MOV 21H, 00H MOV R2, 0FFH MOV R3, 0FFHCC0: MOV A, 22H MOV R1, 80H CJNE A,00H, CC1 MOV 22H, 00H JMP MAINCC1: MOV DPTR, 0FFF7H MOVX A, DPTR MOV DL, R2 MOV DH, R3 MOVX DPTR, A DEC R2 CJNE R2, 00H, CC2 MOV R2, R3CC2: MOV DPTR, 0FFFBH MOVX DPTR, A MOV DPTR, 0FFFEH MOV A, R1 MOVX DPTR, A DEC A MOV R1, A CJNE A, 00H, CC1 JMP CC0FF: MOV 20H, 00H MOV R2, FFH MOV R3, 0FFHFF0: MOV A, 22H MOV R2, 80H CJNE A, 00H, FF1FF1: CJNE R2, 00H, FF2 JMP MAINFF2: MOV DL, R2 MOV DH, R3 MOVX A, DPTR MOV DPTR, 0FFBH MOVX DPTR, A DEC R2 CJNE R2, 00H,FF3 MOV R2, R3FF3: MOV DPTR, 0FFFEH MOV A, R1 MOVX DPTR, A DEC A MOV R1, A CJNE A,00H, FF1 JMP FF0中斷程序如下：（1） 鍵盤中斷：2D： JNB P10 K1 JNB P11 K2 JNB P12 K3 JNB P13 K4 JNB P14 K5 JNB P15 K6 JMP 2DK1： ACALL DELAY JNB P10 K11 JMP P10 2DK2： ACALL DELAY JNB P11 K21 JMP 2DK3： ACALL DELAY JNB P12 K31 JMP 2DK4： ACALL DELAY JNB P13 K41 JMP 2DK5： ACALL DELAY JNB P14 K51 JMP 2DK6： ACALL DELAY JNB P15 K61 JMP 2DK11： MOV R0， 10H ； RET ；返回中斷K21： MOV R0， 20H ；置2ms/div RET ；返回中斷K31： MOV R0， 40H ；置20ms/div RET ；返回中斷K41： MOV 20H， 01H ； RET ；返回中斷K51： MOV 21H， 01H ； RET ；返回中斷K61： MOV 22H， 01H ； RET ；返回中斷（2）A/D轉(zhuǎn)換器中斷： 89C51單片機(jī)采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換的結(jié)果，A/D轉(zhuǎn)換的程序如下： MOV A，00H ；指定IN0的通道號(hào) MOV DPTR， OEFFFH ；指向0809的口地址MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)0809轉(zhuǎn)換LOOP： AJMP LOOP ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束采用中斷方式等待轉(zhuǎn)換結(jié)束的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換程序如下：