基于AD转换的单片机实验与C语言开发

8292924809基于单片机的AD转换电路专业:班级：学号：组员:指导老师：年月日目录键入章标题(第 1 级) (1)键入章标题(第2 级) (2)键入章标题(第3 级) (3)键入章标题(第 1 级) (4)键入章标题(第2 级) (5)键入章标题(第3 级) (6)引言A/D转换是指将模拟信号转换为数字信号,这在信号处理、信号传输等领域具有重要的意义。

常用的A/D转换电路有专用A/D集成电路、单片机ADC模块,前者精度高、电路复杂，后者成本低、设计简单。

基于单片机的A/D转换电路在实际电路中获得了广泛的应用。

一般的A/D转换过程是通过采样、保持、量化和编码4个步骤完成的，这些步骤往往是合并进行的.当A/D转换结束时，ADC输出一个转换结束信号数据。

CPU可由多种方法读取转换结果:a查询方式；b中断方式；c DMA方式。

通道8为A/D转换器，ADC0809是带有8为A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。

它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。

ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成.多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输出,共用A/D转换器进行转换。

三台输出锁存器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据.一个实际系统中需用传感器把各种物理参数测量出来，并转换为电信号，在经过A/D转换器，传送给计算机；微型计算机加工后，通过D/A转换器去控制各种参数量。

一、实验方案的选择与分析1.1复位电路方案单片机在开机时都需要复位，以便中央处理器CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

51的RST引脚是复位信号的输入端.复位电平是高电平有效持续时间要有24个时钟周期以上。

本系统中单片机时钟频率为6MHz则复位脉冲至少应为4us.方案一：上电复位电路上电瞬间，RST端的的电位与Vcc相同，随着电容的逐步充电，充电电流减小,RST电位逐渐下降。

一、实验目的1、掌握单片机与ADC0809的接口设计方法。

2、掌握Proteus软件与Keil软件的使用方法。

二、实验要求1、用Proteus软件画出电路原理图，在单片机的外部扩展片外三总线，并通过片外三总线与0809接口。

2、在0809的某一模拟量输入通道上接外部模拟量。

3、在单片机的外部扩展数码管显示器。

4、分别采用延时和查询的方法编写A/D转换程序。

5、启动A/D转换，将输入模拟量的转换结果在显示器上显示。

三、实验电路图四、实验程序流程框图和程序清单1、查询ORG 0000H START:LJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP, #6FHCLR EALOOP: MOV DPTR, #0fef8H MOVX @DPTR, ALOOP1:JNB P3.2, LOOP1MOVX A, @DPTRMOV B, #51DIV ABMOV 23H, AMOV A, #10MOV 22H, AMOV A, BLCALL CHULIMOV 21H, AMOV A, BLCALL CHULIMOV 20H, A LCALL DIRLJMP LOOPDIR: PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWSETB RS1SETB RS0MOV R0, #20HMOV R3, #0FEH LOOP2:MOV P2, R3 MOV DPTR, #TAB1MOV A, @R0MOVC A, @A+DPTRMOV P1, ALCALL DELAYINC R0MOV A, R3JNB ACC.3, LOOP3RL AMOV R3, ALJMP LOOP2LOOP3:POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACCRETTAB1:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,07FH DELAY:MOV R7, #01HDL1: MOV R6, #8EHDL0: MOV R5, #02HDJNZ R5, $DJNZ R6, DL0DJNZ R7, DL1RETCHULI:CJNE A, #25, LPLJMP LP2LP: JNC LP1LP2: MOV B, #10MUL ABMOV B, #51DIV ABLJMP LP3LP1: CLR CSUBB A, #25MOV B, #10MUL ABCLR CSUBB A, #5MOV B, #51DIV ABADD A, #5LP3: RETEND2、延时ORG 0000HSTART:LJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP, #6FHCLR EALOOP: MOV DPTR, #0fef8HMOVX @DPTR, ALCALL DELAY100MOVX A, @DPTRMOV B, #51DIV ABMOV 23H, AMOV A, #10MOV 22H, AMOV A, BLCALL CHULIMOV 21H, AMOV A, BLCALL CHULIMOV 20H, ALCALL DIRLJMP LOOPDIR: PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWSETB RS1SETB RS0MOV R0, #20HMOV R3, #0FEHLOOP2:MOV P2, R3MOV DPTR, #TAB1MOV A, @R0MOVC A, @A+DPTRMOV P1, ALCALL DELAYINC R0MOV A, R3JNB ACC.3, LOOP3RL AMOV R3, ALJMP LOOP2LOOP3:POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACCRETTAB1:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,07FH DELAY:MOV R7, #01HDL1: MOV R6, #8EHDL0: MOV R5, #02HDJNZ R5, $DJNZ R6, DL0DJNZ R7, DL1RETCHULI:CJNE A, #25, LPLJMP LP2LP: JNC LP1LP2: MOV B, #10MUL ABMOV B, #51DIV ABLJMP LP3LP1: CLR CSUBB A, #25MOV B, #10MUL ABCLR CSUBB A, #5MOV B, #51DIV ABADD A, #5LP3: RETDELAY100: MOV R6,#01H;误差 0usDL0:MOV R5,#2FHDJNZ R5,$DJNZ R6,DL0RETEND3、中断ORG 0000HSTART:LJMP MAINORG 0003HLJMP INTT0ORG 0100HMAIN: MOV SP, #6FHSETB EASETB EX0MOV DPTR, #0000HMOVX @DPTR, AHERE: LJMP HEREINTT0:MOVX A, @DPTRMOV B, #51DIV ABMOV 23H, A //整数部分放22H中MOV A, #10MOV 22H, A //小数点放22H中MOV A, BLCALL CHULIMOV 21H, A //小数点后第一位放21H中 MOV A, BLCALL CHULIMOV 20H, A //小数点后第一位放21H中 LCALL DIRMOV DPTR, #0000HMOVX @DPTR, ARETIDIR: PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWSETB RS1SETB RS0MOV R0, #20HMOV R3, #01HLOOP2:MOV P2, R3 //位控码初始值MOV DPTR, #TAB1MOV A, @R0MOVC A, @A+DPTRMOV P1, ALCALL DELAYINC R0MOV A, R3JB ACC.3 LOOP3RL AMOV R3, ALJMP LOOP2LOOP3:POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACCRETTAB1:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,07FH DELAY:MOV R7, #01HDL1: MOV R6, #8EHDL0: MOV R5, #02HDJNZ R5, $DJNZ R6, DL0DJNZ R7, DL1RETCHULI:CJNE A, #25, LPLJMP LP2LP: JNC LP1MOV B, #10MUL ABMOV B, #51DIV ABLJMP LP3LP1: CLR CSUBB A, #25MOV B, #10MUL ABCLR CSUBB A, #5MOV B, #51DIV ABADD A, #5LJMP LP3LP2: MOV A, #5MOV B, #0LP3: RETEND五、实验结果六、实验总结通过本次试验掌握了A/D转换的电路设计，掌握了AD0808的使用以及编址技术，熟悉了A/D转换的方法和A/D转换的程序设计方法。

单片机实验报告姓名： XX班级： XXXXX学号： XXXXXXX专业：电气工程与自动化实验1 名称：数据采集_A/D转换一、实验目的⑴掌握A/D转换与单片机接口的方法；⑵了解A/D芯片0809 转换性能及编程方法；⑶通过实验了解单片机如何进行数据采集。

二、实验设备装有proteus和keil软件的电脑一台三、实验说明及实验原理：A/D 转换器大致分有三类：一是双积分A/D 转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并联比较型A/D转换器，速度快，价格也昂贵。

实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。

每采集一次一般需100μs。

由于ADC0809A/D 转换器转换结束后会自动产生EOC 信号（高电平有效），取反后将其与8031 的INT0 相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。

ADC0809 是带有8 位A/D转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。

它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。

(1) ADC0809 的内部逻辑结构由图1.1 可知，ADC0809 由一个8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。

多路开关可选通8 个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。

三态输出锁器用于锁A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

(2) ADC0809 引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7 ~ D0：8 位数字量输出引脚。

IN0 ~ IN7：8位模拟量输入引脚。

VCC：+5V工作电压。

GND：地。

REF（+）：参考电压正端。

REF（-）：参考电压负端。

START：A/D转换启动信号输入端。

ALE：地址锁存允许信号输入端。

（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。

AD转换程序[C语言]2007年10月12日星期五 13:45//实验目的：熟悉A/D转换//软件思路：选择RAO做为模拟输入通道；// 连续转换4次再求平均值做为转换结果// 最后结构只取低8位// 结果送数码管的低3位显示//硬件要求：拨码开关S14第2位置ON，第1位置OFF// 拨码开关S6全部置ON，S5第4-6位置ON，第1-3位置OFF // 为不影响结果，其他拨码开关置OFF。

#include<pic.h> //包含单片机内部资源预定义__CONFIG(0x1832);//芯片配置字，看门狗关，上电延时开，掉电检测关，低压编程关，加密，4M 晶体HS振荡const charTABLE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0X82,0XF8,0X80,0X90};//定义常数0-9的数据表格void DELAY(); //delay函数申明void init(); //I/O口初始化函数申明void display(int x); //显示函数申明//------------------------------------------------//主程序开始void main(){int result=0x00; //定义转换结果寄存器while(1) //死循环{int i; //定义循环次数控制寄存器result=0x00; //转换结果清0for(i=5;i>0;i--) //求5次转换结果的平均值{init(); //调用初始化函数ADGO=0X1; //开启转换过程while(ADGO); //等待转换完成result=result+ADRESL; //累计转换结果}result=result/5; //求5次结果的平均值display(result); //调用显示函数}}//-----------------------------------------------//初始化函数void init(){PORTA=0XFF;PORTD=0XFF; //熄灭所有显示TRISA=0X1; //设置RA0为输入，其他为输出TRISD=0X00; //设置D口全为输出ADCON1=0X8E; //转换结果左对齐，RA0做模拟输入口，其它做普通I/OADCON0=0X41; //系统时钟Fosc/8，选择RA0通道，允许ADC 工作DELAY(); //保证采样延时}//-----------------------------------------------//显示函数void display(int x){int bai,shi,ge,temp; //定义4个临时变量temp=x; //暂存AD转换的结果bai=temp/0x64; //求显示的百位shi=(temp%0x64)/0xa; //求显示的十位ge=(temp%0x64)%0xa; //求显示的个位PORTD=TABLE[bai]; //查表得百位显示的代码PORTA=0x37; //RA3输出低电平，点亮百位显示DELAY(); //延时一定时间，保证显示亮度PORTD=TABLE[shi]; //查表得十位显示的代码PORTA=0x2F; //RA4输出低电平，点亮十位显示DELAY(); //延时一定时间，保证亮度PORTD=TABLE[ge]; //求个位显示的代码PORTA=0x1F; //RA5输出低电平，点亮个位显示DELAY(); //延时一定时间，保证亮度}//----------------------------------------------//延时程序void DELAY() //延时程序{int i; //定义整形变量for(i=0x100;i--;); //延时}。

基于单片机的AD转换电路与程序设计单片机（MCU）是一种集成了处理器核心、内存、输入输出接口和各种外围设备控制器等功能的集成电路。

MCU通常用于嵌入式系统，广泛应用于各个领域，例如家电、工业控制、汽车电子等。

其中，AD转换是MCU中的一个重要模块，用于将模拟信号转换成数字信号。

在应用中，常常需要将外部的温度、湿度、压力或光照等模拟信号进行转换和处理。

AD转换电路一般由模拟输入端、引脚连接、采样保持电路、比较器、取样调节电路、数字输出端等部分组成。

模拟输入端负责接收外部的模拟量信号；引脚连接将模拟输入信号引到芯片的模拟输入端；采样保持电路负责将引脚输入的模拟信号进行采样和保持，保证AD转换的准确性；比较器用于将模拟信号与参考电压进行比较，判断信号的大小；取样调节电路用于调整模拟信号的边界；数字输出端将模拟信号转换成数字信号输出给MCU。

在程序设计方面，MCU通常使用C语言进行编程。

程序设计分为初始化和数据处理两个步骤。

初始化阶段主要包括设置IO口、初始化外设、设置模拟输入通道等工作。

数据处理阶段主要包括数据采样、数值转换、数据处理和输出等工作。

下面以一个简单的温度采集系统为例进行说明。

首先，在初始化阶段，需要设置IO口和外设，以及设置模拟输入通道。

具体步骤如下：1.设置IO口：根据具体需要配置MCU的引脚功能和工作模式。

2.初始化外设：根据需要初始化ADC模块，包括设置采样频率、参考电压等参数。

3.设置模拟输入通道：选择需要转换的模拟输入通道。

接下来，在数据处理阶段，需要进行数据采样、数值转换和数据处理。

具体步骤如下：1.数据采样：使用ADC模块进行模拟信号的采样，将采样结果保存到寄存器中。

2.数值转换：将采样结果转换成数字信号，可以使用如下公式进行转换：数字信号=（ADC采样结果/采样最大值）*参考电压3.数据处理：根据具体需求进行数据处理，例如计算平均值、最大值或最小值，也可以进行滤波或校正。

实验AD转换实验AD转换⼀、实验⽬的了解STC单⽚机ADC的结构；掌握STC单⽚机ADC的使⽤。

⼆、实验原理STC15F2K60S2单⽚机内含8路10位⾼速AD转换器，速度可达30万次/秒。

单⽚机P1⼝既可作为普通I/O⼝，也可作为AD转换器模拟电压输⼊⼝。

AD转换器相关的寄存器如表1所⽰。

表1 ADC转换相关寄存器P1ASF某⼀位为“1”，P1⼝对应的引脚设为模拟功能。

某⼀位为“0”，对应的引脚设为普通I/O。

②ADC控制寄存器ADC_CONTRADC_POWER=1，打开AD转换器电源（关闭电源可降低功耗，ADC初次上电需适当延时，再启动AD转换）。

SPEED1、SPEED0选择AD转换速度。

ADC_FLAG：ADADC_START：AD转换启动控制。

CHS2、CHS1、CHS0：选择模拟输⼊通道P1.0~P1.7。

转换结果存放在ADC_RES和ADC_RESL寄存器中，当CLK_DIV.5/ADRJ=0时，ADC_RES为结果的⾼8位，ADC_RESL为结果的低2位（如表2所⽰）。

当CLK_DIV.5/ADRJ=1时，ADC_RES为结果的⾼2位，ADC_RESL为结果的低8位（如表3所⽰）。

STC15F2K60S2的AD 转换器以Vcc 为参考电压，当ADRJ=0时，10位转换结果与输⼊模拟电压的关系由式（1）计算：VccVin 10240]:ADC_RESL[10],:ADC_RES[7= (1)如果只取⾼8位，则由式（2）计算： VccVin 2560]:ADC_RES[7=……………………………………...…………………（2）当ADRJ=1时，10位转换结果与输⼊模拟电压的关系由式（3）计算：VccVin10240]:ADC_RESL[70],:ADC_RES[1=…………………………………（3）如果单⽚机Vcc 电压不稳，会引起AD 转换误差，在实际应⽤中，可⽤⼀路AD 采样外部的基准电压（如⽤TL431基准电源），另⼀路AD 采样被测电压，按式（4）计算：转换结果基准电转换结果被测VrefVin 源电压= (4)三、实验环境Windows XP ； Keil µ V ision 4； STC-ISP-6.28。

实验十二A/D转换实验一、实验目的1.掌握A/D转换与单片机接口的方法。

2.了解A/D芯片0809转换性能及编程方法。

3.用AT89C51单片机控制ADC0809将模拟信号（0~5V）转换成数值量（0~255），再控制LED数码管以十六进制实时显示出来。

ADC0809为模/数（A/D）转换器。

4.用PROTEUS实现该接口的电路设计和程序设计，并进行实时交互仿真。

5.要求使用查询和中断两种方式编写程序。

二、电路设计1.从PROTEUS库中选取元件①AT89C51.BUS：总线式的单片机；②RES：电阻；③LED-BLUE：蓝色发光二极管；④CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容；⑤CRYSTAL：晶振；⑥AD0808：8位A/D转换器；⑦74LS28：四路或非门；⑧NOT ：非门；⑨74LS373：八 D 锁存器；⑩POT-LIN ：滑动变阻器；○11RESPACK-8：8位排阻。

2.放置元器件3.放置电源和地4.连线5.元器件属性设置6.电气检测三、源程序设计、生成目标代码文件1.流程图2.源程序设计3.源程序编译汇编、生成目标代码文件通过菜单“sourc e →Build All ”编译汇编源程序，生成目标代码文件。

若编译失败，可对程序进行修改调试直至汇编成功。

四、PROTEUS 仿真1.加载目标代码文件2.仿真 单击按钮，启动仿真。

U1X1C1C2U4U5RV1U6U7:AU7:B D1U10D2D3D4U11U12U13D5U14D6D7D8U15U16U17RP1五、思考题：1.目前应用较广泛的A/D 转换器主要有哪几种类型？它们各有什么特点？2.在一个AT89C51单片机与一片ADC0809组成的数据采集系统中，ADC0809的8个通道的地址为7FF8H~7FFFH,试画出相应的接口电路图。