使用ADC0809 与 51 单片机设计电路以实现显示电压模拟值

Question

设计一套电路和程序实现如下功能：
连续采样 ADC0809 通道 0（IN0）上的电压值,并把转换结果显示在 4 位数码管上。要求使用C51单片机汇编语言完成。
参考电路如下：

Answer 1

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设计目标

设计一套电路和程序，使用ADC0809与51单片机实现连续采样ADC0809通道0（IN0）上的电压值，并将转换结果显示在4位数码管上。程序要求使用C51单片机汇编语言完成。

参考电路

参考电路图如下：

电路设计

1. ADC0809与51单片机的连接：

   • ADC0809的IN0连接到需要测量的电压信号。
   • ADC0809的D0-D7连接到51单片机的P0口。
   • ADC0809的ALE、START、EOC、OE分别连接到51单片机的特定I/O口，用于控制ADC的启动、转换和输出使能。
   • ADC0809的CLK连接到51单片机的定时器输出或外部时钟源。

2. 数码管显示电路：

   • 4位数码管的段选信号（a-g, dp）连接到51单片机的P1口。
   • 4位数码管的位选信号（DIG1-DIG4）连接到51单片机的P2口。

程序设计

汇编语言程序设计步骤

1. 初始化：

   • 设置ADC0809的控制信号引脚为输出模式。
   • 设置数码管的段选和位选引脚为输出模式。

2. ADC转换：

   • 发送ALE信号，选择通道0。
   • 发送START信号，启动ADC转换。
   • 等待EOC信号变高，表示转换完成。
   • 发送OE信号，读取ADC转换结果。

3. 数据处理：

   • 将ADC读取的8位数据转换为电压值（假设参考电压为5V，则电压值 = 读取值 * 5 / 255）。
   • 将电压值转换为数码管显示的BCD码。

4. 数码管显示：

   • 使用动态扫描方式，依次点亮4位数码管，显示电压值的千位、百位、十位和个位。

示例代码

ORG 0000H
    LJMP START

ORG 0100H
START:
    ; 初始化
    MOV P0, #0FFH  ; 设置P0为输入模式
    MOV P1, #0FFH  ; 设置P1为输出模式
    MOV P2, #0FFH  ; 设置P2为输出模式

    ; 选择通道0
    CLR ALE
    CLR START
    SETB ALE
    SETB START

    ; 等待转换完成
WAIT_EOC:
    JB EOC, WAIT_EOC

    ; 读取转换结果
    SETB OE
    MOV A, P0
    CLR OE

    ; 数据处理
    MOV B, #5
    MUL AB
    MOV B, #255
    DIV AB

    ; 转换为BCD码
    MOV R0, A
    MOV A, #100
    DIV AB
    MOV R1, A  ; 千位
    MOV A, B
    MOV B, #10
    DIV AB
    MOV R2, A  ; 百位
    MOV R3, B  ; 十位
    MOV R4, A  ; 个位

    ; 数码管显示
DISPLAY:
    MOV P2, #0FEH  ; 选择第1位数码管
    MOV P1, SEG_TABLE(R1)
    ACALL DELAY

    MOV P2, #0FDH  ; 选择第2位数码管
    MOV P1, SEG_TABLE(R2)
    ACALL DELAY

    MOV P2, #0FBH  ; 选择第3位数码管
    MOV P1, SEG_TABLE(R3)
    ACALL DELAY

    MOV P2, #0F7H  ; 选择第4位数码管
    MOV P1, SEG_TABLE(R4)
    ACALL DELAY

    SJMP DISPLAY

DELAY:
    MOV R5, #255
    DJNZ R5, $
    RET

SEG_TABLE:
    DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H, 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H  ; 0-9的段码

END

总结

通过上述电路设计和汇编语言程序，可以实现ADC0809与51单片机的连接，并连续采样通道0上的电压值，最终将结果显示在4位数码管上。程序中使用了动态扫描技术来驱动数码管，确保显示效果稳定。