（中職）單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程項(xiàng)目十二電子課件

1、正版課件 內(nèi)容可修改（中職）單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程項(xiàng)目十二電子課件 汽車(chē)運(yùn)用與維修專業(yè) 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 項(xiàng)目十二數(shù)字電壓表 在單片機(jī)實(shí)時(shí)控制和智能儀表等應(yīng)用系統(tǒng)中，控制或測(cè)量對(duì)象的有關(guān)信號(hào)，通常是一些連續(xù)變化的模擬信號(hào)，如溫度、壓力、流量、速度等。這些模擬信號(hào)必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理。本項(xiàng)目采用串行A-D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832采集05V連續(xù)變化的模擬電壓，在四位數(shù)碼管上顯示出對(duì)應(yīng)的電壓值，05V的模擬電壓通過(guò)電位器來(lái)獲得。項(xiàng)目描述（1）了解A-D轉(zhuǎn)換器的工作原理。（2）了解ADC0832的引腳功能和使用方法。知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)（1）能使用ADC0832制作一個(gè)數(shù)字電壓表一、

2、什么是A-D轉(zhuǎn)換器？A-D轉(zhuǎn)換器又稱為“ADC”(Analog Digital Converter), 即“模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器”。其作用是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。A-D轉(zhuǎn)換器種類(lèi)很多，按轉(zhuǎn)換原理形式可分為逐次逼近式、雙積分式和V/F變換式；按信號(hào)傳輸形式可分為并行A-D和串行A-D。并行A-D轉(zhuǎn)換速度快，編程簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是硬件較為復(fù)雜，價(jià)格較高，主要應(yīng)用于視頻和音頻采集等場(chǎng)合；串行A-D硬件電路簡(jiǎn)單、成本低，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度稍慢，編程稍微復(fù)雜一些，主要應(yīng)用速度要求不高的儀器儀表中。A-D轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖所示，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣、保持、量化和編碼后可轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該轉(zhuǎn)換過(guò)程由集成芯片完

3、成，使用比較方便。采樣保持量化編碼數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)二、A-D轉(zhuǎn)換的主要技術(shù)指標(biāo)1. 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率A-D完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間稱為“轉(zhuǎn)換時(shí)間”，轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，其轉(zhuǎn)換速率就越高。2. 分辨率A-D轉(zhuǎn)換器的分辨率表示轉(zhuǎn)換器對(duì)微小輸入量變化的敏感程度，通常轉(zhuǎn)換器用輸出的二進(jìn)制位數(shù)表示。例如AD574轉(zhuǎn)換器，可輸出12位二進(jìn)制數(shù)，即用212個(gè)數(shù)進(jìn)行量化，其分辨率為1LSB(Least Significant Bit，最低有效位)，用百分?jǐn)?shù)表示為1/212100%=0.0244%。量化過(guò)程引起的誤差為量化誤差。量化誤差是由于有限位數(shù)字量對(duì)模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。量化誤差理論上規(guī)定為一個(gè)單位分辨

4、率的1/2LSB，提高分辨率可減少量化誤差。目前常用的A-D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換位數(shù)有8、10、12和14位等。3. 轉(zhuǎn)換精度A-D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度定義為一個(gè)實(shí)際A-D轉(zhuǎn)換器與一個(gè)理想A-D轉(zhuǎn)換器在量化值上的差值。三、A-D轉(zhuǎn)換器ADC0832 1ADC0832引腳說(shuō)明ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種串行接口的8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有體積小、兼容性強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。ADC0832芯片共有8個(gè)引腳，如圖13-5和圖13-6所示，其引腳功能如下：VDD、VSS：電源接地端，VDD同時(shí)兼任參考電壓UREF； ：片選端，低電平有效；DI：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，通道選擇控

5、制；DO：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端，要求低于600KHz；CH0、CH1：模擬信號(hào)輸入端（雙通道）； 2ADC0832的控制方法正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以通常將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。在上述項(xiàng)目中，ADC0832 與單片機(jī)的接口如圖12-7所示。 ADC0832的工作時(shí)序如圖12-8所示，其工作過(guò)程可分為兩個(gè)階段：（1）起始和通道配置：由單片機(jī)發(fā)送，從ADC0832 DI端輸入。 選中該芯片當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入

6、端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 CS=1; /一個(gè)轉(zhuǎn)換周期開(kāi)始 CLK=0; /為第一個(gè)脈沖作準(zhǔn)備 CS=0; /CS置0，片選有效 發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)由單片機(jī)向ADC0832的時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下降沿之前DI端必須是高電平，表示起始信號(hào)。 DIO=1; /DIO置1，規(guī)定的起始信號(hào) CLK=1; /第一個(gè)脈沖 CLK=0; /第一個(gè)脈沖的下降沿，此前DIO必須是高電平 發(fā)送通道選擇信號(hào)在第2、3個(gè)脈沖下

7、降沿之前，DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于通道選擇（CH0或CH1）。當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。 DIO=1; /DIO置1， 通道選擇信號(hào) CLK=1; /第二個(gè)脈沖，第2、3個(gè)脈沖下降沿之前，DI必須發(fā)送輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道，這里選通道CH0 CLK=0; /第二個(gè)脈沖下降沿 DIO=0; /DI置0，選擇通道0活

8、動(dòng)一：識(shí)讀電路圖圖12-1 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表電路圖活動(dòng)一：識(shí)讀電路圖圖中從RP1的中心抽頭獲取05V的直流模擬電壓，送到ADC0832的模擬電壓輸入端(CH0)，ADC0832為串行A-D轉(zhuǎn)換芯片，其時(shí)鐘端接單片機(jī)P3.0端口，芯片轉(zhuǎn)換得到的串行數(shù)字量由ADC0832的D0腳輸出，送到單片機(jī)P3.1端口處理。A-D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電壓值由四位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路顯示。四位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路由U2（74LS245）、U3（7406）和四位一體數(shù)碼管組成?；顒?dòng)二：繪制程序流程圖（見(jiàn)圖12-2）圖12-2 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表主函數(shù)活動(dòng)三：編程（將程序代碼補(bǔ)充完整）void disp(void)uchar i,

9、j;for(i=0;i=3;i+) P2=POSi;j=bufi;if(i=3)P0=_;/在第4位數(shù)碼管的右下角加小數(shù)點(diǎn)else P0=_;/其他位正常顯示delay(4);活動(dòng)三：編程（將程序代碼補(bǔ)充完整）void main(void) uint AD_val; /定義A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)變量 ulong digital_v;/儲(chǔ)存A/D轉(zhuǎn)換后的值 while(1) AD_val= A_D(); /進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換digital_v=_;/將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓值buf0=digital_v%10;buf1=digital_v%100/10;buf2=digital_v%1000/100;b

10、uf3=digital_v/1000;disp(); 活動(dòng)四：繪制Proteus仿真電路（見(jiàn)圖12-3），仿真調(diào)試程序。圖12-3簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表Proteus仿真電路圖活動(dòng)五：焊接并裝配電路，下載程序，測(cè)試功能。元件標(biāo)號(hào)元件名稱數(shù)量R1R510k(1/8W)電阻5個(gè)RP1100k電位器1個(gè)U1單片機(jī)89C51RC1個(gè)DIP40 IC座1個(gè)SEG10.5四位一體共陰數(shù)碼管1個(gè)Y112MHz石英晶體1個(gè)C110F/50V電解電容1個(gè)表12-1 元件列表活動(dòng)五：焊接并裝配電路，下載程序，測(cè)試功能。元件標(biāo)號(hào)元件名稱數(shù)量C2C330pF瓷片電容2個(gè)RST微動(dòng)開(kāi)關(guān)1個(gè)U274LS2451個(gè)DIP20 IC座1個(gè)U374061個(gè)DIP14 IC座1個(gè)U4ADC08321個(gè)表12-1 元件列表【拓展任務(wù)】在該項(xiàng)目基礎(chǔ)上，利用溫度傳感器LM35和運(yùn)算放大器LM324制作一個(gè)數(shù)字溫度表，要求測(cè)量范圍為0-100。芯片資料：（1）LM35 LM35為電壓變化型溫度傳感器，其輸出電壓同攝氏溫度呈線性關(guān)系，其轉(zhuǎn)換公式如下：Vout_LM35(T)=10mv/*T0時(shí)輸出為0V，每升高1，輸出電壓升高10mv，在常溫下不需要校準(zhǔn)處理即可達(dá)到1/4的準(zhǔn)確率，其外形引腳如圖12-9所示?！?/p>