单片机教案8.docx
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单片机教案8
常州轻工职业技术学院
单片机原理及应用课程授课教案NO21
授课日期
授课班级
课题
AD转换电路
授课类型
现场教学
授课时数
2
教学
目的
使学生掌握A/D转换芯片0809与单片机的接口及编程应用
明确AD转换芯片的特点和作用
重点
难点
A/D转换芯片0809与单片机的接口及编程应用
A/D转换芯片0809与单片机的接口
教具
挂图
PPT课件、WAVE6000仿真软件、LAB6000实验仪、小哨兵多媒体教学软件
教学
及
过程分配
主要教学内容
教学方法
的运用
10分
10分钟
10分钟
25分钟
15分钟
10分钟
10分钟
一、AD转换电路概述
在工业控制和智能化仪器仪表中,需要控制或测量如温度、压力、流量、速度等模拟量,这些模拟量要先经传感器转换为与此对应的模拟电信号,计算机要处理这种信号,必须将模拟量转换成数字量,这一转换称模数转换(A/D)。
图1:
计算机对生产过程进行实时控制原理示意图
实现模数转换的电路称A/D转换器或ADC。
ADC可分为直接ADC和间接ADC两大类。
直接ADC:
输入模拟信号直接被转换成相应的数字信。
如计数型ADC、逐次逼近型ADC和并行比较型ADC等
特点:
1.工作速度高
2.转换精度容易保证
3.调准也比较方便
用途:
微机控制应用系统
间接ADC:
输入模拟信号先被转换成某种中间变量(如时间、频率等),然后再将中间变量转换为最后的数字量。
如单次积分型ADC、双积分型ADC等
特点:
1.工作速度较低
2.转换精度较高
3.抗干扰性强
用途:
一般在测试仪表中用得较多
常用器件分类:
位数:
8位、12位、16位
接口:
串行、并行
输出结果:
二进制形式、BCD码形式
本次课程主要讲述逐次逼近型AD0809的应用。
二、8位并行A/D转换芯片0809
(1)IN0~IN7:
八个模拟量输入端,允许8路模拟量分时输入,共用一个A/D转换器;
(2)ADDA、ADDB、ADDC:
通道端口选择线,ADDC为高位,将ADDC,ADDB,ADDA简称为C、B、A,地址编码关系如下:
地址编码
被选中的通道
CBA
000
IN0
001
IN1
010
IN2
011
IN3
100
IN4
101
IN5
110
IN6
111
IN7
(3)ALE:
地址锁存允许,当ALE为上升沿时,可将地址选择信号C、B、A锁入地址寄存器内。
(4)START:
启动脉冲信号输入端。
当需启动/D转换过程时,在此端加一个正脉冲,脉冲的上升沿将所有的内部寄存器清零,下降沿时开始/D转换过程。
(5)EOC:
转换结束信号,当A/D转换完毕之后,该端由低电平跳转为高电平,
(6)OE:
输出允许信号,高电平有效。
此信号用以打开三态输出锁存器,将A/D转换后的8位数字量输出至单片机的数据总线上。
(7)CLOCK:
定时时钟输入端,最高允许频率为640kHZ,转换一次最短时间为100us。
(8)D7~D0:
数字量输出端。
(9)VREF(+)和VREF(-):
参考电压端,一般VREF(+)=5V,VREF(-)=0V。
(10)VCC、GND:
+5V电源及地。
一、应用
(一)任务
ADC0809的IN0通道接一电位器,提供模拟量输入,编制程序,将模拟量转换成二进制数字量,用8255A的PA口输出到发光二极管显示。
(二)硬件接线
图5:
实验电路接线
根据LAB6000实验仪的译码电路的工作情况分析,ADC0809的地址的为/CS0对应的地址--8000H,8255A的地址为/CS1对应的地址9000H。
(三)载入程序
将教材上的程序录入、汇编、执行
(四)上机练习
理论上AD转换公式:
Uref=Vref(+)-Vref(-)
误差:
ΔU=±
实际测量结果:
模拟量
二进制数字量
十进制数字量
计算值
2.5
2.48
2.52
结论:
二、工作原理
(一)逐次逼近型ADC的结构
包括四个部分:
比较器、DAC、逐次逼近寄存器和控制逻辑。
逐次逼近型ADC是将大小不同的参考电压与输入模拟电压逐步进行比较,比较结果以相应的二进制代码表示。
1.转换前先将寄存器清零。
2.转换开始后,控制逻辑将寄存器的最高位置为1,使其输出为100…0。
这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟参考电压Uo,送到比较器与输入Ui进行比较。
(1)若Uo>Ui,说明寄存器输出数码过大,故将最高位的1变成0,同时将次高位置为1;
(2)若Uo≤Ui,说明寄存器输出数码还不够大,则应将这一位的1保留,依次类推将下一位置1进行比较,直到最低位为止。
3.比较结束,寄存器中的状态就是转化后的数字输出,此比较过程与用天平称量一个物体重量时的操作一样,只不过使用的砝码重量依次减半。
(二)ADC0809的内部结构
ADC0809是采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片,其内部逻辑结构如图8—21所示,它内部除A/D转换部分外,还带有锁存功能的八通道多路模拟开关和8位三态输出锁存器。
(三)ADC0809的工作时序图。
图4:
ADC0809的工作时序图
(四)ADC0809主要特性
ADC0809为8路模拟量输入的芯片,转换电压为-5V~+5V,分辨率为8位,转换时间为100us,转换绝对误差为土1LSB,单一+5V供电,28脚DIP结构封装,功耗15mw。
三、思考题
1.从通道1输入时如何接线?
2.本例程采用了何种编程方式?
还可采用其它方式吗?
讲解
图示
讲解
讲解
图示
讲解
结合图示讲解
上机练习
巡回指导
图示
讲解
讲解
结合图示讲解
结合图示讲解
课
后
小
记
授课教师
常州轻工职业技术学院
单片机原理及应用课程授课教案NO22
授课日期
授课班级
课题
AD转换电路
授课类型
现场教学
授课时数
2
教学
目的
使学生掌握A/D转换芯片0809与单片机的接口及编程应用
明确AD转换芯片的特点和作用
重点
难点
A/D转换芯片0809与单片机的接口及编程应用
A/D转换芯片0809与单片机的接口
教具
挂图
PPT课件、WAVE6000仿真软件、LAB6000实验仪、小哨兵多媒体教学软件
教学
及
过程分配
主要教学内容
教学方法
的运用
5分钟
20分钟
复习上一堂课内容
一.硬件工作原理分析
1.模拟量输入
2.参考电压的选择
3.如何提供时钟?
4.选择输入通道
5.片选地址和通道地址确定
6.启动AD转换
提问
讲解
20分钟
45分钟
7.如何判断转换结束?
1)延时
2)查询
3)中断
8.读取转换值
二、软件编程
有三种方式
1)延时方式
org0000H
MAIN:
movdptr,#9003H;8255控制口
mova,#82H
movx@dptr,a;置PA口为通用输出口
movdptr,#8000H
mova,#0
movx@dptr,a;选择通道0,起动A/D
mova,#40h
djnzACC,$;延时>100us
movxa,@dptr;读入结果
movr7,#100
dly:
movdptr,#9000H;8255PA口
movx@dptr,a;从PA口输出二进制转换值
djnzr7,dly;延时
ljmpMAIN
end
2)查询方式
chk:
jbp3.2,chk
3)中断方式
ORG0003H
LJMPAD_int0
ad_int0:
pushdph
pushdpl
pushacc
movdptr,#8001h
movxa,@dptr
movb,a
popacc
popdpl
popdph
reti
三、学生上机练习
要求:
1.从通道1输入模拟量
2.分别采用查询方式和中断方式编程
程序分析
巡回指导
课
后
小
记
授课教师
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