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)

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)：

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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。