用LCD1602和ADC0832设计的两路电压表
更新时间:2024-01-26 06:13:01 阅读量: 教育文库 文档下载
学习情境6-数字电压表的设计
之 基于LCD1602和ADC0832设计的两路电压表
☆ 点名,复习
1、DS1302的引脚及其功能,以及DS1302与单片机的硬件连接? 2、如何编写基于1602LCD的显示驱动程序? ☆ 新课讲授
6.1基于LCD1602和ADC0832设计的两路电压表
这堂课我们来学习ADC0832芯片的应用。模-数(AD)和数-模(DA)转换是模拟电路和数字电路进行沟通的渠道,在数字电路里,电平只有高和低两种状态,比如5V和0V,对应着1和0;模拟电路里,电平则理论上有无数个状态,比如0V、0.1V、0.2V…等等。如何将模拟电平值在数字电路里表达出来呢?这就需要AD转换过程。ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小,兼容性强,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,且目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理,有助于我们单片机技术水平的提高。
6.1.1 ADC0832芯片
ADC0832具有以下特点:(1)8位分辨率;(2)双通道A/D转换;(3)输入输出电平与TTL/CMOS相兼容;(4)5V电源供电时输入电压在0~5V之间;(5)工作频率为250KHZ,转换时间为32μS;(6) 一般功耗仅为15mW;(7)8P、14P—DIP(双列直插)、PICC多种封装;(8)商用级芯片温宽为0°C to +70°C?,工业级芯片温宽为40℃- +85℃
引脚及功能:
图 6-1-1 DAC0832引脚图
CS:片选使能,低电平有效
CH0:模拟输入通道0,或作为IN+/-使用 CH1:模拟输入通道1,或作为IN+/-使用 GND:芯片参考0电位(地)
DI:数据信号输入,选择通道控制 DO:数据信号输出,转换数据输出 CLK:芯片时钟输入 VCC:电源输入
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片,其最高分辨可达256级,可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS,具有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端,可以轻易的实现通道功能的选择。正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接
口是双向的,所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
时序图:
图6-1-2 ADC0832时序图
与DS1302非常相似,CS作为选通信号,在时序图中可以看到,从CS置为低电平开始,一直到置为高电平结束。CLK提供时钟信号。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平,表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据(SGL、Odd)用于选择通道功能,当此2位数据为“1”、“0”时,只对CH0进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时,只对CH1进行单通道转换。当2位数据为“0”、“0”时,将CH0作为正输入端IN+,CH1作为负输入端IN-进行输入。当2位数据为“0”、“1”时,将CH0作为负输入端IN-,CH1作为正输入端IN+进行输入。在完成输入启动位、通道选择之后,到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用,此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7,随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0,一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据,即从第11个字节的下沉输出DATA0。随后输出8位数据,到第19 个脉冲时数据输出完成,也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片,此时就可以开始读出数据,转换得到的数据会被送出二次,一次高位在前传送,一次低位在前传送,连续送出。在程序读取二个数据后,我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取。
作为单通道模拟信号输入时ADC0832的输入电压是0~5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV。如果作为由IN+与IN-输入的输入时,可将电压值设定在某一个较大范围之内,从而提高转换的宽度。但值得注意的是,在进行IN+与IN-的输入时,如果IN-的电压大于IN+的电压,则转换后的数据结果始终为00H。
6.1.2 系统硬件设计
硬件系统主要有单片机最小系统电路,LCD1602液晶显示电路,ADC0832模数转换电路3
个电路模块。为了便于仿真观测,在ADC0832模数转换电路的两个模拟信号输入端并接了两个虚拟电压表,液晶显示器显示的电压值应当和虚拟电压表测得的电压一致。还应当注意一点的是,液晶显示电路的RS和RW两个引脚通过74LS373与单片机连接,说明了P0口在此既是数据线又是地址线。74LS373为地址锁存器,这种方法的连接意味着CPU控制LCD时使用了接口扩展方法。LCD的寄存器是单片机存储器的一部分,所以也有其地址,根据连线可以知道地址有:0x0000,0x0001,0x0002,0x0003.在根据LCD的液晶控制命令可以知道,这四个地址的具体功能分别为:写指令,写LCD的状态,写入数据,读取数据。
具体硬件连线图如下图6-1-3所示:
图6-1-3 硬件结构图
6.1.3 软件系统设计
☆ 课堂小结
☆ 完整程序代码
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