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微机原理与汇编语言ADC0809数字温度计设计.doc

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.53M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    微机原理与汇编语言综合性实验 微机原理与汇编语言 综合性实验任务书 实验项目名称：A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 课程名称：微机原理与汇编语言 面向专业：信息与计算科学专业 计划学时：4 学时=实验课内 2 学时+实验课外 2 学时 实验类型: √ 综合 设计 实验目的：掌握 A/D 转换原理，掌握 0809A/D 转换芯片的硬件电路和 软件编程。 实验要求：包括开发环境要求，技术文档要求两部分。 开发环境要求： 软件环境：windows98/windowsXP/windows2000，QTH-8086B 环境 硬件环境：计算机（Pen4CPU, 256MRAM，60G 以上硬盘，输入输出 设备） 技术文档要求： 按照实验报告编写要求进行。要求流程图绘制规范，软、硬件功能 描述清晰，实验总结深刻。 实验内容： 1 熟悉 A/D 转换原理及相关芯片。 2 掌握 ADC0809 数字温度计设计应用原理，用汇编语言编写相关程 序。 1
    A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 3 在 QTH-8086B 环境中运行编译好的的程序，将转换的结果在数码 管上显示，调节电位器观察数码管上数据的变化，得出相关结论。 实验方案（任务提示）：按照系统板上硬件连线要求，在 QTH-8086B16 位微机教学实验仪上连好相关线路。利用 AD590 温度传感器完成温度 的测量，把转换的温度值的模拟量送入 ADC0809 的其中一个通道进行 A/D 转换，将转换的结果进行温度值变换之后送入数码管显示。 实验仪器设备：每个学生一台计算机、QTH-8086B 16 位微机教学实验 仪。 实验报告版式要求 A4 纸张打印；上下页边距各 2.5cm，左右页边距各 3.0cm，页眉 1.5cm 页脚 1.75cm；页码位于页脚居中打印；奇数页页眉“微机原理与汇编 语言综合性实验”，偶数页页眉“A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计”， 页眉宋体小 5 号，一级标题：黑体三号粗体字；二级标题：黑体 4 号； 三级标题黑体小 4 号，正文，宋体 5 号。 实验报告装订顺序与规范 封面 A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计综合实验任务书 A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计综合实验报告 左边缘装订 2
    微机原理与汇编语言综合性实验 微机原理与汇编语言综合性实验报告 实验项目名称：A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 专业班级： 数学 061 ；姓名： 冯 凯 ；学号 200612010115 实验起止日期： 2008 年 12 月 13 日起 2008 年 12 月 20 日止 一．实验目的：掌握 A/D 转换原理，掌握 0809A/D 转换芯片的硬件电路和软件编程。 二．实验要求： 2.1 开发环境要求： 软件环境：windows98/windowsXP/windows2000，QTH-8086B 环境 硬件环境：计算机（Pen4CPU, 256MRAM，60G 以上硬盘，输入输出设备） 2.2 技术文档要求： 按照实验报告编写要求进行。要求流程图绘制规范，软、硬件功能描述清晰，实验总结 深刻。 三．实验内容：实验原理，实验电路，连线 3.1 实验原理： 在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模 / 数转换器 （A D 转换器，简称 ADC） 3.2 ADC0809 的内部结构： ADC0809 是 CMOS 的 8 位模/数转换器，采用逐次逼近原理进行 A/D 转换，芯片内有模拟 多路转换开关和 A/D 转换两大部分，可对 8 路 0～5V 的输入模拟电压信号分时进行转换。器 件的核心部分是 8 位 A / D 转换器，它由比较器、逐次渐近寄存器、D / A 转换器及控制和定 时 5 部分组成。 模拟多路开关由 8 路模拟开关和 3 位地址锁存译码器组成，可选通 8 路模拟输入中的任 何一路，地址锁存信号 ALE 将 3 位地址信号 ADDA、ADDB、ADDC 进行锁存，然后由译码电路选 通其中的一路，被选中的通道进行 A/D 转换。A/D 转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器（SAR）、 256R 电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等。另外 ADC0809 输出具有 TTL 三态锁存缓 冲器，可直接连到 CPU 数据总线上。 ADC0809 的多路转换： 3
    A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 在实时控制与实时检测系统中，被控制与被测量的电路往往是几路或几十路，对这些电 路的参数进行模/数、数/模转换时，常采用公共的模数、数模转换电路。因此，对各路进行 转换是分时进行的。此时，必须轮流切换各被测电路与模数、数模转换电路之间的通道，以 达到分时切换的功能。 3.3 ADC0809 的主要性能： (1) 8 位逐次逼近型 A/D 转换器，所有引脚的逻辑电平与 TTL 电平兼容。 (2) 带有锁存功能的 8 路模拟量转换开关，可对 8 路 0～5V 模拟量进行分时切换。 (3) 输出具有三态锁存功能。 (4) 分辨率：8 位，转换时间：100μs。 (5) 不可调误差：±1LBS，功耗：15mW。 (6) 工作电压：+5V，参考电压标准值+5V。 (7) 片内无时钟，一般需外加 640KHz 以下且不低于 100KHz 的时钟信号。 3.4 ADC0809 的内部结构图： 3.5 ADC0809 转换时序： 首先输入地址选择信号，在 ALE 信号作用下，地址信号被锁存，产生译码信号，选中一 路模拟量输入。然后输入启动转换控制信号 START（不小于 100ns ），启动 A/D 转换。转换 4
    微机原理与汇编语言综合性实验 结束，数据送三态门锁存，同时发出 EOC 信号，在允许输出信号控制下，再将转换结果输出 到外部数据总线。 3.6 ADC0809 转换时序图： 3.7 ADC0809 的引脚图 ADC0809 是采用 CMOS 工艺制成的单片 8 位 8 通道逐次渐近型模 / 数转换器，其逻辑框 图及引脚排列如图上图所示。 3.8 ADC0809 的引脚功能说明如下： INo－IN7：8 路模拟信号输入端 A2、A1、A0：地址输入端 5
    A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 ALE：地址锁存允许输入信号，在此脚施加正脉冲，上升沿有效，此 时锁存地址码，从而选 通相应的模拟信号通道，以便进行 A / D 转换。 START：启动信号输入端，应在此脚施加正脉冲，当上升沿到达时， 内部逐次逼近寄存器复 位，在下降沿到达后，开始 A / D 转换过程。 EOC：转换结束输出信号（转换结束标志），高电平有效。 OE：输入允许信号，高电平有效。 CLOCK(CP)：时钟信号输入端，外接时钟频率一般为 640KHz。 Vcc：＋5V 单电源供电 VREF(+)、VREF(-)：基准电压的正极、负极。一般 VREF(+)接+5V 电源，VREF(-)接地。 D7－Do ：数字信号输出端 3.9 ADC0809 与 CPU 连接： 3.10ADC0809应用说明 （1）．ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。 （2）．初始化时，使ST和OE信号全为低电平。 （3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）．在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 （5）．是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。 （6）．当 EOC 变为高电平时，这时给 OE 为高电平，转换的数据就输出给单片机了。 1）模拟量输入通道选择 8 路模拟开关由 A 、A 、A 1 2 0 三地址输入端选通 8 路模拟信号中的任何一路进行 A / D 转换地址 译码与模拟输入通道的选通关系如下表所示。 6
    微机原理与汇编语言综合性实验 3.11 D / A 转换器 以 DAC0832 为例， DAC0832 采用 CMOS 工艺制成的单片电流输出型 8 位数 / 模转换器。下图 是 DAC0832 的逻辑框图及引脚排列。图 DAC0832 单片 D/A 转换器逻辑框图和引脚排列。器件 的核心部分采用倒 T 型电阻网络的 8 位 D / A 转换器，如图所示。它是由倒 T 型 R－ 2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 VREF 四部分组成。 运放的输出电压为： V 0  f V R  REF n R 2  D n 1  n 1   2  D n 2  n  2  2    D 0   0 2 由上式可见，输出电压 V O 与输入的数字量成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。 一个 8 位的 D / A 转换器，它有 8 个输入端，每个输入端是 8 位二进制数的一位，有一 个模拟输出端，输入可有 2 8 ＝256 个不同的二进制组态，输出为 256 个电压之一，即输出电 压不是整个电压范围内任意值，而只能是 256 个可能值。 7
    A/D 转换器 ADC0809 数字温度计设计 3.12 DAC0832 的引脚功能说明如下： D0－D7 ：数字信号输入端 ILE：输入寄存器允许，高电平有效 CS： 片选信号，低电平有效 1WR：写信号 1，低电平有效 XFER：传送控制信号，低电平有效 2WR：写信号 2，低电平有效 IOUT1，IOUT2：DAC 电流输出端 RfB ：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的反馈电阻 VREF ：基准电压（－10～+10）V VCC ：电源电压（＋5～＋15）V AGND：模拟地 GNGD：数字地 DAC0832 输出的是电流，要转换为电压，还必须经过一个外接的运算放大器，实验线 路如图所示。 按上图接线，电路接成直通方式，即  CS   WR WR , 2 2 , ,  XFER 、接地；ALE、V 、V CC REF 接+5V 电源；运放电源接±15V；D ～D 0 7 接逻辑开关的输出插口，输出端 v O 接直流数字电压表。 (2) 调零，令 D 0 ～D 7 全置零，调节运放的电位器使μA741 输出为零；令 D ～D 7 0 全为 1， 观察运放输入端电压值，如不是-5V，则可在 0832 的第 9 端与μA741 的第 6 接线端之间接一 个 1kΩ的可变电阻，调节该电位器使输出达到要求值。 8
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