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第十一章 8051 数据采集的 C 编程

第十一章 8051 数据采集的 C 编程. 11.1 8 位 A/D 芯片 ADC0809 11.2 12 位 A/D 芯片 ADC574 11.3 V/F 变换芯片 AD650 11.4 频率量的测量. 11.1 8 位 A/D 芯片 ADC0809. 11.1.1 ADC0809 的结构和引脚. 一个 8 位逐次逼近式 A/D 转换器、 8 路模拟转换开关、 3-8 地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。. 2 、引脚功能. IN0—IN7 ： 8 通道模拟量输入端 D0—D7 ： 8 位数字量输出端

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第十一章 8051 数据采集的 C 编程

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Presentation Transcript

  1. 第十一章 8051数据采集的C编程

  2. 11.1 8位A/D芯片ADC0809 11.2 12位A/D芯片ADC574 11.3 V/F变换芯片AD650 11.4 频率量的测量

  3. 11.1 8位A/D芯片ADC0809 11.1.1 ADC0809的结构和引脚 一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。

  4. 2、引脚功能 IN0—IN7：8通道模拟量输入端 D0—D7： 8位数字量输出端 ADDC、ADDB、ADDA： 接地址锁存器的低三位地址 ALE： 地址锁存允许控制信号 START：清0内寄存器,启动转换 OE： 允许读A/D结果,高有效 CLK：时钟输入端,应≤640KHz EOC：转换结束时为高 Vcc：+5V Vref+：参考电压，+5V Vref-：0V IN3 IN2 IN4 IN1 IN5 IN0 ADC0809 IN6 ADDA IN7 ADDB EOC ALE D3 D7 OE D6 CLK D5 VCC D4 Vref+ D0 GND Vref- D1 D2

  5. 3、ADC0809 工作时序

  6. 11.1.2 ADC0809与8051的接口 锁存器74LS373 89C51单片机 ADC 0809 口地址可以为：0FE00～0FE07H 也可为：0FEF0～ 0FEF7H D0-D7 ADDA P0.0-P0.7 8D Q0 Q1 ADDB ALE G +5V Q2 ADDC EA 2 OE 30Px2 CLK WR START ≥1 ALE P2.0 6MHz EOC ≥1 OE INT1 RD CK Q 图中的2分频电路可用D触发器实现 D /Q

  7. #include<absacc.h> #include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define IN0 XBYTE[0xFEF8] /*设置ADC0809的通道0地址*/ sbit ad_busy=P3^3; /*即EOC状态*/ void ad0809(uchar idata * x) /*采样结果放指针中的A/D采集函数*/ { uchar i; uchar xdata * ad_adr; ad_adr=&IN0; for(i=0;i<8;i++) /*处理8通道*/ { *ad_adr=0; /*启动转换*/ i=i; /*延时等待EOC变低*/ i=i; while(ad_busy==0); /*查询等待转换结束*/ x[i]=*ad_adr; /*存转换结果*/ ad_adr++; /*下一通道*/ } } void main(void) { static uchar idata ad[10]; ad0809(ad); /*采样ADC0809通道的值*/ }

  8. 11.2 12位A/D芯片ADC574 11.2.1 ADC574的结构和引脚 AD574是一种快速的12位逐次比较式A/D转换芯片，片内有两片双极型电路组成的28脚双插直列式芯片，无需外接元器件就可独立完成A/D转换功能。内部设有三态数据输出锁存器。一次转换时间为25μs。芯片引脚如图所示。

  9. 2、AD574的引脚定义 REOUT：内部参考电源输出(+10 V)； REFIN：参考电压输入； BIP：偏置电压输入； 10VIN：±5 V或0~10 V模拟输入； 20VIN：±10 V或0~20 V模拟输入； DB0~DB11：数字量输出 STS：工作状态指示端。 STS=1时表示转换器正处于转换状态， STS返回到低电平时，表示转换完毕。

  10. 12/-8：变换输出字长选择控制端，在输入为高电平时，变换字长输出为12位，在低电平时，按8位输出；12/-8：变换输出字长选择控制端，在输入为高电平时，变换字长输出为12位，在低电平时，按8位输出； CS、CE：片选信号。当CS=0、CE=1同时满足时，AD574才能处于工作状态。 R/C：数据读出和数据转换启动控制； A0：字节地址控制。它有两个作用： 在启动AD574(R/-C=0)时，用来控制转换长度。A=0时，按完整的12位A/D转换方式工作，A=1时，则按8位A/D 转换方式工作。 在AD574处于数据读出工作状态(R/-C=1)时，A0和12/8成为输出数据格式控制。

  11. CE CS R/ C 12/ 8 A0 功能说明 1 0 0 × 0 启动12位转换 1 0 0 × 1 启动8位转换 1 0 1 +5V × 12位输出 1 0 1 地 0 高8位输出 1 0 1 地 1 低4位输出 表11-1 AD574控制信号状态表

  12. AD574启动转换时序图

  13. 读AD574转换数据时序图 读周期时序

  14. 11.2.2 ADC574与8051的接口

  15. # include < absacc.h > # inlucde < reg51.h > # define uint unsigned int # define ADCOM XBYTE[ 0xff7c ] /* 使A0=0 ，R/C=0， CS=0 */ # define ADLO XBYTE [ 0xff7f ] /* 使 R/C =1，A0=1， CS=0 */ # define ADHI XBYTE [ 0xff7d ] /* 使R/C=1，A0=0，CS =0 */ sbit r = P3 ^ 7 ； sbit w = P3 ^ 6 ； sbit adbusy = P1 ^ 0 ；

  16. uint ad574 ( void ) /* AD574转换器 */ { r = 0 ； /* 产生CE=1 */ w = 0 ； ADCOM = 0 ； /* 启动转换 */ while ( adbusy = =1 ) ； /* 等待转换　*/ return ( ( uint )(ADHI<<4 )+( ADLO &0x0f ) )； /* 返回12位采样值　*/ } main ( ) { uint idata result ； result =ad574 ( ) ； /* 启动AD574进行一次转换，得转换结果 */ }

  17. 11.3 V/F变换芯片AD650 压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。 采用V/F变换的数据采集的特点： （1） 接口简单，容易实现信号的隔离。 （2）性价比较高。 （3）频率信号抗干扰能力强。 （4）容易实现远程传输。

  18. 11.3.1 AD650的结构和引脚

  19. 11.4 频率量的测量 定时 输入脉冲 < T 11.4.1 测量频率法 测量频率法的最简单的接口电路，可将频率脉冲直接连接到MCS-51的T1端，将8031的T/C0用作定时器，T/C1用作计数器。在T/C0定时时间里，对频率脉冲进行计数。T/C1的计数值便是单位定时时间里的脉冲个数。

  20. 带同步控制的频率测量。

  21. 测量T/C定时时间为500 ms，这样长的时间定时，先由T/C0定时100 ms，之后软件5次中断后的时间即为5×100 ms=500 ms。中断次数的计数值在msn中。 T/C0定时100 ms的计数初值：3CB0H。计数器1采用16位计数。设T/C0为高优先级，允许计数中断过程定时中断，即定时时间到就中止计数。tf为500 ms定时时间到标志。程序如下：

  22. #include <reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define A 5 /*500 ms 的中断次数*/ sbit P1_0=P1^0; sbit P1_1=P1^1; uchar msn=A； bit idata tf=0； /*500 ms时间到标志*/

  23. uint count(void) { P1_0=0 ； P1_0=1； /*产生清零用负脉冲*/ TMOD=0x59 ； TH1=0x00; TL1=0x00; /* T/C1计数器 */ TH0=0x3c ；TL0=0xb0； /* T/C0定时器100 ms */ TR0=1；TR1=1；PT0=1；ET0=1；ET1=1；EA=1； /*启动T/C，开中断*/ P1_1=0 ； P1_1=1 ； /* 产生启动正脉冲 */ while (tf!=1 ) ； /* 等待500 ms定时到 */ P1_0=0 ； P1_0=1 ； /* 产生负脉冲，封锁G2 */ TR0=0 ； TR1=0 ； /* 关T/C */ return (TH1*256+TL1) ； / 返回计数值*/ }

  24. void timer0( void ) interrupt 1 using 1 /* 100 ms定时中断服务 */ { TH0=0x3c ； /* 重置初值 */ TL0=0xb0 ； msn - - ； if ( msn = = 0) { msn=A ； tf=1 ； } /* 500 ms定时时间到设标志 */ } void timer 1 (void ) interrupt 3 { } void main ( void ) { float rate ； rate=( 10/A )* count( ) ； /* 得每秒的计数率 */ }

  25. 11.4.2 频率脉冲的测量周期法

  26. 测量周期的程序举例。 设fosc = 6 MHz，机器周期为2 μs，测周期的测量值为计数值乘以2。用C语言编写的程序如下： • #include<reg51.h> • #define uint unsigned int • sbit P1_0=P1^0； • uint count ,period； • bit rflag=0； / * 周期标志 */ • void control (void) • { • TMOD=0x09； /*定时器/计数器0为方式1*/ • IT0=1；TR0=1； • TH0=0；TL0=0； • P1_0=0；P1_0=1； /*触发器清零*/ • TR0=1；ET0=1；EA=1； /*启动T/C0开中断*/ • }

  27. void int_0(void)interrupt 0 using 1 /* INT0 中断服务*/ { EA=0；TR0=0； count=TL0+TH0*256； /* 取计数值 */ rflag=1； /* 设标志 */ EA=1; } void main(void) { contro1( )； while(rflag==0)； /* 等待一周期 */ period=count*2； /* fosc=6 MHz，2 μs计数增1，周期值单位μs */ }

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