12位AD转换器与单片机的接口电路设计要点(可打印修改)

[17]. Pin28(STS)——工作状态指示信号端， 当 STS=1 时，表示转换器正处于转换状 态，当 STS=0 时，声明 A/D 转换结束， 通过此信号可以判别 A/D 转换器的工作状 态，作为单片机的中断或查询信号之用。
AD574A 控制端标志意义
CE
0XX
X
x1X
X
100
X
100
X
101
7
[13]. Pin13(10V IN)——10V 量 程模拟电压输入端。
[14]. Pin14(20V IN)——20V 量 程模拟电压输入端。
[15]. Pin15(DGND)——数字地端。
[16]. Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12 条数据总线。通过这 12 条数据总线 向外输出 A/D 转换数据。
输
A
入
D
模
5
拟
7
量
4
1
模
A
拟
D
输
5
入
7
量
4
2
模拟输入变量……
8
0
7 4
C
L
显示
S
5
3
输出
7
1
3
11
图 2.2.1 单片机的内部晶振 图 2.2.2 数码管显示
图 2.2.3 74373 的接口设计
12
图 2.2.4 AD574 接口图
第三章
软件设计
3.1 硬件电路总体及部分设计
AD574A 的接口电路
置 1，即可从数据端读取数据。
A0
工作状态
X
禁止
X
禁止
0
启动 12 位转换
1
启动 8 位转换
X
12 位并行输出有效
0
高 8 位并行输出有效
1
低 4 位并行输出有效
74LS373
八 D 锁存器(3S,锁存允许输入有回环特性) 简要说明: 373 为三 态输出的八 D 透明锁存器,共有 54/74S373 和 54/74LS373 两
硬件设计
AD574A 是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速 12 位逐次比较型 A/D 转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少， 功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接 少量的阻容件即可构成一个完整的 A/D 转换器，其主要功能特性如下：
[5]. Pin5( )——读转换数据控制端。
[6]. Pin6(CE)——使能端。 现在我们来讨论 AD574A 的 CE、 、 、 和 A0 对其工作状态的控制过 程。在 CE=1、 =0 同时满足时，AD574A 才会正常工作，在 AD574 处于工 作状态时，当 =0 时 A/D 转换，当 =1 是进行数据读出。 和 A0 端用 来控制启动转换的方式和数据输出格式。A0-0 时，启动的是按完整 12 位数 据方式进行的。当 A0=1 时，按 8 位 A/D 转换方式进行。当 =1，也即当 AD574A 处于数据状态时，A0 和 控制数据输出状态的格式。当 =1 时， 数据以 12 位并行输出，当 =0 时，数据以 8 位分两次输出。而当 A0=0 时，输出转换数据的高 8 位，A0=1 时输出 A/D 转换数据的低 4 位，这四位 占一个字节的高半字节，低半字节补零。其控制逻辑真值表见表 1。 [7]. Pin7(V+)——正电源输入 端，输入+15V 电源。
分辨率：12 位 非线性误差：小于±1/2LBS 或±1LBS 转换速率：25us 模拟电压输入范围：0—10V 和 0—20V，0—±5V 和 0—±10V 两档四种 电源电压：±15V 和 5V 数据输出格式：12 位/8 位 芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式
6
AD574A 的引脚说明：
第三章 软件设计…………………………………….12 3.1 基本原理内容设计…………………………12 3.2 keil 编程调试……………………………….13 3.3 proteus 仿真电路图………………………...19
第三章 结果分析及总结………………………………..19
附录 …….................................................................................20
5．设计成果形式及要求：
提交内容：课程设计说明书（原理设计、PCB 制作过程要在设计说明书详细说 明）。
基本要求：设计的原理图满足任务书的设计要求。
6．工作计划及进度：
2012 年 12 月 19 日 ～ 12 月 24 日 查阅资料，熟悉任务要求，理解设计原
理
2012 年 12 月 25 日 ～ 12 月 27 日 方案设计
2012 年 12 月 28 日 ～ 12 月 31 日 电路原理图，PCB 图
2013 年 01 月 01 日 ～ 01 月 13 日 电路仿真
2013 年 01 月 14 日 ～ 01 月 15 日 整理设计说明书
2013 年 01 月 16 日
设计答辩与考核
系主任审查意见：
签字： 年月日
3
目录
8051 单片机与 AD574A 的接口电路，其中还使用了三态锁
存器 74LS373 和 74LS00 与非门电路，逻辑控制信号由( 、
和 A0)有 8051 的数据口 P0 发出，并由三态锁存器
74LS373 锁存到输出端 Q0、Q1 和 Q2 上，用于控制
AD574A 的工作过程。AD 转换器的数据输出也通过 P0 数
总 线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，
也不为总线的负载，但 锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当
锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低
电平时，O 被锁存在 已建立的数据电平。 当 LE 端施密特触
发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善
400mV。 引出端符号： D0～D7 数据输入端 OE 三态允许控
[1]. Pin1(+V)——+5V 电源输入端。
[2]. Pin2( )——数据模式选择端，通过此引 脚可选择数据纵线是 12 位或 8 位输出。
[3]. Pin3( )——片选端。
[4]. Pin4(A0)——字节地址短周期控制端。与 端用来控制启动转换的方式和数据输出格
式。须注意的是， 端 TTL 电平不能直接 +5V 或 0V 连接。
4
第一章 设计任务及功能要求 1.1 摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断 的走向深入，单片机对我们的生活影响越来越大，很多工业领 域中都用到单片机，日常生活中我们也离不开单片机的应用。 当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会， 随着电子产业数字化程度的不断发展，逐渐形成了以数字系统 为主体的格局。A/D 和 D/A 转换器作为模拟和数字电路的借口， 正受到日益广泛的关注。随着数字技术的飞速发展，人们对 A/D 和 D/A 转换器的要求也越来越高，新型模拟/数字和数字/ 模拟之间的转换技术不断涌现，正是因为这些，高集成度的逻 辑器件应运而生，而且发展迅速，它不断地更新换代以满足程 序的要求，并尽可能的提高其利用率。本课程设计就对其中
接+5V
101
接 0V
101
接 0V
AD574A 的工作模式：以上我们所述的是 AD574A 的全控状态，如果需 AD574A 工 作于单一模式，只需将 CE、 端接至 +5V 电源端， 和 A0 接至 0V，仅用 端 来控制 A/D 转换的启动和数据输出。当
=0 时，启动 A/D 转换器，经 25us 后 STS=1，表明 A/D 转换结束，此时将
8
种线路 结构型式，其主要电器特性的典型值如下(不同厂家具
体值有差别):
型号
tpd
Pd
54S373/74S373
7ns
525mW
54LS373/74LS373
17ns
12.mW
373 的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。 当三态允许控制端
OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或
54XXX …………………………………. -55~125℃ 74XXX
………………………………….
0~70℃
存储温度
…………………………………………. -65~150℃
推荐工作条件： 电源电压 Vcc
54/74S373
54LS373/74LS373
最小 额定 最大 最小 额定 最大
单
54 4.5
5 5.5 4.5
5
5.5
位
74 4.75 5 5.25 4.75 5 5.25
输入高电平电压 ViH
2
2
V
10
54 输入低电平电压 ViL 74
54 输出高电平电流 IOH 74
54 输出低电平电流 IOL 74
0.8
0.7
0.8
0.8
V
-2
-1
-6.5
-2.6
mA
20
12
20
Leabharlann Baidu24
mA
2.2 硬件电路总体及部分设计
制端（低电平有效） LE 锁存允许端 O0~O7 输出端
外部管腿图：
逻辑图：
9
真值表：
极限值: 电源电压 …………………………………………. 7V 输
入电压 54/74S373…………………………….…………. 5.5V
54/74LS373……………………………………. 7V 输出高阻态时
高电平电压 …………………………. 5.5V 工作环境温度
1．设计目的：
1．掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； 2．学习简单电路系统设计，掌握 Protel99 的使用方法； 3．掌握 8051 单片机、12 位 A/D 芯片 AD574 的应用； 4．学习掌握硬件电路设计的全过程。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
1．学习掌握 8051 单片机的工作原理及应用； 2. 学习掌握 12 位 A/D 芯片 AD574 的工作原理及应用； 2. 设计基于 AD574 的 12 位模拟信号采集器的工作原理图及 PCB 版图； 3. 整理设计内容，编写设计说明书。 4.Protues 仿真。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、 图纸、实物样品等〕：
1．该设计理论上可以实现某种功能。 2．本课程设计说明书。 3．硬件原理图及 PCB 图。
2
课程设计任务书
4．主要参考文献：
① 童诗白．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，2002 ② 张建华．数字电子技术．北京：机械工业出版社，2004 ③ 陈汝全．电子技术常用器件应用手册．北京：机械工业出版社，2005 ④ 毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2005 ⑤ 潘永雄．电子线路 CAD 实用教程．西安：西安电子科技大学出版社，2002 ⑥ 张亚华．电子电路计算机辅助分析和辅助设计．北京：航空工业出版社，2004
5
AD574 模数转换器在微机数据采集系统中的应用加以阐述。
关键字：AD574 转换器，80c51 单片机，LED 数码显示，串行
输出
1.2 设计课题及任务 1．掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； 2．学习简单电路系统设计，掌握 Protel99 的使用方法； 3．掌握 8051 单片机、12 位 A/D 芯片 AD574 的应用； 4．学习掌握硬件电路设计的全过程。
1.3 功能要求及说明 1．学习掌握 8051 单片机的工作原理及应用； 2. 学习掌握 12 位 A/D 芯片 AD574 的工作原理及应用； 3. 设计基于 AD574 的 12 位模拟信号采集器的工作原理图及 PCB 版图； 4. 整理设计内容，编写设计说明书。 5.Protues 仿真。
第二章 2.1 系统设计元器件功能说明 12 位 AD574 功能及引脚说明
[8]. Pin8(REF OUT)——10V 基 准电源电压输出端。
[9]. Pin9(AGND)——模拟地端。
[10]. Pin10(REF IN)——基准电 源电压输入端。
[11]. Pin(V-)——负电源输入端， 输入-15V 电源。
[12]. Pin1(V+)——正电源输入 端，输入+15V 电源。
第一章 设计任务及功能要求……………………….5 1.1 摘要…………………………………………5 1.2 设计课题及任务……………………………5 1.3 功能要求及说明…………………………....5
第二章 硬件设计…………………………………….6 2.1 系统设计元器件功能说明…………………7 2.2 硬件电路总体及部分设计…………………10
课程设计任务书
2012/2013 学年第 1 学期
学
院：
专
业：
学 生 姓 名：
课程设计题目 ：
电子与计算机科学技术学院
学 号： 12 位 A/D 转换器与单片机的接口电路设计
起 迄 日 期: 课程设计地点 : 指 导 教 师: 系主任 ：
下达任务书日期:
2012 年 12 月 19 日
1
课程设计任务书