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课程设计任务书学生姓名：胡青专业班级：电信1206指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目：基于A/D转换模块的单片机实验和C语言开发初始条件：具备单片机和ADC芯片的理论知识；具备C语言编程能力；具备对Protues和Keil软件的操作能力；提供编程所需要的计算机一台要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、独立编写程序实现基于D转换模块的单片机实验和C语言开发2、用软件对电路进行仿真，并分析实现原理3、完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要.................................................1Abstract.............................................21软件介绍...........................................31.1Keil使用........................................31.2Proteus软件使用..............................42设计原理...........................................52.1单片机简介....................................52.4ADC0809简介..................................52.4.1ADC0809内部结构.........................52.3.2ADC0809的工作过程.......................63多路模拟信号采集模块设计...........................83.1功能简介......................................83.2总原理图......................................83.2.1单片机电路..............................83.2.2ADC采样电路.............................93.2.3显示模块................................103.3系统流程图...................................114程序代码..........................................125仿真结果与分析....................................166调试..............................................177心得体会..........................................19参考文献............................................20武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书1摘要本次课程设计的要求是：基于A/D转换模块的单片机实验和C语言开发，设计一种多路模拟信号采集模块，从多个通道轮流采集数据一次，并将采集的结果存放在数组中。A\D转换器是一种用来将连续的模拟信号转换成二进制的器件。一个完整的AD转换器通常包括这样一些信号:模拟输入信号，参考电压，数字输出信号，启动转换信号，单片机介绍信号，数据输出允许信号等。使用ADC0808型号的A/D转换器对多路模拟信号进行数据采集，同时与单片机进行通信，将测量的模拟信号量传递给89C51单片机，由单片机进行运算，输出对应的数字量，然后在数码管上显示出来。设计中采用开关来选择输入不同通道的模拟信号。关键字：A/D转换；C语言；单片机；数组武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书2AbstractThecurriculumdesignrequirementsare:microcontroller-basedexperimentsandClanguagedevelopmentA/Dconvertermodule,todesignamulti-channelanalogsignalacquisitionmodule,dataacquisitionfrommultiplechannelsinturnone,andtheresultsarestoredinanarraycollection.A\Dconverterisusedtoconvertacontinuousanalogsignalintoabinarydevice.AcompleteADconvertertypicallyincludessuchasignal:analoginputsignal,thereferencevoltage,thedigitaloutputsignal,astartconversionsignal,convertedpresentationsignal,adataoutputenablesignalandthelike.ADC0808modelusinganA/Dconverterformulti-channelanalogsignaldataacquisition,andcommunicatewiththemicrocontroller,analogmeasurementsignalispassedtothe89C51microcontroller,operation,theoutputfromthecorrespondingdigitalmicrocontroller,andtheninthedigitalonthedisplay.Designusesswitchestoselectadifferentchannelanaloginputsignal.Keywords:A/Dconverter;Clanguage;microcontroller;Array武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书31软件介绍1.1Keil使用Keil51开发环境可以分为四个区域，分别为：菜单条、项目文件管理窗口、代码编译窗口和代码编译信息窗口四个部分。菜单条分为十项，所有的命令都可以在这里找到。下面的命令是一些常用的菜单命令，如文件的打开、关闭及保存。其中编译命令最为常用。中间靠左是项目文件管理窗口，这里可以看到当前项目中所包含的所有带编译的文件。项目文件管理窗口的右侧是代码编译窗口，这事我们最主要的工作区域。最底层显示了代码编译的信息。当代码有语法错误时，可以在这里轻松的找到问题的所在。第一步：建立一个简单的项目，单击Project菜单项，选择NewProject项。第二步：此时弹出CreateNewProject对话框，选择合适的路径口，在文件名一栏中填入新工程的名字。单击保存。第三步：根据所用的器件，选择CPU的型号，单击确定。第四步：Keil51询问是否生成默认的配置文件，这个可选可不选，这里选定。单击Yes，观察项目文件管理窗口的变化。第五步：在File菜单下单击New选项，新建文件。此时在代码窗口出现一“Text1”空白文档。在“Text1”中编辑完代码后，单击File菜单中的保存项，弹出保存对话框。保存名写为text.c。单击保存。注意在对文件命名时必须加扩展名。第六步：在项目SourceGroup上单击右键，选AddFiletoGroupSourceGroup1。第七步：此时弹出AddFile对话框。选中刚才保存的text.c文件。单击Add。此时在项目文件管理窗口中就会出现刚才所添加的文件text.c。第八步：单击Project菜单项，选择OptionforTarget‘Target1’选项。在弹出的对话框中可以对Project进行总体配置。第九步：选择Output选项卡，单击CreateHEXFile,代码输出格式应武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书4为HEX-80。第十步：单击确定后，并重新编译。可以看到编译成功之后，Build选项卡里又多了一项。这是生成的HEX文件。1.2Proteus软件使用ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。通过在库中选择元件，连接电路，在PROTUES绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。智能原理图设计（ISIS）具有丰富的器件库，超过27000种元器件，可方便地创建新元件，通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件，自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间，使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰。武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书52设计原理2.1单片机简介单片机是一种集成电路芯片。它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。2.4ADC0809简介ADC0809是8位逐次逼近式Ａ/Ｄ转换器。其内部有一个8通道多路模拟开关，片内带有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连接。它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。2.4.1ADC0809内部结构ADC0809的内部结构如图2.3所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。武汉理工大学《单片微型计算机与接口技术》设计说明书6图2.3ADC0809内部结构各部分功能及作用：IN0~IN7：8路模拟通道信号输入，通过模拟开关实现8路模拟输入信号分时选通。ADDC，ADDB和ADDA：模拟通道选择，编码000~111分别选中IN0~IN7。ALE：地址锁存信号，其上升沿锁存ADDC，ADDB，ADDA信号，译码后控制模拟开关，接通8路模拟信号中相应的一路。CLK：输入时钟，为A/D转换器提供转换的时钟信号，典型工作频率640HZ。START：A/D转换启动信号，正脉冲启动ADDC~ADDA选中的一路模拟信号开始转换。OE：输出允许信号，高电平时打开三态输出缓存器，使转换后的数字量从D0~D7脚输出。EOC：转换结束信号，启动转换后，EOC变为低电平，转换完成后变为高电平。根据读入转换结果的方式，此信号可有三种方式和单片机相连。1）延时方式：EOC悬空，启动转换后，延时100us后读入转换结果。2）查询方式：EOC接单片机端口线，查得EOC变高，读入转换结果，作为查询信号。3）中断方式：EOC经非门接单片机的中断请求端，转换结果作为中断请求信号向单片机提出中断申请，在中断服务中读入转换结果。Vref(+)和Vref(-)：基准电压输入，用于决定模拟电压的范围。允许Vref(+)和Vref(-)是差动的或不共地的电压信号，多数情况下，Vref(+)接+5V，Vref(-)接GND，此时输入量程为0~5V。当转换精度要求不高或电源电压Vcc较稳定和准确时，Vref(+)可以接Vcc，否则应单独提供基准电源。2.3.2ADC0809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转换完武汉