单片机技术应用 教案8-1 数字电压表的制作.docx

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1、单片机应用技术电子教案授课对象二年级第一学期的机电类专业学 生授课日期第2次课教材单片机应用技术出版社机械工业出版社授课课题数字电压表的制作课时安排2课时教学目标1 .知识：通过单片机控制ADC0809在数码管上显示输入电压值。2 .技能：学会用编程软件编写程序，绘图软件绘制原理图并调试成功。3 .情感：培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生查询资料的能力和团结协作的意识。教学重点用单片机控制单个发光二极管的闪烁教学难点学习While语句和For语句的语法在单片机编程中的运用课型新授课教学方法工程教学法教学场景机房教学用具多媒体设备、电脑教学过程教学环节教学步骤与内容教学组织 形式（全 体

2、讲授、 分组讲授 等）教学 时间导入新课通过本任务，你将了解到单片机控制ADC0809完成数字电压 表的设计过程，从原理图的绘制、编程到仿真运行；学习ADC0809 的控制方法；并学习单片机的C语言程序设计全体讲授1()新课学习【任务描述】通过单片机控制ADC0809在数码管上显示输入电压值【任务分析】1 .电位器R1作为模拟量输入源，连接到ADC0809的输入通 道lo2 .调节电位器RL数码显示器的数值随电压的变化而增大或 变小。【任务实施】根据任务分析，设计出硬件电路图，在Proteus上进行绘制， 然后在Keil软件中采用C语言对单片机进行编程，使用Proteus 进行仿真和调试。活动

3、1绘制电路原理图授、教师演示、上机实训I60数字电压表的电路原理图如图8-1所示。U1的8位数字量输 出引脚接单片机的P0 ，模拟输入量接U1的IN1,U1的CLOCK 引脚接500KHz脉冲信号源，START和ALE、OE、EOC引脚分 别接U2的P3.0、P3.1、P3.2。相关工作过程:单片机P2.5、P2.6、 P2.7控制ADC0809的模拟通道地址选择端，选择IN1通道，P3.0、 P3.1控制ADC0809的A/D转换开始并且允许输出数据，P3.0判 断转换是否结束，一旦转换结束，数据将传送到单片机，在数码 管上显示出相应的数据。当改变电位器R1的阻值时，ADC0809 的输入电

4、压发生变化，数码管上显示的电压值也发生相应的变化。图8-1数字电压表的电路原理图活动2编写程序文件数字电压表制作的C语言程序如下：#includeunsignedcharcodetabledn= 0x3f.0x06,0x5b,0x4f.0x66,0x6d.0x7d,0x07.0x7 f,0x6f;unsigned char disp4= 0,0,0,0);unsigned int results,getdata;char j;sbit ST=P3A0; / 定义端口sbit OE=P3A1;sbit EOC=P3A2;sbitSl=P2A0;sbit S2=P2A1;sbit S3=P2A2;

5、sbit S4=P2A3;sbit a = P2A5;sbit b = P2A6;sbit c = P2A7;void dclay(unsigncd int);void displayO;void adc0809();void main()(while(l)(adc0809();displayO；)void delay(unsigned int z) 延时子程序(unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=l 10;y0;y-);)void adc0809()/ADC0809 转换子程序(a=l;b=0;c=0;/选择1通道OE=0;ST=O;ST=1;启动A/D

6、转换ST=O;while(EOC=0);转换是否结束OE=1;翻开输出端口getdata=PO;读取转换数据OE=0;results = getdata*196; 数据换算disp2 = results/10000;displ = (results/1000)% 10;disp(0 = (results/100)% 10;)void displayO(SI = 1;Pl =tableddisp2l+0x80;显示个位及小数点SI =0;delay ；SI = i;S2= 1;Pl = tableddispl;显示十分位S2 = 0;delay(5);S2= 1;S3= 1;Pl = table

7、ddispO;/显示百分位S3 = 0;delay ；S3= 1;）活动3仿真运行编写好程序文件后，生成hex文件，在Proteus的单 片机中加载该hex文件，点击“运行”按钮，数码管显示 输入的电压值。【知识链接】ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及 微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式 A/D转换器，可以和单片机直接接口。一、主要技术指标和特性1 .分辨率：8位。2 .总的不可调误差：1LSB。3 .转换时间:取决于芯片时钟频率,如CLK=500kHz 时，TC0NV=128nso4 .单一电源：+5Vo5 .模拟输入电压范围：单极性05V；双极性士5匕

8、 士10V （需外加一定电路）。6 .具有可控三态输出缓存器。7 .启动转换控制为脉冲式（正脉冲），上升沿使所有内 部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。8 .使用时不需进行零点和满刻度调节。二、ADC0809的内部逻辑结构由图8-2可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个 地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存 器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量 分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于 锁存A/D转换完的数字量，当0E端为高电平时，才可以 从三态输出锁存器取走转换完的数据 飞图8-2ADC0809的内部逻辑结构三、ADC0809引脚结构ADC0

9、809引脚如图8-3所示,其功能如下:图8-3ADC0809引脚结构1 . IN0-IN78路模拟输入，通过3根地址译码线 ADDA、ADDB、ADDC来选通某一通道。2 .D7DOA/D转换后的数据输出端，为三态可控 输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是 D7为最高位，DO为最低位。3. ADDA. ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA 为低位，ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如 表8-2所示。表8-2通道选择表ADDCADDBADDA选择的通道000INO001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN74. VREFG

10、)、VREF(-)正、负参考电压输入端，用 于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时， VREF(+)=5V, VREF(-)=OV；双极性输入时，VREF(+)、 VREFQ)分别接正、负极性的参考电压。5. ALE一一地址锁存允许信号，高电平有效。当此信 号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应 模拟通道。在使用时，该信号常和START信号连在一起， 以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。6. STARTA/D转换启动信号，正脉冲有效。当START 上跳沿时，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。7. EOC转换结束信

11、号，高电平有效。该信号在A/D 转换过程中为低电平，其余时间为高电平。该信号可作为 被CPU查询的状态信号，也可作为对CPU的中断请求信号。8. 0E输出允许信号，高电平有效。0E为输出允许 信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=1,输出转换得到的数据；0E=0,输出数据线 呈高阳状态。四、转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处 理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因 为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种 方式。1 .定时传送方式对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指 标是的和固定的。例如ADC0809转换时间

12、为128 u s, 相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此 设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序， 延迟时间一到，转换肯定己经完成了，接着就可进行数据 传送。2 .查询方式A/D转换芯片由说明转换完成的状态信号，例如 ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式,测试EOC的状 态，即可却只转换是否完成，并接着进行数据传送。3 .中断方式把说明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信 号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述那种方式，只要一旦确定转换完成，即 可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有 效时，0E信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单

13、 片机接受。五、ADC 0809的工作时序ADC 0809的工作时序如图8-4所示。当通道选择地 址有效时，ALE信号一出现，地址便马上被锁存，这时转 换启动信号紧随ALE之后（或与ALE同时）出现。START的上升沿将逐次逼近寄存器SAR复位，在该上升沿之后的2 us加8个时钟周期内(不定)，EOC信号将变低电平，以 指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC再变高电 平。微处理器收到变为高电平的EOC信号后，便立即送出 0E信号，翻开三态门，读取转换结果。=(CPU) WRVJ)(，复位SA,)启动转换START/ALE ff；)地址顿好add yir-y J(a n c 人 丫 入 1(C! ：“八转操结束Ot!数据能山：e7数据有效*!三200nsh；：-5S2ys+8T ；图8-4 ADC 0809工作时序课堂小结本节课重点任务是掌握如何用单片机控制单个发光二极管的 闪烁全体讲授5课后作业1. ADC0809模数转换模块的工作原理2. ADC0809模数转换模块控制程序设计独立完成5教学后记利用工程教学，学生有明确的学习目标，根据任务完成情况及时检验学习效果。