数模转换实验

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1、1引言与时间成连续函数的物理量，一般都称之为模拟量。人们在工业生产及科研过程中遇到的被测量绝大部分是模拟量。例如：电压，电流，温度，压力，位移，速度等。计算机技术是测量与控制自动化与智能化的关键，是现代测控技术的核心技术之一。现代计算机是数字计算机，它无法直接处理模拟信号，因此欲实现基于计算机的测量与控制，必须具备将连续变化的模拟信号转变成计算机能够识别及处理的数字信号的手段。为此模/数转换技术应运而成，并成为现代测控技术中的重要组成部分。将模拟量转换为一定码制的数字量称为模/数转换。经过多年的发展，模/数转换技术日趋先进，其转换原理多样化，先进的制造工艺确保了现代模数

2、转换器达到了前所未有的先进水平。2功能综述本实验实现对TMS470MCU通道2和3的模拟输入量进行采集和转换，将结果显示在LED上，并且还要显示两个两个输入量的最大值。其间可以通过可变电阻改变模拟输入量，观察显示结果。3硬件设计3.1工作原理TMS470内部集成的A/D转换器将从通道2和通道3采集到的模拟信号进行10位转换，转换成的数字信号输出，然后通过软件实现将其显示到LED上。3.2硬件组成介绍：TMS470是基于32位RISC指令结构的ARM7TDMI芯片壳设计的一款满足工业标准级应用的芯片，，包含着两种指令结构：在对指令要求高代码密集型使用16位指令，而在快速执

3、行中可以使用32位指令，使设计充满灵活性。并提供1MBFLASH以及丰富的外围接口：SPI、SCI、ECP、CAN等等，另外还有16个十位模数转换通道。最高能达到60MHz，6个7段LED分别显示通道2和3的模拟量以及两个模拟量的大者。LED显示电路如图1所示。图1LED显示电路4软件设计4.1软件总体设计总体设计主要包括：设置A/D采样的时钟频率；启动采样；获取转换结果；中断显示。4.1.1设置A/D采样的时钟频率A/D采样频率取决于A/D采样预分频寄存器。假定CPU主时钟的频率为60MHz，并且将A/D采样预分频寄存器置为20，而完成一次转换至少需要16个时钟周期，

4、则采样频率可采用下面公式计算：f=60MHz/[2×（20+1）]/164.1.2启动采样将转换启动寄存器的位0置1可启动转换。当转换启动后，该位会被自动清除；启动转换时，还需要指定转换通道。4.1.3获取转换结果当A/D转换结束后，可以读寄存器的内部。通过写代码等待通道2的A/D转换，完毕后读取数据。4.1.4中断显示当数据读取完毕后，还要将数据最终显示在LED上，本实验是通过中断实现将数据在LED上显示出来。4.2软件流程图如图2所示，为A/D采集转换显示的流程图，其中中断程序编写较为繁琐，当A/D转换结束后，通过中断扫描，将转换结果实时显示在LED上，并还将显示较

5、大值。图2A/D采集转换显示流程图5实验结果在将程序按步骤编译调试后，在LED数码管上会显示三个数据，如图3所示，其中前2个数码管显示的是通道2的模拟量，中间2个数码管显示的是通道3的模拟量，最后2个数码管显示的是两个通道的较大值。通过调节通道2和3的滑动变阻器可以改变通道2和3的模拟量，验证软件实现结果。