实验四AD转换-亮度测量实验.doc

实验四 A/D转换-亮度测量实验一 实验目的 熟悉0809的工作原因，掌握A/D转换程序的设计方法以及以51连接的接口电路设计方法。学习传感器件的应用。二实验内容和要求 按照硬件连接图和程序流程图，编写A/D转换程序，通过调节ADC0809的REF与转换值之间的关系，了解光敏电阻的电气特性。 光敏电阻特性：光敏电阻的阻值与亮度成反比，电气特性等效于一个可变电阻，如实验电路所示R13光敏电阻和电阻R16（4K7）串联，光敏电阻的阻值随环境亮度而变化，加在光敏电阻的电压也随之变化。变化的电压加分到0809的IN-0端和监视电路。单片机通过74LS373和与非门，访问0809，对IN-0端电压进行AD转换，并将数据处理后通过数码管显示出来。数码管的显示数值满足以下公式：显示数值=IN-0/REF+X256.三 实验主要仪器设备和材料：1.AMC51单片机综合开发系统一台 2.微机一台四实验方法，步骤及结果测试1.开启AMC51实验装置，检查跳线，一般无需改动。2.运行KEIL，具体操作步骤参照实验一。3.参考以下电路图和流程图编写程序。4.编译程序，把把生成的.HEX目标文件下载到AT89S51运行。5.观察程序在AMC51实验装置的实际运行情况。（1）同手挡住“亮度传感器”，改变亮度，观察数码管的数值变化。（2）调节ADC0809的REF+观察REF和采样电压的关系。先按一下液晶屏下方的“RESET”再按一下“MODES SWITCH”按钮，液晶屏切换到MODE1.。用一字小螺丝刀分别顺时针和逆时针扭动“亮度传感器”下方蓝色长方体的变阻器上面的螺丝。从液晶屏观察到REF的变化。五 实验报告要求1. 实验原理分析，实验现象及结果。实验原理：光敏电阻的阻值与亮度成反比，电气特性等效于一个可变电阻，如实验电路所示R13光敏电阻和电阻R16（4K7）串联，光敏电阻的阻值随环境亮度而变化，加在光敏电阻的电压也随之变化。变化的电压加分到0809的IN-0端和监视电路。单片机通过74LS373和与非门，访问0809，对IN-0端电压进行AD转换，并将数据处理后通过数码管显示出来。数码管的显示数值满足以下公式：显示数值=IN-0/REF+X256.ADC0809的工作过程首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。 （1）定时传送方式 对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128s，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。 （2）查询方式 A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。 （3）中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。实验现象：（1）通过手挡住“亮度传感器”，降低亮度，数码管的逐渐数值变大，大到255就不再增加，因为显示数值=IN-0/REF+X256.，随着亮度的变小，光敏电阻的阻值随环境亮度变小而变大，加在光敏电阻的电压也随之变化，变化的电压加分到0809的IN-0端也变大（具体数值已经通过A/D转换输出，可以从液晶屏直接读出），从而数码管的数值在参考电压REF+没有变的情况下，显示数值也增加，输入电压IN-0最大等于基准电压REF+,因而显示值大约是256，实验显示最大是255.（2）调节REF+的，同理，因为显示数值=IN-0/REF+X256.，调节REF+，可以改变数码管的显示值，最大依然是256，调节REF+的具体数字也可以直接从液晶屏读出，REF+越大，数码管的显示值越小，基准电压REF+越小，数码管的显示值越大，最大为256，实验显示最大是255.，存在一定误差。结果：通过调节ADC0809的参考电压REF（以及亮度传感器）与转换值之间的关系，了解光敏电阻的电气特性，光敏电阻的阻值与亮度成反比，电气特性等效于一个可变电阻。2. 完成思考题，修改后的程序代码清单（详细注释）程序代码如下CHENL EQU 5CH ；A/D转换通道地址DISPLAY_BUFFER EQU 5DH；显示缓存DS0 EQU 3FH；数码管个位DS00 EQU 3EH；数码管十位DS000 EQU 3DH ；数码管百位DS0000 EQU 3CH；数码管千位 ORG 0000H；下一条指令的地址为0000H AJMP MAIN；跳转到MAIN函数 ORG 0013H；外部中断INTI AJMP INT_1 ；跳转到INT_1 函数ORG 0030H ；下一条指令的地址为0030H MAIN: ；初始化程序 SETB IT1 ；INTI边沿触发 SETB EX1 ；开INTI中断SETB EA ；CPU开放中断MOV CHENL,#0F8H ；通道0口地址MOV DPH,#7FH ；ADC0809高位地址#7FHMOV DPL,CHENL ；ADC0809低位地址放AD转换数据MOV A,#0 ；A清除数据MOVX DPTR,A ；启动A/DLOOP_MAIN: ；等待子程序AJMP LOOP_MAIN ；等待INTI中断INT_1: PUSH PSW；外部中断1程序PUSH ACC ；保护现场 PUSH DPH PUSH DPLMOV DPH,#7FH ；重新设置ADC0809高位地址#7FHMOV DPL,CHENL ；继续放AD转换数据MOVX A,DPTR ；读取A/D转换值MOV DISPLAY_BUFFER,A ；保存A/D的数值ACALL TRAN_BCD；将A/D的数值转换成BCD码ACALL DISP；调用串行显示子程序ACALL DELAY；调用延时程序MOV DPH,#7FH ；再次设置ADC0809高位地址#7FHMOV DPL,CHENL ；再次放AD转换数据MOV A,#0 ；A清除数据MOVX DPTR,A；再次A/D启动程序POP DPL ；恢复现场POP DPHPOP ACC POP PSW ；弹出标志位RETI ；中断返回DELAY:MOV R6,#64H;R5，R6为临时延时变量D22:MOV R5,#0F9H ；6M晶振延时0.1SD21:DJNZ R5,D21 ；R5减为0继续DJNZ R6,D22 ；R6减为0继续RET ；子程序返回TRAN_BCD:MOV A,DISPLAY_BUFFER ；读入缓冲MOV R7,#0AH ；R7为10MOV B,R7 ；送10到BDIV AB ；求数码管个位MOV DS0,B ；将个位数字送到显示发送缓冲MOV B,R7 ；送10到BDIV AB ；求数码管十位MOV DS00,B ；将十位数字送到显示发送缓冲MOV B,R7DIV AB ；求数码管百位MOV DS000,B ；将百位数字送到显示发送缓冲MOV B,R7DIV AB ；求数码管千位MOV DS0000,B ；将千位数字送到显示发送缓冲RET ；子程序返回DISP:MOV R7,#4 ；串行显示程序（4位数码管） MOV R0,#DS0000 ；千位数据先放在R0DL0:MOV A,R0 ；取待显示的数据MOV DPTR,#TAB ；查表MOVC A,A+DPTR ；查得相应的七段代码MOV SBUF,A ；启动串行口发送数据DL1:JNB T1,DL1 ；等待一帧发送结束 CLR TI ；清串行口中断标志INC R0 ；指向下一个数据DJNZ R7,DL0 ；R7为零继续RET ；共阴七段数码管代码表TAB:DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H ；（0-6段码） DB 0BEH,0E0H,0FEH,0E6H,0EEH,03EH,9CH ；（7-9 A B C段码）DB 7AH,9EH,8EH ；（D-F段码）END 思考题1.在0809的IN-1段已接入热敏电阻，要测量温度的变化应将原程序如何修改？ 答：将MOV DPH,#7FH；通道0口地址 改为通道1口地址，使其通道一接受数据并进行AD转化。通道1口地址暂时不会求。2.为何从数码管观察到，在亮度没有变化的情况下，随着ADC0809的REF+的变化，AD转化结果发生变化。 答：因为D转化结果显示数值=IN-0/REF+X256.，随着ADC0809的REF+的变化，调节REF+，可以改变数码管的显示值，最大依然是256，调节REF+的具体数字也可以直接从液晶屏读出，REF+越大，数码管的显示值越小，基准电压REF+越小，数码管的显示值越大，最大是当输入电压IN-0等于基准电压REF+时为256，实验显示最大是255.，存在一定误差。