28．數字電壓表
1．?實驗任務?
利用單片機AT89S51與ADC0809設計壹個數字電壓表，能夠測量0－5V之間的直流電壓值，四位數碼顯示，但要求使用的元器件數目最少。
2．?電路原理圖?
圖1.28.1
3．?系統板上硬件連線?
a)?把“單片機系統”區域中的P1.0－P1.7與“動態數碼顯示”區域中的ABCDEFGH端口用8芯排線連接。
b)把“單片機系統”區域中的P2.0－P2.7與“動態數碼顯示”區域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排線連接。
c)把“單片機系統”區域中的P3.0與“模數轉換模塊”區域中的ST端子用導線相連接。
d)把“單片機系統”區域中的P3.1與“模數轉換模塊”區域中的OE端子用導線相連接。
e)?把“單片機系統”區域中的P3.2與“模數轉換模塊”區域中的EOC端子用導線相連接。
f)?把“單片機系統”區域中的P3.3與“模數轉換模塊”區域中的CLK端子用導線相連接。
g)把“模數轉換模塊”區域中的A2A1A0端子用導線連接到“電源模塊”區域中的GND端子上。
h)把“模數轉換模塊”區域中的IN0端子用導線連接到“三路可調電壓模塊”區域中的VR1端子上。
i)?把“單片機系統”區域中的P0.0－P0.7用8芯排線連接到“模數轉換模塊”區域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。
4．?程序設計內容?
i.?由於ADC0809在進行A/D轉換時需要有CLK信號，而此時的ADC0809的CLK是接在AT89S51單片機的P3.3端口上，也就是要求從P3.3輸出CLK信號供ADC0809使用。因此產生CLK信號的方法就得用軟件來產生了。ii.?由於ADC0809的參考電壓VREF＝VCC，所以轉換之後的數據要經過數據處理，在數碼管上顯示出電壓值。實際顯示的電壓值?(D/256*VREF)
5．?匯編源程序?
ADC0809中文資料
ADC0809是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。?
（1）ADC0809的內部邏輯結構?
由下圖可知，ADC0809由壹個8路模擬開關、壹個地址鎖存與譯碼器、壹個A/D轉換器和壹個三態輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8?路模擬量分時輸入，***用A/D轉換器進行轉換。三態輸出鎖器用於鎖存A/D轉換完的數字量，當OE端為高電平時，才可以從三態輸出鎖存器取走轉換完的數?據。
（2）．?ADC0809引腳結構?
ADC0809各腳功能如下：
D7-D0：8位數字量輸出引腳。
IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。
VCC：+5V工作電壓。
GND：地。
REF（+）：參考電壓正端。
REF（-）：參考電壓負端。
START：A/D轉換啟動信號輸入端。
ALE：地址鎖存允許信號輸入端。
（以上兩種信號用於啟動A/D轉換）.
EOC：轉換結束信號輸出引腳，開始轉換時為低電平，當轉換結束時為高電平。
OE：輸出允許控制端，用以打開三態數據輸出鎖存器。
CLK：時鐘信號輸入端（壹般為500KHz）。
A、B、C：地址輸入線。
ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓範圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。?
地址輸入和控制線：4條?
ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼後被選中的通道的模?擬量進轉換器進行轉換。A，B和C為地址輸入線，用於選通IN0－IN7上的壹路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。
C?B?A?選擇的通道
0?0?0?IN0
0?0?1?IN1
0?1?0?IN2
0?1?1?IN3
1?0?0?IN4
1?0?1?IN5
1?1?0?IN6
1?1?1?IN7
數字量輸出及控制線：11條?
ST為轉換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉換；在轉換期間，ST應保持低電平。EOC為轉換結束信號。當?EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號，用於控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。OE＝1，輸?出轉換得到的數據；OE＝0，輸出數據線呈高阻狀態。D7－D0為數字量輸出線。?
CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，?
VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。?
2．?ADC0809應用說明?
（1）．?ADC0809內部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。?
（2）．?初始化時，使ST和OE信號全為低電平。?
（3）．?送要轉換的哪壹通道的地址到A，B，C端口上。?
（4）．?在ST端給出壹個至少有100ns寬的正脈沖信號。?
（5）．?是否轉換完畢，我們根據EOC信號來判斷。?
（6）．?當EOC變為高電平時，這時給OE為高電平，轉換的數據就輸出給單片機了。
3．?實驗任務?
如下圖所示，從ADC0809的通道IN3輸入0－5V之間的模擬量，通過ADC0809轉換成數字量在數碼管上以十進制形成顯示出來。ADC0809的VREF接＋5V電壓。?
4．?ADC0809應用電路原理圖?
6．?程序設計內容?
（1）．?進行A/D轉換時，采用查詢EOC的標誌信號來檢測A/D轉換是否完畢，若完畢則把數據通過P0端口讀入，經過數據處理之後在數碼管上顯示。?
（2）．?進行A/D轉換之前，要啟動轉換的方法：?
ABC＝110選擇第三通道?
ST＝0，ST＝1，ST＝0產生啟動轉換的正脈沖信號?.
C語言源程序
#include?
unsigned?char?code?dispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};unsigned?char?code?dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsigned?char?dispbuf[8]={10,10,10,10,10,0,0,0};
unsigned?char?dispcount;
sbit?ST="P3"^0;
sbit?OE="P3"^1;
sbit?EOC="P3"^2;
unsigned?char?channel="0xbc";//IN3
unsigned?char?getdata;
void?main(void)
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
P3=channel;
while(1)
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;
while(EOC==0);
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
dispbuf[2]=getdata/100;
getdata=getdata%100;
dispbuf[1]=getdata/10;
dispbuf[0]=getdata%10;
}
}
void?t0(void)?interrupt?1?using?0
{
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
dispcount++;
if(dispcount==8)
{
dispcount=0;
}
dispbuf[i]=temp;?
ST=1;?
ST=0;?
}?
}?
}?
void?t0(void)?interrupt?1?using?0?
{?
CLK=~CLK;?
}?
void?t1(void)?interrupt?3?using?0?
{?
TH1=(65536-4000)/256;?
TL1=(65536-4000)%256;?
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];?
P2=dispbitcode[dispcount];?
if(dispcount==7)?
{?
P1=P1?|?0x80;?
}?
dispcount++;?
if(dispcount==8)?
{?
dispcount=0;?
}?
}