AD转换实验报告.doc

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1、A/D转换实验报告摘要本设计是利用AT89C51、ADC0809、CD4027芯片为核心，加以其他辅助电路实现对信号的A/D转换，其中以单片机AT89C51为核心控制A/D转换器。先是对信号进行采集，然后用ADC0809对信号实现从模拟量到数字量的转换。改变采样数据，调整电路，使其达到精确转换。目录1.方案设计与论证11.1理论分析11.2输出、输入方案选择11.3显示方案21.4时钟脉冲选择22.硬件设计22.1A/D转换器模块22.2单片机模块32.3JK触发器模块43软件设计44.仿真验证与调试54.1测试方法

2、54.2性能测试仪器74.4误差分析75.设计总结及体会7附录（一）实物图8附录（二）软件程序91.方案设计与论证1.1理论分析8位A/D转换由芯片内部的控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A转换器及电压比较器组成，它具有将模拟量转换成数字量的特性，其原理图如下：AD转换原理图（1）1.2输出、输入方案选择A/D转换器有多路选择器，可选择八路模拟信号IN0~IN7中的一路进入A/D转换。现在选择IN0通道作为输入，则对应的地址码位ADDC=0、ADDB=0、ADDA=0。当转换完成后，OE=1，打开三态输出锁存

3、缓冲器，将转换数据从D7~D0口输出到单片机的P0端口。A/D转换器IN口输入D端口输出图（2）71.3显示方案单片机控制数码管显示有两种动态和静态两种方法，由于静态控制数码管每次只能显示一位，造成资源浪费，所以选择动态扫描，并增加变换频率。1.4时钟脉冲选择方案一：可以直接用矩形波来控制方案二：ALE通过JK触发器完成二分频，然后Q端接CLK。因为晶振的频率是12MHz，ALE的频率为12NHz×1/6=2MHz,经过JK触发器二分频后就是1MHz.2.硬件设计2.1A/D转换器模块A/D转换电路图（3）模拟量从I

4、N0端口输入，经电压比较器后输入到控制电路，转换后从D0~D7口输出，地址码位ADDC=0、ADDB=0、ADDA7=0。OE端输出允许控制信号，EOC转换结束控制信号，EOC=0，转换结束后EOC=1。START转换启动信号，上升沿将片内寄存器清零，下降沿开始A/D转换。时钟信号输入端CLOCK接触发器Q端，把1MHz的信号作为时钟脉冲输入。2.2单片机模块图（4）如图（4），选用89C51单片机，89C51单片机本身的电源电压是5v，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。在掉电状态下，其耗电电流为3mA，在掉电方

5、式下提供约50mA的电流。80C51单片机是8位单片机，速度较慢，且不能在线编程。在单片机的外部加一个振荡电路，这个电路有晶振和两个电容组成，晶振两端分别接到两个电容的一端，两个电容的另一端都要接地。这两个电容串联的容量就是就等于负载电容，这两个电容选用33PF的。在P0端口接一个上拉电阻，增加高电平驱动能力。P0口输出七段码，P2.0、P2.1、P2.2口输出位选码。2.3JK触发器模块图（5）7JK触发器具有置0、置1、保持、翻转的功能。J=1，K=0时，置1；J=0，K=1时，置0；J=K=0，保持；J=K=1

6、，CLK下降沿到来时翻转。3.软件设计系统软件流程图如下图（6），其中主要包含这三部分，即信号采样、A/D转换、输出显示。信号采样：先产生启动转换的正脉冲信号，对数据进行采样。A/D转换：对输入数据转换，把数据分取个位、十分位、百分位。输出显示：位选端P2.0、P2.1、p2.2分别显示个位、十分位、百分位，完成三位显示。开始系统初始化结束输出显示A/D转换完信号采样否图（6）4.仿真验证与调试4.1测试方法系统对实验进行仿真验证，初始值显示0.00，最大值为5.00。步骤：1）接入5V电源；72）改变滑动变阻器的阻

7、值，观察数码管的显示的变化。初始图（7）最大值图（8）4.2性能测试仪器直流电源数字万用表4.3实验数据表1实验数据表组别12345678910仿真（V）0.000.290.851.451.852.743.744.354.725.00实测（V）0.000.290.811.421.872.663.674.314.724.97显示（V）0.000.320.881.471.862.763.724.334.735.004.4误差分析造成本实验的误差可能有以下几点原因：1）在接入电源时的导线可能增加阻值；2）滑动变阻器可能引起

8、阻值误差；3）万用表的接触不良也有误差。5.设计总结及体会7在收到任务时，根据要求从总体到部分来仔细分析任务，最后到具体的器材使用，而且对每个组员合理分配任务。在设计时，对每个模块设计多方案，从中择优选用。硬件部分要注意所加电压不能过大，否则会烧毁集成块。实际电路焊接时，线路要尽量短、直，便于以后检查。对于每一点要焊实，不能出现虚焊，不可短路。