数字电压表

编号：

智能仪器实验说明书

题 目：数字电压表

2011年 11月 1日

实验任务：

从ADC0809的IN0通道输入0-5V之间的模拟量，经过ADC0809转换成数字量，再通过RS-232连接到PC端，在PC端的上位机程序显示出来。

设计思路：

使用ADC0809将0-5V的模拟电压转换成8位二进制数字电压信号，由单片机将8位数字电压信号经过RS-232串口发送到PC机，再由PC端上位机程序将接收到的8位数字信号转换为double型十进制电压信号，使用该double型电压信号刷新仪表控件将电压值显示出来。 系统框图：

ADC 0809 STC89C52 RS-232

PC端上位机程序 74LS74 四分频 图1：系统框图

一.基本知识 ：

ADC0808/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。

(1).ADC0809的内部逻辑结构:

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图2：ADC0809内部结构

由上图可知，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OE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。

（2）．引脚结构

图3：ADC0809引脚图

IN0－IN7：8条模拟量输入通道

ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必

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须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线：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和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。

C 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1

A 0 1 0 1 0 1 0 1

选择的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7

数字量输出及控制线：11条

ST为转换启动信号。当ST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，ST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。OE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；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，

VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。

二．ADC0809应用说明

（1）． ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。 （2）． 初始化时，使ST和OE信号全为低电平。 （3）． 送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）． 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 （5）． 是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。

（6）． 当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。

三. MSComm控件属性：

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Microsoft公司在WINDOWS中提供了一个串口通讯控件，用它，我们可以很简单的利用串口进行通讯。在使用它之前，应将控件加在应用程序的对话框上。然后再用ClassWizard 生成相应的对象。现在我们可以使用它了。

该控件有很多自己的属性，你可以通过它的属性窗口来设置，也可以用程序设置。 SetCommPort：指定使用的串口。 GetCommPort：得到当前使用的串口。

SetSettings：指定串口的参数。本实验默认参数设为\"4800，N，8，1\"。这样方便与12M晶振的单片机进行通讯。 GetSettings：取得串口参数。

SetPortOpen：打开或关闭串口，当一个程序打开串口时，另外的程序将无法使用该串口。 GetPortOpen：取得串口状态。

GetInBufferCount：输入缓冲区中接受到的字符数。

SetInPutLen：一次读取输入缓冲区的字符数。设置为0时，程序将读取缓冲区的全部字符。

GetInPut：读取输入缓冲区。

GetOutBufferCount：输出缓冲区中待发送的字符数。 SetOutPut：写入输出缓冲区。

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流程图：

开始 开始 初始化 初始化 N 接收到启动转换信号 N 接收到电压信号 Y Y 启动AD转换 转换成double型 发送转换结果 N 接收到通道识别码 Y 发送通道识别码 刷新相应表盘控件 结束 结束 图4：单片机程序流程

上位机程序界面：

图5：上位机流程图

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图7：单通道界面

图8：双通道界面

图9：设置界面

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数据分析：

ADC0809为8位逐次比较式AD转换器，精度为 ±1/255，单片机从ADC0809读出8位二进制数字电压信号Vd。0V对应0x00,5V*255/256对应0xff，转换公式为V =5* Vd*256。 调试：

满刻度校准：实际满刻度为5V*255/256=4.98V，进行慢刻度校准时，先将稳定的直流电压源（或干电池）经电位器分压后作为被测电压信号，加在ADC0809的模拟量输入通道IN0端，并执行程序；然后逐步加大输入的被测电压并观察ADC0809输出的数字量，当输入的被测电压达到4.98V时，ADC0809输出的数字量刚好从11111110变到11111111，即认为满刻度已校准好，否则，应调整加在Vr+端的基准电压值。

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