adc0804數(shù)字電壓表

　　一． 實驗器件介紹

　　1. ADC0804芯片介紹

　　ADC0804是一個8位CMOS型逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器，具有三態(tài)鎖存輸出功能，最短轉(zhuǎn)換時間為100us，其芯片實物圖和引腳圖如下：

　　CS：片選信號，低電平有效；

　　RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制信號，當RD為高電平時，DB0-DB7為高阻態(tài)；當RD為低電平

　　時，數(shù)據(jù)才會通過DB0-DB7輸出； WR:A/D轉(zhuǎn)換器啟動控制信號，當WR由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，轉(zhuǎn)換器被清零，當WR由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，A/D轉(zhuǎn)換正式開始；

　　CLK IN和CLK R：時鐘輸入端，在ADC0804片內(nèi)有時鐘發(fā)生器，采用內(nèi)部時鐘時，在CLK IN CLK R 和地線之間連接RC電路即可，ADC0804的工作頻率約為100-1460khz，若使RC

　　電路作為時鐘，其振蕩頻率為1/（1.1RC）； INTR：中斷請求輸出信號，當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，INTR引腳輸出低電平，只有當數(shù)據(jù)被取走后（單片機發(fā)出讀數(shù)據(jù)指令），此引腳才會變?yōu)楦唠娖剑?/p>

　　VIN+和VIN-：差動模擬電壓輸入端，若輸入為單端正電壓，VIN-應接地，若差動輸入，則輸入信號直接加入VIN+和VIN-；

　　AGND.DGND：模擬信號地與數(shù)字信號地，若系統(tǒng)對抗干擾要求嚴格，則這兩條地線必須分接地；

　　VREF/2：參考電壓值的一半，若在ADC0804組成的電路中需要的參考電壓為5V，則此引腳

　　可以懸空。若電路中需要使用的參考電壓小于5V，即參考電壓值的一半小于2.5V，這時可將此引腳連接到需要的參考電壓值（如4V）的 1/2電壓值上（如 2V），在ADC0804芯片內(nèi)部會自動判斷參考電壓的選擇，當VREF/2引腳的電壓值低于2.5V時，芯片會自動選擇由VREF/2引腳電壓放大2倍以后的電壓值作為參考電壓。

　　DB0-DB7：8位數(shù)字輸出端。

　　2. LCD1602液晶介紹

　　1602字符型LCD有16個引腳，其芯片實物圖和引腳圖如下：

　　1602字符型LCD具有較豐富的指令集，如下表：

　　下面介紹LCD1602引腳功能：

　　VSS：電源地；

　　VDD：+5V邏輯電源；

　　VEE：液晶驅(qū)動電源；

　　RS：寄存器選擇（RS=1，數(shù)據(jù)；RS=0，命令）；

　　R/W：讀。寫操作選擇（R/W=1，讀；R/W=0，寫）；

　　E：使能信號；

　　DB0-DB7：數(shù)據(jù)總線；

　　Black1：背光電源線；

　　Black2：背光電源地線；

　　二． 數(shù)字電壓表仿真圖

　　三． 實驗設(shè)計原理

　　1. 實驗硬件設(shè)備：LCD1602液晶顯示器一塊，ADC0804芯片一片，兩個滑動變阻器，一個150pF電容，兩個200歐姆的電阻，一個10K歐姆的電阻，STC89C51芯片，電源，地線，按鍵（復位電路和晶振電路另加），杜邦線諾干。

　　2. ADC0804在使用時，外圍電壓的連接比較簡單，只需要對參考電壓和時鐘輸入端進行設(shè)計即可。通常情況下，時鐘的輸入可以選用RC諧振電路，ADC0804可以進行A/D轉(zhuǎn)換的時鐘頻率為100—1460KHZ，典型值為640KHZ，這里選用R=10K歐姆.C=150PF的諧振電路，利用公式1/（1.1RC）計算后，此時的時鐘頻率約為606KHZ，與典型值十分接近。

　　3. 模擬電壓的計算：這里選用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)值的變化范圍是0—255（00H-FFH），模擬電壓的輸入范圍是0-5V，每個數(shù)碼的變化，對應的電壓值的變化為0.0196V，所以要計算模擬電壓值，就可以利用下面的公式進行計算： V=D*0.0196

　　4. 克服浮點運算方法：從上式不難看出，在計算過程，需要乘以一個0.0196，這是一個小數(shù)，在計算機中稱為浮點數(shù)。而對于8位單片機來說，不具有浮點運算能力，如果一定要計算浮點數(shù)，將占用單片機中大量的內(nèi)存單元和CPU時間。這里采用一種簡單的方法：就是將從A/D讀取進來的數(shù)字量直接乘以196，即進行整數(shù)運算，運算結(jié)果是真正值的1000倍，這個整數(shù)運算的速度是非常快的，不會占用過多的CPU時間。由于是兩個8位的二進制數(shù)相乘，得到的結(jié)果不會超過16位二進制數(shù)。

　　5. 電壓值的顯示：最常用到的二進制轉(zhuǎn)換成BCD碼的方法是用除法。先用得到的16位二進制數(shù)除以10000，得到的商就是模擬電壓值的整數(shù)部分（模擬電壓的輸入為0-5V，所以整數(shù)部分只有1位），得到的余數(shù)是模擬電壓值的小數(shù)部分；接下來用余數(shù)除以1000，商是十分位，余數(shù)作為被除數(shù)再除以100，商為百分位，余數(shù)再除以10，商為千分位。這樣就將16位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成了4位BCD碼。

　　四． 數(shù)字電壓表C語言程序

　　//珞珈09級通信單片機實驗 《AD轉(zhuǎn)換器設(shè)計數(shù)字電壓表》

　　#include《reg51.h》

　　#define uchar unsigned char

　　#define uint unsigned int

　　sbit lcd_rs=P2^0; sbit lcd_en=P2^1;

　　sbit cs=P2^7; //AD片選 sbit rd=P2^6; sbit wr=P2^5;

　　sbit INTR=P3^2;//中斷請求信號 uint temp，D1，D2，D3，D4; uint shu;

　　uint AD_read（）;

　　void delay（uint z）;

　　void write_com（uchar com）; void write_date（uchar date）; void lcd_init（）;

　　void display（uchar qian，uchar bai，uchar shi，uchar ge）; void AD_init（）; void AD_start（）;

　　void main（） {

　　write_com（0x01）;//清屏 lcd_init（）; AD_init （）; while（1） {

　　AD_start（）;

　　while（INTR==1）;//AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，結(jié)束為低電平

　　INTR=0;

　　shu=AD_read（）; shu=shu*196;

　　D1=shu/10000;//整數(shù)部分，0.0196v是最小變化量 shu=shu%10000;

　　D2=shu/1000;//十分位數(shù) shu=shu%1000;

　　D3=shu/100;//百分位數(shù)

　　shu=shu%100;

　　D4=shu/10;//千分位數(shù)

　　display（D1，D2，D3，D4）;//顯示LcD1602

　　}

　　}

　　void delay（uint z） {

　　uint x，y;

　　for（x=z;x》0;x--）

　　for（y=110;y》0;y--）;

　　}

　　void write_com（uchar com） {

　　P0=com;

　　lcd_rs=0;

　　lcd_en=1;

　　lcd_en=0;

　　delay（2）;

　　}

　　void write_shu（uchar shu）

　　{

　　P0=shu;

　　lcd_rs=1;

　　lcd_en=1;

　　lcd_en=0;

　　delay（5）; }

　　void lcd_init（） {

　　lcd_en=0;

　　write_com（0x01）;//清屏

　　write_com（0x06）;//指針加減與移動

　　write_com（0x0c）;//光標

　　write_com（0x38）;//液晶初始化命令 }

　　void display（uchar qian，uchar bai，uchar shi，uchar ge） {

　　write_com（0x80+0x02）;

　　write_shu（‘G’）;

　　write_com（0x80+0x03）;

　　write_shu（‘u’）;

　　write_com（0x80+0x04）;

　　write_shu（‘o’）;

　　write_com（0x80+0x06）;

　　write_shu（‘L’）;

　　write_com（0x80+0x07）;

　　write_shu（‘v’）;

　　write_com（0x80+0x09）;

　　write_shu（‘C’）;

　　write_com（0x80+0x0a）;

　　write_shu（‘h’）;

　　write_com（0x80+0x0b）;

　　write_shu（‘a(chǎn)’）;

　　write_com（0x80+0x0c）;

　　write_shu（‘o’）;

　　write_com（0x80+0x44）;

　　write_shu（0x30+qian）;//0x30代表數(shù)字0

　　write_com（0x80+0x45）;

　　write_shu（‘?！?

　　write_com（0x80+0x46）;

　　write_shu（0x30+bai）;

　　write_com（0x80+0x47）;

　　write_shu（0x30+shi）;

　　write_com（0x80+0x48）;

　　write_shu（0x30+ge）;

　　write_com（0x80+0x49）;

　　write_shu（‘V’）;

　　}

　　void AD_init（）//AD初始化函數(shù) {

　　cs=1; wr=1; rd=1; }

　　void AD_start（）//AD啟動 {

　　P1=0xff; cs=0;//開 wr=0;

　　wr=1;//寫完后關(guān)閉 cs=1; }

　　uint AD_read（） {

　　cs=0; rd=0; delay（1）;

　　temp=P1;

　　rd=1;

　　cs=1;

　　return（temp）; }