单片机技术及应用 项目5 单片机数字电压表学习课件.doc

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项目5单片机数字电压表

任务1单片机数字电压表硬件电路制作

[教学目标]

理解单片机的系统扩展方法；

理解A/D及D/A转换原理；

了解单片机数字电压表硬件电路构成；

识别项目中用到的元器件；

学会单片机数字电压表硬件电路制作。

[教学重点]

●单片机的系统扩展方法；

●A/D及D/A转换原理；

●单片机数字电压表硬件电路构成及制作。

[教学难点]

●单片机的系统扩展方法；

●A/D及D/A转换原理。

[教学方法]

理实一体化。

[教学过程]

某教学仪器公司订制了一批单片机数字电压表硬件电路板。要求如下：

用单片机AT89S51控制；

（2）A/D转换用ADC0809芯片；

（3）测量电压范围：0～5V；

（4）用10K电位器调节电压变化；

（5）用3位七段数码管显示。

一、系统扩展

单片机的系统扩展主要有并行扩展和串行扩展。

并行扩展是利用单片机的三总线（数据总线、地址总线、控制总线）进行扩展。串行扩展主要利用I2C总线、SPI串行总线、单总线、UART串行接口和MicroWire串行接口中的任意一种进行系统扩展。

二、A/D及D/A转换

1．A/D转换器种类

A/D转换电路种类很多，目前广泛应用的主要有三种类型：

（1）逐次逼近式A/D转换器：

（2）双积分式A/D转换器：

（3）V/F变换式A/D转换器：

2.逐次逼近式A/D转换器原理

逐次逼近式A/D转换器原理如图5-1-4所示。主要原理是：将一待转换的模拟输入信号Vin与一个推测信号Vi相比较，根据推测信号大于还是小于输入信号来决定增大还是减小推测信号，以便向模拟信号逼近。推测信号由D/A转换器的输出获得。当推测信号与模拟信号相等时，向D/A转换器输入的数字就是对应模拟输入量的数字量。

当一次A/D转换完成后，A/D转换器向单片机发出转换结束信号EOC，单片机响应后，发出允许输出信号后OE后，输出锁存器将转换结果传送给单片机。

图5-1-4逐次逼近式A/D转换器原理示意图

三、ADC0809的应用

1.ADC0809简介

ADC0809为逐次逼近式8位A/D转换器，有只28引脚，外形如图5-1-5所示，其引脚排列如图5-1-6所示，内部逻辑结构如图5-1-7所示。

图5-1-5ADC0809外形图5-1-6ADC0809引脚排列

图5-1-7ADC0809内部逻辑结构

2.四或非门74LS02

在ADC0809的应用中,经常要用到四或非门74LS02，该芯片外形如图5-1-8所示,引脚如图5-1-9所示。

图5-1-874LS02外形图5-1-974LS02引脚

3.ADC0809与AT89S51的电路连接

如果只有一个输入信号（如IN0），则只用一个模拟通道，ADC0809与AT89S51单片机的一种简单连接方法如图5-1-10所示。

图5-1-10ADC0809与AT89S51单片机的连接方法

一、单片机数字电压表电路组成

根据任务要求，单片机数字电压表包括三部分电路，即中央控制电路、数码管显示电路及A/D转换电路，如图5-1-11所示。中央控制电路可用项目二制作的中央控制电路板，数码管显示电路可用项目四制作的数码管显示电路板，本任务只须制作A/D转换电路板。

图5-1-11单片机数字电压表电路组成

二、A/D转换电路板电路

根据图5-1-10和图5-1-11，单片机数字电压表A/D转换电路板电路如图5-1-12所示。

图5-1-12数字电压表A/D转换电路板原理图

三、A/D转换电路板安装

1．元件清单

2．电路板布局

3．元件安装

本任务焊好的电路板如图5-1-13所示。

JP0JP1

JP4JP3JP2

图5-1-13数字电压表A/D转换电路板

任务2单片机数字电压表

[教学目标]

加深理解和掌握已学过的指令和编程方法；

领会任务中新出现的指令；

领会A/D转换的编程方法；

领会外部中断的编程方法；

领会多字节的代码运算；

领会数码管显示、多种中断、A/D转换等多种编程方法的综合应用。

[教学重点]

●任务中新出现的指令；

●A/D转换的编程方法；

●数码管显示、多种中断、A/D转换等多种编程方法的综合应用。

[教学难点]

●A/D转换的编程方法；