基于单片机与模数转换器的仿真实例.doc

本文的仿真实例见网址

1,基于51单片机与ADC0832的仿真

I 以下是.h文件
1. include.h文件

#ifndef __INCLUDES_H__
#define __INCLUDES_H__

#include <at89x51.h>
#include "SMC1602.h"
#include "adc0832.h"
#include "delay.h"

#endif

2. SMC1602.h文件
#ifndef __SMC1602_H__
#define __SMC1602_H__
#include <at89x51.h>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<LCD设置函数》》》》》》》》》》
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
#define LcdInitiate() WriteInstruction(0x01);WriteInstruction(0x38);WriteInstruction(0x0C); //初始化

//WriteInstruction(0x01); 清屏
//WriteInstruction(0x38); 显示模式设置：8位2行5x7点阵
//WriteInstruction(0x0C); (0x0C)文字不动，光标自动右移
//WriteInstruction(0x0F); 显示器开、光标开、闪烁开

#define RS P2_0 //寄存器选择信号：
// 0--数据寄存器；
// 1--指令寄存器。

#define RW P2_1 //读写信号：
// 1--读LCD；
// 0--写LCD。
#define E P2_2 //片选信号，当输入下降沿信号时，
//执行指令或传送数据。
#define BF P0_7 //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>
//< 写数据命令>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
void WriteInstruction(unsigned char dictate); //1602写命令函数
void WriteAddress(unsigned char x);
void WriteData(unsigned char dat); //把1个数据写入LCD。

#endif

3. adc0832.h文件
#ifndef __adc0832_H__
#define __adc0832_H_
#include <at89x51.h>
unsigned char A_D();

#endif

4.delay.h文件

#ifndef __delay_h__
#define __delay_h__

#include <at89x51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

void delay1ms();
void delaynms(uchar n);
void delay(uint i);
#endif

II .c文件
1. main.c文件
#include "includes.h"

uchar code digit[10]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字
uchar code Str[]={"Volt="}; //说明显示的是电压
///********************************************************
//以下是电压显示的说明2
//*********************************************************
///*****************************************************
//函数功能：显示电压符号
//**************************************************
void display_volt(void)
{
uchar i;
WriteAddress(0x03); //写显示地址，将在第2行第1列开始显示
i = 0; //从第一个字符开始显示
while(Str[i] != '\0') //只要没有写到结束标志，就继续写
{
WriteData(Str[i]); //将字符常量写入LCD
i++; //指向下一个字符
}
}

///*****************************************************
//函数功能：显示电压的小数点
//***************************************************
void display_dot(void)
{
WriteAddress(0x09); //写显示地址，将在第1行第10列开始显示
WriteData('.'); //将小数点的字符常量写入LCD
}

///****************************************************
///函数功能：显示电压的单位(V)
//***************************************************
void display_V(void)
{
WriteAddress(0x0c); //写显示地址，将在第2行第13列开始显示
WriteData('V'); //将字符常量写入LCD

}

///*****************************************************
//函数功能：显示电压部分
//入口参数：x
//***************************************************
void display(uint x)
{
uchar i,j,k;
i=x/100; //取十位（小数点后第一位）
j=x%100/10;
k=x%10;
WriteAddress(0x08); //写显示地址,将在第1行第11列开始显示
WriteData(digit[i]); //将小数部分的第一位数字字符常量写入LCD
WriteAddress(0x0a); //写显示地址,将在第1行第11列开始显示
WriteData(digit[j]); //将小数部分的第一位数字字符常量写入LCD
WriteData(digit[k]);
}

main(void)
{
uint aa;
uint AD_val; //储存A/D转换后的值
LcdInitiate(); //将液晶初始化
delaynms(5); //延时5ms给硬件一点反应时间
display_volt(); //显示温度说明
display_dot(); //显示温度的小数点
display_V(); //显示温度的单位
while(1)
{
AD_val= A_D(); //进行A/D转换
aa=(AD_val)/51*100+(AD_val%51)*100/51;
display(aa); //显示小数部分
delaynms(250); //延时250ms
}

}

2. SMC1602.c文件

//*********************************************************
//***************************ＳＭＣ１６０２驱动程序*************************
//*******************************头文件及宏定义************************** //*************************************************************************************************
#include "SMC1602.h"
#include <delay.h>
#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

//*************************************************************************************************
//***************************把1个命令写入LCD*************************
//*************************************************************************************************

void WriteInstruction(uchar dictate) //1602写命令函数
{
RS=0; //选择指令寄存器
RW=0; //选择写
P0=dictate; //把命令字送入P2
delaynms(5); //延时一小会儿，让1602准备接收数据
E=1; //使能线电平变化，命令送入1602的8位数据口
E=0;
}

/*****************************************************
函数功能：指定字符显示的实际地址
入口参数：x
***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"
}

//*************************************************************************************************
//***********************把1个数据写入LCD************************
//*************************************************************************************************
void WriteData(uchar dat) //1602写数据函数
{

RS=1; //选择数据寄存器
RW=0; //选择写
P0=dat; //把要显示的数据送入P2
delaynms(5); //延时一小会儿，让1602准备接收数据
E=1; //使能线电平变化，数据送入1602的8位数据口
E=0;
}

3 adc0832.c文件

#include "adc0832.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

#define CS P3_4
#define CLK P1_0
#define DIO P1_1

uchar A_D()
{
uchar i,dat;
CS=1; //一个转换周期开始
CLK=0; //为第一个脉冲作准备
CS=0; //CS置0，片选有效

DIO=1; //DIO置1，规定的起始信号
CLK=1; //第一个脉冲
CLK=0; //第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平

DIO=1; //DIO置1， 通道选择信号
CLK=1; //第二个脉冲，第2、3个脉冲下沉之前，DI必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道CH0
CLK=0; //第二个脉冲下降沿
DIO=0; //DI置0，选择通道0
CLK=1; //第三个脉冲
CLK=0; //第三个脉冲下降沿

DIO=1; //第三个脉冲下沉之后，输入端DIO失去作用，应置1
// CLK=1; //第四个脉冲
for(i=0;i<8;i++) //高位在前
{
CLK=1; //第四个脉冲
CLK=0;
dat<<=1; //将下面储存的低位数据向右移
dat|=(uchar)DIO; //将输出数据DIO通过或运算储存在dat最低位
}
CS=1; //片选无效
return dat; //将读出的数据返回
}

4.delay.c文件
#include<delay.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

/*****************************************************
函数功能：延时1ms
(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒
***************************************************/
void delay1ms()
{
uchar i,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<33;j++)
;
}
/*****************************************************
函数功能：延时若干毫秒
入口参数：n
***************************************************/
void delaynms(uchar n)
{
uchar i;
for(i=0;i<n;i++)
delay1ms();
}

void delay(uint i)
{
while(--i);
}

2.基于51单片机与ADC0832的仿真

/* 名称：ADC0809 数模转换与显示
说明：ADC0809 采样通道3 输入的
模拟量，转换后的结果显示在数码管上。
*/
#include<reg51.h>
#include<delay.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//各数字的数码管段码（共阴）
uchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
sbit CLK=P1^3; //时钟信号
sbit ST=P1^2; //启动信号
sbit EOC=P1^1; //转换结束信号
sbit OE=P1^0; //输出使能
uint getdata,AD_val;

//显示转换结果
void display(uint d)
{

P2=0xf7; //数码管显示个位数
P0=tab[d%10];
delaynms(1);

P2=0xfb; //数码管显示十位数
P0=tab[d%100/10];
delaynms(1);

P2=0xfd; //数码管显示百位数
P0=0x80;
delaynms(1);
P0=tab[d/100];

delaynms(1);

}
//主程序
void main()
{
TMOD=0x02; //T0 工作模式2
TH0=216;
TL0=216;
IE=0x82;
TR0=1;
P1=0x3f; //选择ADC0809 的通道3（0111）（P1.4~P1.6）
while(1)
{
ST=0;ST=1;ST=0; //启动A/D 转换
while(EOC==0); //等待转换完成
OE=1;
AD_val=P3;

getdata=(AD_val)/51*100+(AD_val%51)*100/51;
display(getdata);
OE=0;
ST=1;
ST=0;
}
}
//T0 定时器中断给ADC0808 提供时钟信号
void Time0() interrupt 1
{
CLK=~CLK;
}

3用芯片的性能和使用方法。
1. ADC 0808/0809
ADC 0808和ADC 0809除精度略有差别外(前者精度为8位、后者精度为7位)，其余各方面完全相同。它们都是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
1) 主要技术指标和特性
（1）分辨率： 8位。
（2）总的不可调误差： ADC0808为±LSB,ADC 0809为±1LSB。
（3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。
（4）单一电源： +5V。
（5）模拟输入电压范围： 单极性0～5V；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。
（6）具有可控三态输出缓存器。
（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。
（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。
2) 内部结构和外部引脚
ADC0808/0809的内部结构和外部引脚分别如图11.19和图11.20所示。内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：

图11.19 ADC0808/0809内部结构框图

（1）IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。
（2）D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。
（3）ADDA、ADDB、ADDC——模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。
（4）VR(+)、VR(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。

图11.20 ADC0808/0809外部引脚图

表11.3 地址信号与选中通道的关系
地 址
选中通道
ADDC
ADDB
ADDA
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7

（5）ALE——地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号常和START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。
（6）START——A/D转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始A/D转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。
（7）EOC——转换结束信号，高电平有效。该信号在A/D转换过程中为低电平，其余时间为高电平。该信号可作为被CPU查询的状态信号，也可作为对CPU的中断请求信号。在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下，EOC也可作为启动信号反馈接到START端，但在刚加电时需由外电路第一次启动。
（8）OE——输出允许信号，高电平有效。当微处理器送出该信号时，ADC0808/0809的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下，该信号往往是CPU发出的中断请求响应信号。
3) 工作时序与使用说明
ADC 0808/0809的工作时序如图11.21所示。当通道选择地址有效时，ALE信号一出现，地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随ALE之后(或与ALE同时)出现。START的上升沿将逐次逼近寄存器SAR复位，在该上升沿之后的2μs加8个时钟周期内(不定)，EOC信号将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC再变高电平。微处理器收到变为高电平的EOC信号后，便立即送出OE信号，打开三态门，读取转换结果。

图11.21 ADC 0808/0809工作时序

模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能在转换过程中进行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为ADC0808/0809的时间特性允许这样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。
如用EOC信号去产生中断请求，要特别注意EOC的变低相对于启动信号有2μs+8个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用EOC上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请求。

/* 名称：ADC0809 数模转换与显示
说明：ADC0809 采样通道3 输入的
模拟量，转换后的结果显示在数码管上。
*/

#include<reg51.h>
#include<delay.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//各数字的数码管段码（共阴）
uchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
sbit CLK=P1^3; //时钟信号
sbit ST=P1^2; //启动信号
sbit EOC=P1^1; //转换结束信号
sbit OE=P1^0; //输出使能
uint getdata,AD_val;

//显示转换结果
void display(uint d)
{

P2=0xf7; //数码管显示个位数
P0=tab[d%10];
delaynms(1);

P2=0xfb; //数码管显示十位数
P0=tab[d%100/10];
delaynms(1);

P2=0xfd; //数码管显示百位数
P0=0x80;
delaynms(1);
P0=tab[d/100];

delaynms(1);

}
//主程序
void main()
{
TMOD=0x02; //T0 工作模式2
TH0=216;
TL0=216;
IE=0x82;
TR0=1;
P1=0x3f; //选择ADC0809 的通道3（0111）（P1.4~P1.6）
while(1)
{
ST=0;ST=1;ST=0; //启动A/D 转换
while(EOC==0); //等待转换完成
OE=1;
AD_val=P3;

getdata=(AD_val)/51*100+(AD_val%51)*100/51;
display(getdata);
OE=0;
ST=1;
ST=0;
}
}
//T0 定时器中断给ADC0808 提供时钟信号
void Time0() interrupt 1
{
CLK=~CLK;
}