51单片机AD转换电路设计实现
关于AD转换的原理,大家在《数字电子技术》中已经学过,这里做过多的介绍,本文介绍一款经典的8位AD转换芯片ADC0804,基于51单片机设计AD转换电路,并完成测量值的转换。
1 芯片引脚介绍
CS:片选信号,低电平有效,即CS=0时候芯片才能正常工作,单独一个ADC0804芯片时候直接置零。当有多个芯片时候可以通过片选信号实现分时复用。
WR:低电平有效,当WR信号由高到低时候实现一次ADC转换。
RD:低电平有效,RD=0时候可以读取数据。
Vin+:模拟电压输入端。
Vin-:一般接地,当模拟电压是双边输入时候Vin+和Vin-分别接模拟电压的正负极。
VREF/2:参考电压接入引脚,可悬空或接外界电压。接外电压时候芯片的参考电压为所接电压的两倍。悬空时候芯片参考电压为VCC。
CLKR/CLKIN:外接RC电路产生转换所需的时钟信号,CLK=1/1.1RC。
AGND和DGND:模拟和数字地。
INTR:中断请求信号输出引脚,当完成一次AD转换后该引脚为低电平,一般与单片机的中断信号相连。
DB0~DB7:输出转换后的八位二进制结果。
2 ADC0804的一般接法:
Proteus仿真电路:
3 ADC0804的工作时序:
启动转换时序
先将CS置低电平,芯片开始工作,WR随后置低,经过一段时间的低电平之后,WR拉高,AD转换启动,经过1-8个A/D时钟周期后,模数转换完成,INTR引脚拉低,通知单片机本次转换完成。数据读取时序
当INTR为低电平时,先将CS置低,接着RD置低,经过一段时间后数字输出口上的数据达到稳态,此时单片机可以读取数据,读取完成后将RD拉高,最后将CS拉高。INTR自动变化,无需人为操作。一般在只有一片ADC0804芯片时候,可以一直将CS置低。
4 仿真实现
51单片机读取ADC0804数据的方式有两种,一种是通过不断扫描的方式读取;另一种是将ADC0804的INTR引脚接单片机的中断引脚,当AD转换完成后,通过外部中断的方式通知单片机读取数据。
4.1 扫描的方式
Proteus仿真电路图
源代码:
#include <reg51.h> #include <intrins.h> sbit CS=P3^5; sbit adrd=P3^7; sbit adwr=P3^6; unsigned char code display[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; unsigned char com[]={0x01,0x02,0x04,0x08}; unsigned char num,num2=0,time[4]={0,0,0,0},val; float val2; unsigned int val3; void main() { TMOD=0x01; TH0=(65536-917)/256; TL0=(65536-917)%256;; EA=1; ET0=1; TR0=1; CS=0; while(1){ adwr = 1;// _nop_(); adwr = 0;// _nop_(); adwr = 1;// P1 = 0xff;// adrd = 1;// _nop_(); adrd = 0;// _nop_(); val = P1;// adrd = 1;// val2=((val*1.0/255)*5.0); val3=val2*1000; time[0]=val3/1000; time[1]=val3%1000/100; time[2]=val3%100/10; time[3]=val3%10; } } void Timer0() interrupt 1 { TH0 = (65536-917)/256; TL0 = (65536-917)%256;; num++; if(num==10){ num=0; P0=~com[num2]; P2=0xff; if(num2==0) {P2=display[time[num2]]|0x80;} else {P2=display[time[num2]];} num2++; if(num2>=4) num2=0; } }
4.2 外部中断的方式
Proteus仿真电路
源代码:
#include <reg51.h> #include <intrins.h> sbit CS=P3^5; sbit adrd=P3^7; sbit adwr=P3^6; unsigned char code display[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; unsigned char com[]={0x01,0x02,0x04,0x08}; unsigned char num,num2=0,time[4]={0,0,0,0},val; float val2; unsigned int val3; void Delay50ms() //@11.0592MHz { unsigned char i, j, k; _nop_(); _nop_(); i = 3; j = 26; k = 223; do { do { while (--k); } while (--j); } while (--i); } void main() { TMOD=0x01; TH0=(65536-917)/256; TL0=(65536-917)%256;; EA=1; ET0=1; TR0=1; EX0=1; IT0 = 0; CS=0; while(1){ adwr = 1;// _nop_(); adwr = 0;// _nop_(); adwr = 1;// Delay50ms(); } } void Timer0() interrupt 1 { TH0 = (65536-917)/256; TL0 = (65536-917)%256;; num++; if(num==10){ num=0; P0=~com[num2]; P2=0xff; if(num2==0) {P2=display[time[num2]]|0x80;} else {P2=display[time[num2]];} num2++; if(num2>=4) num2=0; } } void Init0() interrupt 0 { adrd = 1;// _nop_(); adrd = 0;// _nop_(); val = P1;// adrd = 1;// val2=((val*1.0/255)*5.0); val3=val2*1000; time[0]=val3/1000; time[1]=val3%1000/100; time[2]=val3%100/10; time[3]=val3%10; }