AD转换电路的设计与实现.docVIP

实验五 AD转换电路的设计与实现（4课时） 实验目的 1.学习AD0809模数转换芯片的工作原理和接口电路时序特征。 2.学习点阵显示器的工作原理和驱动方法。 3.掌握利用VHDL语言设计并行总线时序的方法。 4.掌握AD芯片通道切换方法和点阵显示器灵活驱动的设计方法。 实验原理 ADC0809接口电路图 ADC0809芯片工作时序图： 地址输入和控制线共4条，ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效，当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换，A，B，C为地址输入线，用于选通IN0-IN7的一路模拟量输入，通道选择表如下表所示： C B A 选择的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 … … … … 1 1 1 IN7 数字量输出及控制线：11条 START为转换启动信号，当START上升沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START应保持低电平。EOC为转换结束信号，当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。D7-D0为数字量输出总线。要注意：实验箱电路板上的D0-D7的标注是反的。即D7应该是最低位，D0应该是最高位。REF(-)接GND，REF(+)接VCC5V。 电路改进及相应的简化时序 ADC0809接口的完全控制时序比较复杂，通过增加三个与门后（实验箱上的实际电路，见上图）可以简化接口时序。电路改进后的时序： 4.依据时序图归纳时序状态 状态S0：CS=1，WR=1，RD=0（请求转换） 状态S1：CS=0，WR=0，RD=0（此时0809进行转换，若转换结束，将INT置1） 状态S2：CS=1，WR=0，RD=1（读数据总线值） 状态S3：CS=0，WR=0，RD=0（空闲，等待下一次转换启动） 5.16*16点阵显示器件 列选信号为SEL0-SEL3经4-16译码器后，最右端为第一列；行选信号为L0-L16，最上方为第一行。点阵显示接口对应关系表： Sel3 Sel2 Sel1 Sel0 点亮列号 1 1 1 1 第1列 1 1 1 0 第2列 1 1 0 1 第3列 . . . . . 0 0 0 0 第16列 实验内容与要求 设计一个AD0809模数转换芯片的驱动电路，能将A0通道的模拟电压(0-5V)值以16位光柱对应显示，即电压低时光柱矮，电压高时光柱高。此光柱建议采用点阵显示器的一列（16个LED）。（6） 在上述设计的基础上，扩展显示精度。即采用点阵显示器的256个LED表示5V之内的电压大小（面积表示法）。（3） 改进电路，使之能测量并分别显示AD0809芯片至少4个通道的电压值。建议采用4个光柱（16级）显示（3分）。 相应程序： Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; Use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; Entity zjf1 is Port (clk,int:in std_logic; data:in std_logic_vector(7 downto 0); CS,WR,RD:out std_logic; DX: out std_logic_vector(15 downto 0)); End entity zjf1; Architecture ADC0809 of zjf1 is Type state is(st0,st1,st2,st3,st4,st5,st6); Signal current_state, next_state: state:=st0; Signal zj:std_logic_vector(7 downto 0); Signal q:std_logic_vector(3 downto 0); Signal lock:std_logic; Begin Process(clk) Begin if(clkevent and clk=1)then current_state=next_state; End if; End process; Process(current_state,int)is Begin Case current_state is when st0 =CS=0;WR=0;RD=0;lock=0;next_state=st1;--chu shi tai when st1 =CS=1;WR=1;RD=0;lock=0;next_state=s