用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统

实验十三并行A/D（电压测量）实验一、实验目的：1、了解ADC0809的转换性能及编程方法；2、掌握ADC0809与8051单片机的接口方法；二、实验内容：1、为了方便观察，将实验例程中ADC0809采集到的数字量以十进制格式显示在右边三位数码管上；原理图：流程图：开始外中断0入口数码管扫描子程序开外中断0 (DPTR)->A R3->A、TAB->DPTR(A+DPTR)->A 0809通道0->DPTR 个十百->R1/R2/R3 PA->DPTR,A->(DPTR)01H->P1,延时启动A/D转换数码管扫描R2->A、TAB->DPTR 原地跳转启动A/D转换(A+DPTR)->APA->DPTR,A->(DPTR)中断返回02H->P1,延时R2->A、TAB->DPTR(A+DPTR)->APA->DPTR,A->(DPTR)02H->P1,延时返回汇编源程序：}2、将实验仪上DAC0832的输出”OUT”接线柱接到ADC0809的通道3（IN3）,程序运行时自动调整写入DAC0832的数字量，使得ADC0809测量到的值为100+5。

原理图：流程图：开始外中断0入口8255初始化0832开中断0 0809->DPTR0809通道3地址->DPTR (DPTR)->AA->R0启动A/D转换个百十->R1/R2/R3数码管扫描原地跳转启动A/D转换0832 R0->A0832->DPTR A=5B? 是R0->A 否A->(DPTR) A>5B? 是延时否R0+1->R0返回R0-1->R0返回汇编源程序：3、将试验仪上电位器输出“0-5V”接ADC0809的通道0（IN0）,DAC0832的输出“OUT”接ADC0809的通道3（IN3）,先调整电位器输出2.5V的电压，程序运行时根据通道0读入的数值对DAC0832的输出进行校准，自动调整写入DAC0832的数字量，使DAC0832输出地电压随电位器输出电压变化。

基于51单片机和ADC0809的数据采集系统摘要：本文介绍了以51单片机为核心构成测控系统中，模拟电压采样及A/D转换方法。

同时也介绍了ADC0809转换芯片的内部结构、工作时序及使用方法，并给出了基于ADC0809构成的测控系统的硬件接口电路和软件编程。

关键字：单片机，电压测量，A/D转换，ADC0809Abstract：This article describes the core components of 51 MCU control system, the analog voltage sampling and A/D conversion method. Also introduce the ADC0809 converter chip's internal structure, timing and methods of work, and gives the control system based on ADC0809, including the hardware interface circuit and software programming.Key words: MCU,Voltage measurement, A/D conversion, ADC0809一、引言：以单片机为核心构成的测控系统，是单片机诸多应用中最为广泛的用途之一，虽然在如今的电子行业，单片机的集成度越来越高，但是了解基本的ADC0809转换芯片还是有必要的，从中也可以学习到AD转换的思想，以及实现方法。

二、系统组成图一为AD转换的系统框图。

其中模拟电压输入为VCC通过划线变阻器进行分压得到，模拟电压输入多路模拟开关LED显示采样/保持单片机处理AD转换图一进而输入至ADC0809的多路模拟开关的其中之一；在经过ADC0809内部结构的处理以及单片机的程序控制，最终实现AD转换。

LED显示电路由4为8段式的LED数码管显示电路，A/D转换电路由8位A/D转换器ADC0809及相关的外围电路组成。

附表1：广州大学学生实验报告开课学院及实验室：物理与电子工程学院-电子楼317室2016年 5 月10 日图7-1 ADC0809工作时序主要控制信号说明：如图7-1所示，START是转换启动信号，高电平有效；ALE是3位通道选择地址（ADDC，ADDB（如IN1或IN2等），由3位地址信号选择，而地址信号由ALE锁存。

EOC是转换情况状态信号（类似于EOC产生一个负脉冲，以示转换结束；在EOC的上升沿后，若输出使能信号OE为高电平，则控制打开三态缓冲器，把位数据结果输至数据总线。

至此ADC0809的一次转换结束。

ADC0809的控制功能。

图7-2 采样状态机结构框图引脚锁定情况：先用14芯线将附图1中“17”和“8”相连，具体管脚锁定情况见“17”和“8”处两边已标出。

程序设计中ADDA、 ADDB 均需赋0。

实验板上的ENABLE即程序中的EOC。

两个数码管显示Q输出，选择模式5的数码管1、2或数码管8、7，不要选择中间的，因中间数码管的部分引脚已被ADC0809使用。

（新实验板没有从ADC0809 D[7：0]连接的数码管。

）（2）在不改变原代码功能的条件下将课本例8-2表达成用状态码直接输出型的状态机。

三、实验HDL描述：module ADC0809(D,CLK,EOC,RST,ALE,START,OE,ADDA,ADDB,Q,LOCK_T);input[7:0] D;input CLK,RST;input EOC;output ALE;output START,OE;output ADDA,ADDB,LOCK_T;output [7:0] Q;reg ALE,START,OE;parameter s0=0,s1=1,s2=2,s3=3,s4=4;reg[4:0] cs,next_state;reg[7:0]REGL;reg LOCK;always @(cs or EOC) begincase(cs)s0:begin ALE=0; START=0;OE=0;LOCK=0;next_state<=s1; ends1:begin ALE=1; START=1;OE=0;LOCK=0;next_state<=s2; ends2:begin ALE=0; START=0;OE=0;LOCK=0;if (EOC==1'b1) next_state=s3;else next_state=s2; ends3:begin ALE=0; START=0;OE=1;LOCK=0;next_state=s4; ends4:begin ALE=0; START=0;OE=1;LOCK=1;next_state<=s0; enddefault:begin ALE=0; START=0;OE=0;LOCK=0;next_state=s0; endendcase endalways @(posedge CLK or posedge RST) beginif(RST) cs<=s0;else cs<=next_state; endalways @(posedge LOCK)if(LOCK) REGL<=D;assign ADDA=0; assign ADDB=0; assign Q=REGL;assign LOCK_T=LOCK;endmodule四、仿真结果：ADC0809采样状态机工作时序如上图所示，复位信号（RST）后进入状态s0（ADC0809初始化）。

基于8051单片机的数据采集系统设计一．设计任务设计一个数据采集系统，要求：1.有一组开关量和1路模拟量，采样开关量控制一组发光二极管，定时采样模拟量并显示出来。

2.定时采样ADC0809某通道模拟信号，每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。

3.定时的实现。

二．设计思路数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。

本设计采用单路模拟信号的数据采集。

设计思路为：通过传感器采集待测的信号，将其转换为相应的电压信号，经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。

每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。

而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。

单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232，通过芯片MAX232进行电气匹配。

目录一．系统总统设计方案二．系统的硬件设计2.1信号调理电路2.2数据采集电路2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍三．系统的软件设计3.1主程序3.2 A/D转换3.3数据采集中断程序四．设计总结五．参考文献六．附录—数据采集系统原理图一．系统总统设计方案根据系统基本要求，将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。

数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。

系统框图如下图1所示。

图1 一般系统框图二．系统的硬件设计2.1信号调理电路信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。

如图2所示，为避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应设前置放大环节。

图2 信号调理过程2.2 数据采集电路把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。

8通道精密模拟量数据采集器设计一.设计描述目标：设计一能采集8个通道的模拟量的精密数据采集系统。

主要技术指标： （1）模拟量通道数：8；（2）AD 转换分辨率：14位（数据实质是12位，加符号位和过量程指示位，总共14位）； （3）模拟量输入范围：0-4.8V ；（3）数据通信与显示方式：采集到的数据通过串口发送到上位计算机，由计算机显示数据；（4）上位计算机与数据采集系统（下位机）通信方式：串口通信，主从通信方式，上位机为主机，下位机为从机。

由上位机发起通信，下位机响应，将采集到的8路数据一并发送到计算机中。

二、方案设计按要求，设计数据采集器方案如下所示：数据采集器采用STC51系列单片机作为微控制器，模拟开关MAX308的地址A0、A1、A2分别与P1.0~P1.2连接，通过控制P1口输出来选择输入信号，将信号依次输入送入双积分AD 转换器ICL7109的模拟信号输入端，在使用模拟开关时，将模拟开关的输出端连接到ICL7109的输入通道即可。

ICL7109的转换结果通过P0口传给单片机，单片机将采集结果通过串行通信RS232接口上传给上位PC 机，实现数据的采集。

数据采集器方案示意图1. 电路原理图a) STC12C5A60S2单片机电路本实验中选取STC12C5A60S2单片机作为微控制器，需要片外11.0592MHz 的振荡器。

在本此实验中程序及数据不多，故无需另加外部程序存储器。

单片机部分的电路如下所示：单片机AT89S52双积分AD 转换器ICL7109多路模拟开关MAX308RS232串行接口计算机模拟量输入b)数据输入部分通道选择电路数据输入部分由模拟开关MAX308实现多路信号的切换。

MAX308是单8路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A0、A1、A2来切换。

其中脚1、14和16是地址码A0、A1、A2的输入端；输入脚A0、A1、A2分别与单片机P1.0~P1.2相连，改变P1输出即可切换输入通道，控制脚接高。

用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统《计算机控制技术》课程设计报告课题名称运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统专业电子信息工程班级学生姓名1学号指导教师2012年 10月 23日1.设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的组成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。

(1)掌握数据采集系统的设计方法。

(2)结合8051设计一个8路数据采集系统。

2(设计内容设计一由80C51控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上0-5V 的模拟电压进行采集的能力，且可以用键盘选择装换通道，选择ADC0809作为A/D 转换芯片。

并在显示器上动态显示采集的数据。

3(设计要求(1)根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。

(2)画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。

(3)用protel软件绘制电路原理图。

(4)软件设计，给出流程图。

4. 系统总体设计步骤第一步:信号调理电路第二步:8路模拟信号的产生与A/D转换器2被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。

考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器(ADC0809)。

第三步:发送端的数据采集与传输控制器第四步:人机通道的接口电路第五步:数据传输接口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。

经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。

经过分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统采用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。

数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端(单片机、PC或其它设备)组成。

使用8051单片机与ADC0809设计数据采集系统一.试验目的:了解数据采集系统得基本结构，实现一个简单的A/D转换电路.二．试验器材：示波器，信号发生器，电源，单片机仿真器，89C51,ADC0809,74LS74,74LS02，导线若干。

三.试验内容: 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。

2. 能够顺序采集各个通道的信号。

3. 采集信号的动态范围：0～5V。

4. 每个通道的采样速率：100 SPS。

5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。

6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。

四.参考资料：1．芯片管脚图：ADCADC0809模数转换器的引脚功能IN0～IN7:８路模拟量输入。

A、B、C:３位地址输入，２个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。

ALE:地址锁存启动信号，在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。

D0～D7:八位数据输出线，A/D转换结果由这８根线传送给单片机。

OE:允许输出信号。

当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。

START:启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始 EOC:转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。

CLK:时钟输入信号，0809的时钟频率范围在10～1200kHz，典型值为640kHz。

2．数据采集系统电路图：ADC0809是带有8：1多路模拟开关的8位A/D转换芯片，所以它可有8个模拟量的输入端，由芯片的A，B，C三脚来选择模拟通道中的一个。

A，B，C三端分别与8051的P1.0~P1.2相接。

地址锁存信号(ALE)和启动转换（START），由P2.7和/WR或非得到。

输出允许，由P2.7和/RD或非得到。

时钟信号，可有8051的ALE输出不过当采用6M晶振时，应该先进行二分频，以满足ADC0809的时钟信号必须小于640K的要求。

单片机课程设计报告班级：通信一班姓名：马楠学号：6007206095目录一、8051单片机系统简介二、硬件电路原理图设计及说明三、程序流程四、程序代码五、实验总结一、8051单片机系统简介单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。

单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。

80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。

MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。

l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。

l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。

l P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）AT89S51单片机及其引脚说明AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB 的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。

它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8位微处理器于单片芯片中，具有高性价比。

AT89S51是一个有40个引脚的芯片，引脚配置如图2 AT89S51引脚配置所示。

图2 AT89S51引脚配置AT89S51芯片的40个引脚功能为：VCC 电源电压。

GND 接地。

RST 复位输入。

当RST变为高电平并保持2个机器周期时，将使单片机复位。

WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。

DISKRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。

XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分作用?(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。

其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。

4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。

计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。

目录1 引言 (1)2设计原理及要求 (2)2.1数字电压表的实现原理 (2)2.2数字电压表的设计要求 (2)3软件仿真电路设计 (3)3.1设计思路 (3)3.2仿真电路图 (3)3.3设计过程 (3)3.4 AT89C51的功能介绍 (4)3.4.1简单概述 (4)3.4.2主要功能特性 (4)3.4.3 AT89C51的引脚介绍 (5)3.5 ADC0808的引脚及功能介绍 (6)3.5.1芯片概述 (6)3.5.2 引脚简介 (7)3.5.3 ADC0808的转换原理 (7)3.7 LED数码管的控制显示 (7)3.7.1 LED数码管的模型 (7)3.7.2 LED数码管的接口简介 (8)4系统软件程序的设计 (8)4.1 主程序 (8)4.2 A/D转换子程序 (10)4.3 中断显示程序................................ 错误!未定义书签。

5电压表的调试及性能分析. (11)5.1 调试与测试 (11)5.2 性能分析 (11)6电路仿真图 (12)7总结 (13)参考文献 (14)附录1 源程序....................................... 错误!未定义书签。

附录2 仿真原理电路 (23)1 引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

数字电压表（DigitalV oltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力理。