AD转换的数字电压表

珞珈学院A/D转换器设计数字电压表专业：通信工程年级：2009级学生：郭吕超设计时间：2011.12.22目录1.实验器件介绍 (3)2.数字电压表仿真图 (4)3.实验设计原理 (5)4.数字电压表C语言程序 (6)一．实验器件介绍1.ADC0804芯片介绍ADC0804是一个8位CMOS型逐次比较式A/D转换器，具有三态锁存输出功能，最短转换时间为100us，其芯片实物图和引脚图如下：CS:片选信号，低电平有效；RD：外部读取转换结果的控制信号，当RD为高电平时，DB0-DB7为高阻态；当RD为低电平时，数据才会通过DB0-DB7输出；WR:A/D转换器启动控制信号，当WR由高电平变为低电平时，转换器被清零，当WR由低电平变为高电平时，A/D转换正式开始；CLK IN和CLK R:时钟输入端，在ADC0804片内有时钟发生器，采用内部时钟时，在CLK IN CLK R 和地线之间连接RC电路即可，ADC0804的工作频率约为100-1460khz,若使RC 电路作为时钟，其振荡频率为1/（1.1RC）；INTR：中断请求输出信号，当A/D转换结束时，INTR引脚输出低电平，只有当数据被取走后（单片机发出读数据指令），此引脚才会变为高电平；VIN+和VIN-：差动模拟电压输入端，若输入为单端正电压，VIN-应接地，若差动输入，则输入信号直接加入VIN+和VIN-；AGND.DGND:模拟信号地与数字信号地，若系统对抗干扰要求严格，则这两条地线必须分接地；VREF/2：参考电压值的一半，若在ADC0804组成的电路中需要的参考电压为5V，则此引脚可以悬空。

若电路中需要使用的参考电压小于5V，即参考电压值的一半小于2.5V，这时可将此引脚连接到需要的参考电压值（如4V）的1/2电压值上（如 2V），在ADC0804芯片内部会自动判断参考电压的选择，当VREF/2引脚的电压值低于2.5V时，芯片会自动选择由VREF/2引脚电压放大2倍以后的电压值作为参考电压。

DB0-DB7：8位数字输出端。

2.LCD1602液晶介绍1602字符型LCD有16个引脚，其芯片实物图和引脚图如下：1602字符型LCD具有较丰富的指令集，如下表：下面介绍LCD1602引脚功能：VSS：电源地；VDD:+5V逻辑电源；VEE:液晶驱动电源；RS：寄存器选择(RS=1，数据；RS=0，命令)； R/W:读.写操作选择(R/W=1，读；R/W=0，写)； E：使能信号；DB0-DB7：数据总线；Black1:背光电源线；Black2:背光电源地线；二．数字电压表仿真图三．实验设计原理1.实验硬件设备：LCD1602液晶显示器一块，ADC0804芯片一片，两个滑动变阻器，一个150pF电容，两个200欧姆的电阻，一个10K欧姆的电阻，STC89C51芯片，电源，地线，按键（复位电路和晶振电路另加），杜邦线诺干。

2.ADC0804在使用时，外围电压的连接比较简单，只需要对参考电压和时钟输入端进行设计即可。

通常情况下，时钟的输入可以选用RC谐振电路，ADC0804可以进行A/D转换的时钟频率为100—1460KHZ，典型值为640KHZ，这里选用R=10K欧姆.C=150PF的谐振电路，利用公式1/(1.1RC)计算后，此时的时钟频率约为606KHZ，与典型值十分接近。

3.模拟电压的计算：这里选用的是8位A/D转换器，数值的变化范围是0—255(00H-FFH)，模拟电压的输入范围是0-5V，每个数码的变化，对应的电压值的变化为0.0196V，所以要计算模拟电压值，就可以利用下面的公式进行计算：V=D*0.0196式中，V为计算出的模拟电压值，D为A/D转换器转换后的数字量。

4.克服浮点运算方法：从上式不难看出，在计算过程，需要乘以一个0.0196，这是一个小数，在计算机中称为浮点数。

而对于8位单片机来说，不具有浮点运算能力，如果一定要计算浮点数，将占用单片机中大量的内存单元和CPU时间。

这里采用一种简单的方法：就是将从A/D读取进来的数字量直接乘以196，即进行整数运算，运算结果是真正值的1000倍，这个整数运算的速度是非常快的，不会占用过多的CPU时间。

由于是两个8位的二进制数相乘，得到的结果不会超过16位二进制数。

5.电压值的显示：最常用到的二进制转换成BCD码的方法是用除法。

先用得到的16位二进制数除以10000，得到的商就是模拟电压值的整数部分（模拟电压的输入为0-5V，所以整数部分只有1位），得到的余数是模拟电压值的小数部分；接下来用余数除以1000，商是十分位，余数作为被除数再除以100，商为百分位，余数再除以10，商为千分位。

这样就将16位的二进制数转换成了4位BCD码。

四．数字电压表C语言程序//珞珈09级通信单片机实验《AD转换器设计数字电压表》#include<reg51.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcd_rs=P2^0;sbit lcd_en=P2^1;sbit cs=P2^7; //AD片选sbit rd=P2^6;sbit wr=P2^5;sbit INTR=P3^2;//中断请求信号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转换是否结束，结束为低电平INTR=0;shu=AD_read();shu=shu*196;D1=shu/10000;//整数部分，0.0196v是最小变化量shu=shu%10000;D2=shu/1000;//十分位数shu=shu%1000;D3=shu/100;//百分位数shu=shu%100;D4=shu/10;//千分位数display(D1,D2,D3,D4);//显示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);//指针加减与移动write_com(0x0c);//光标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');write_com(0x80+0x0c);write_shu('o');write_com(0x80+0x44);write_shu(0x30+qian);//0x30代表数字0write_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初始化函数{cs=1;wr=1;rd=1;}void AD_start()//AD启动{ P1=0xff;cs=0;//开wr=0;wr=1;//写完后关闭cs=1;}uint AD_read(){cs=0;rd=0;delay(1);temp=P1;rd=1;cs=1;return(temp);}人间处处单片机！。