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    基于89C51和AD1674的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

    2017-05-30 10:48:04吳小紅
    科技風(fēng) 2017年25期
    關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)采集

    摘 要:AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,AD1674是12位逐次逼近式并行A/D轉(zhuǎn)換單片集成電路。應(yīng)用AT89C51和AD1674設(shè)計(jì)了一款模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)在單片機(jī)控制下能夠靈活的把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為12位或8位的的數(shù)字信號并行輸出。轉(zhuǎn)換速度快,性能可靠,實(shí)用性強(qiáng)。

    關(guān)鍵詞:AD1674;AT89C51;數(shù)據(jù)采集;模數(shù)轉(zhuǎn)換

    中圖分類號:TN98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

    AD1674是12位逐次逼近式并行A/D轉(zhuǎn)換單片集成電路,集成塊內(nèi)部自帶采樣保持電路、10V基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘源和與微處理器能夠直接接口的暫存/三態(tài)輸出緩沖器。從傳感器采集的信號能夠快速、高校、精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換并傳送給CPU進(jìn)行處理。AD1674的主要特點(diǎn):(1)采樣頻率f=100KHz。

    (2)轉(zhuǎn)換時(shí)間10us。(3)具有±1/2LSB的積分非線性(INL)以及12位無漏碼的差分非線性(DNL)。(4)滿量程校準(zhǔn)誤差0.125%。(5)內(nèi)有+10V基準(zhǔn)電源,也可外用基準(zhǔn)電源。(6)有4種單/雙極電源:±5V,±10V,0∽+10V,0∽+20V。(7)數(shù)據(jù)可并行輸出,采用8/12位可選微處理器總線接口。AD1674數(shù)模轉(zhuǎn)換器的邏輯功能表如下所示。

    AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn):4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器;128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;32個(gè)I/O口;2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器;1個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu);1個(gè)串行通信口;片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。另外AT89C51還可以進(jìn)行0HZ的靜態(tài)邏輯操作,全靜態(tài)工作:0Hz-24Hz,并支持兩種軟件的節(jié)電模式:閑散方式停止中央處理器的工作,能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作;掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容,但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。

    1 數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體方案

    此設(shè)計(jì)展示了一個(gè)使用AT80C51控制AD1674的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。當(dāng)前置設(shè)備采集的模擬信號經(jīng)放大、消除干擾等處理后,送給AD1674進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,后用顯示設(shè)備顯示。全程用AT80C51軟件編程協(xié)調(diào)各部分的工作。

    2 數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

    2.1 整體硬件電路圖

    2.3 AD1674轉(zhuǎn)換原理及過程

    接通電源,AT80C51給出控制信號啟動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊,調(diào)整可變電阻器,輸入模擬信號,在轉(zhuǎn)換脈沖的作用下快速轉(zhuǎn)換,輸出選用了12位模式,輸出的數(shù)字信號送給顯示器顯示出來。仿真結(jié)果和顯示結(jié)果如下圖所示。

    3 結(jié)語

    通過以上具體的例子,可以了解到應(yīng)用單片機(jī)軟件編程的方法,產(chǎn)生控制信號,控制各種功能模塊,可以特別靈活的構(gòu)成各種自動(dòng)化功能系統(tǒng),能夠快速實(shí)現(xiàn)實(shí)用功能,比起用純硬件電路結(jié)構(gòu)簡單,元器件少了許多,但速度,可靠性都有顯著的提高,克服了許多人為的工藝上故障,且易于仿真,及時(shí)查找錯(cuò)誤,省時(shí)省力。在大型的測試系統(tǒng)與仿真過程中是非常有利的。

    參考文獻(xiàn):

    [1]高峰.單片微型計(jì)算機(jī)原理和接口技術(shù)[M].

    [2]梁合慶.增強(qiáng)核內(nèi)存80C51教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

    [3]劉文濤.單片機(jī)語言C51程序設(shè)計(jì)[M].北京:原子能出版社,2004.

    課題:甘肅政法學(xué)院教改項(xiàng)目:公安院校信息安全專業(yè)方向課程體系改革研究,

    項(xiàng)目編號:GZJG2012-B15

    作者簡介: 吳小紅(1968-),女,碩士,副教授,主要研究方向?yàn)殡娮蛹夹g(shù)、虛擬儀器技術(shù)、信號處理等。

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