AD与DA转换实验报告
一． 实验目的
⑴ 掌握A/D转换与单片机接口的方法；
⑵ 了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；
⑶ 通过实验了解单片机如何进行数据采集。
⑷ 熟悉DAC0832 内部结构及引脚。
⑸ 掌握D/A转换与接口电路的方法。
⑹ 通过实验了解单片机如何进行波形输出。
二． 实验设备
装有proteus的电脑一台
三． 实验原理及内容
1. 数据采集_A/D转换
（1） 原理
①ADC0809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。
②ADC0809引脚结构：
D7 ~ D0：8位数字量输出引脚。IN0 ~ IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。GND：地。
REF（+）：参考电压正端。REF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。（以上两种信号用于启动A/D转换）.
EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。
CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
A、B、C：地址输入线。
（2） 内容和步骤
1.硬件电路设计： 设计基于单片机控制的AD转换应用电路。AD转换芯片采用ADC0809。ADC0809的通道IN3输入0－5V之间的模拟量，通过ADC0809转换成数字量在数码管上以十进制形成显示出来。ADC0809的VREF接＋5V电压。
2. 软件设计： 程序设计内容
(1) 进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，经过数据处理之后在数码管上显示。
(2) 进行A/D转换之前，要启动转换的方法：
ABC＝110选择第三通道。ST＝0，ST＝1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号
2. D/A转换及数字式波形发生器
（1） 原理
典型D/A转换DAC0832芯片
V cc 芯片电源电压, +5V～+15V
VREF 参考电压, -10V～+10V
RFB 反馈电阻引出端, 此端可接运算放大器输出端
AGND 模拟信号地
DGND 数字信号地
DI7~ DI0数字量输入信号。其中: DI0为最低位，DI7为最高位
ILE 输入锁存允许信号, 高电平有效
CS 片选信号, 低电平有效
WR1 写信号1，低电平有效
当 ILE、CS、WR1同时有效时, LE=1，输入寄存器的输出随输入而变化
WR1, LE=0，将输入数据锁存到输入寄存器
XFER 转移控制信号，低电平有效
WR2 写信号2，低电平有效
当XFER、WR2同时有效时, LE2=1，DAC寄存器输出随输入而变化；WR1, LE=0，将输入数据锁存到DAC寄存器，数据进入D/A转换器，开始D/A转换
IOUT1 模拟电流输出端1
当输入数字为全”1”时, 输出电流最大，约为：
。全”0”时, 输出电流为0
IOUT2 模拟电流输出端2 ，IOUT1 + I OUT2 = 常数
（2） 内容和步骤
① 内容
1. AT89C51控制DAC0832实现数/模转换（D/A）转换。从单片机输出数据到DAC0832，经其转换成模拟量输出。
2. 设计一个由单片机控制的信号发生器。运用单片机系统控制产生多种波形，这些波形包括方波、三角波、锯齿波、正弦波等。信号发生器所产生的波形的频率、幅度均可调节。并可通过软件任意改变信号的波形。 基本要求：
① 产生三种以上波形。如正弦波、三角波、矩形波等。
②最大频率不低于 500Hz。并且频率可按一定规律调节。
③幅度可调，峰峰值在0 ~ 5V之间变化。 扩展要求：产生更多的频率和波形。
② 步骤
（1）在proteus ISIS界面D/A转换电路原理图，把该电路保存。
（2）在keil中建立c程序文件并生成hex文件。
（3）添加仿真文件。
双击单片机AT89C51，打开其属性编辑框，在“program file”栏中，单击打开按钮，选取后缀名为*.HEX的目标代码文件。在“clock frequency”栏中设置时钟频率为11.0592MHZ。
（4）在proteus仿真界面中单击运行按钮，全速启动仿真。
四．实验结果
1. 数据采集_A/D转换
① 实验电路图
② 实验程序
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int //头文件
uchar code DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //各数字的数码管段码（共阴）
sbit CLK=P1^3;
sbit ST=P1^2;
sbit EOC=P1^1;
sbit OE=P1^0;
void DelayMS(uint ms) //延时
{
uchar i;
while(ms--) for(i=0;i<120;i++);
}
void Display_Result(uchar d)
{
int i,j;
P2=0xfb;
i=d/51;
P0=DSY_CODE[i];
DelayMS(5);
P0=0x80;
DelayMS(5);
P2=0xf7;
j=(d-i*51)*10/51;
P0=DSY_CODE[j];
DelayMS(5);
}
void main() //主程序
{
TMOD=0x02;
TH0=0x14;
TL0=0x00;
IE=0x82;
TR0=1;
P1=0x3f;
while(1)
{
ST=0;ST=1;ST=0;
while(EOC==0);
OE=1;
Display_Result(P3);
OE=0;
}
}
void Timer0_INT() interrupt 1
{
CLK=~CLK;
}
③ 实验结果
2.D/A转换及数字式波形发生器
① 实验电路图
② 实验程序
#include<reg51.h>
sbit key1=P1^0;
sbit key2=P1^3;
sbit key3=P1^6;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void sanjiaobo();
void fangbo();
void juchibo();
void main()
{
P1=0xff;
while(1)
{
if(key1==0)
sanjiaobo();
if(key2==0)
fangbo();
if(key3==0)
juchibo();
}
}
void sanjiaobo()
{
unsigned int i;
char flag=0;
P2=0;
while(1)
{
if(flag==0){
for(i=0;i<10;i++);
P2+=1;
if(P2>=255)flag=1;
}
if(flag==1){
for(i=0;i<10;i++);
P2-=1;
if(P2==0)flag=0;
}
}
}
void fangbo()
{
unsigned int i ;
while(1)
{
for(i=0;i<1000;i++);
P2=255;
for(i=0;i<1000;i++);
P2=0;
}
}
void juchibo()
{
unsigned int i;
char flag=0;
P2=0;
while(1)
{
if(flag==0){
for(i=0;i<10;i++);
P2+=1;
if(P2>=255)flag=1;
}
if(flag==1){
P2=0;
if(P2==0)flag=0;
}
}
}
③ 实验结果
五．实验心得
1.由于实验设备不精确而引起的系统误差，例如：实验设备制作不精确，使用时间过长引起的设备老化，而引起的误差。
2．读数不精确引起的偶然误差。在电压表读数未稳定时读数，或者由于电压表精确度不够，而造成的读数误差。
3．在处理数据时，由于取值以及计算精确度取值不够而造成的误差。
4.试验线路连接不稳定，或接触点电阻引起的误差。
5.在误差允许的范围内，ADC0809将0-5V的单级型电压或-5-5V的双极型电压转换为相应的八位二进制输出。
6.在误差允许范围内，DAC0832能将八位二进制数转化为相应的双极型和单级型电压输出。
第二篇：单片机AD转换实验报告
实验八 A/D实验报告
㈠实验目的
1. 掌握单片机与A/D的接口及编程方法；
2. 进一步了解A/D的工作原理；
3. 通过实验了解单片机如何进行数据采集；
4. 进一步了解单片机系统地址分配概念。
㈡实验器材
1. G6W仿真器 一台
2. MCS—51实验板 一台
3. PC机 一台
4. 信号发生器 一台
㈢实验内容及要求
首先利用8051单片机的高位地址进行线译码，以分别给实验板中的各有关芯片提供CS信号，实现单片机系统地址分配。
ADC0809是输入为8通道、可与8051单片机直接接口的8位逐次逼近型CMOSA/D。在8模拟输入通道中的每个通道上接至不同的信号源，改变通道号，并把A/D转换结果显示出来，即可检查A/D转换过程是否正确。
根据实验板的硬件线路可知，当8051向0809写入通道数时，即启动A/D转换，约经过100μs后，A/D转换完成，并向8051发出中断申请。
要求在ADC0809的输入端加上不同的模拟信号，通过键盘输入ADC0809的通道号并启动A/D转换，采集N个（如N=256）数据存入外部RAM中，打开XDATA窗口，检查实验结果。
注意：①在进行A/D采样前，应先检查ADC0809的参考电压是否正确。
（要求ADC0809的参考电压值Vref = +5V，用万用表观察ADC0809芯片的12脚电压值。若不对，可调节实验板上的电位器W1来改变A/D的参考电压值。）
②实验板上电位器W2可调节校准信号的值。
㈣实验框图 （见下页）
㈤思考题
1. 本实验中，对采样信号的频率有没有限制？若有，其频率应在什么范围内？
根据采样定理，采样频率必须大于最高频率的两倍。
2. 如果要采集具有正负值的输入模拟信号，则应对实验板中的A/D线路接法作哪些修正？
关于这一点，记得实验前夏兰老师好像提过，但是由于专注于硬件电路的连接，忘记了该怎么修正，希望老师给点提示。
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
LJMP INT_0
ORG 0040H
START:
MOV SP, #60H
MOV R7,#0FFH ;读取数据个数初始化
MOV R1,#0B0H ;片外储存数据首地址
MOV R0, #00H
MOV DPTR,#7FFFH ;选中6116芯片
MOV A,#02H ;根据硬件连接选择通道号
MOVX @DPTR,A ;启动 A_D
SETB IT0 ;开中断
SETB EA
SETB EX0
CJNZ R7,#0H,T ;判断256个数据是否转换完毕，是则停止，否则原地等待中断
INT_0:
MOVX A,@DPTR ;读 A_D 数据
MOV DPH,R1
MOV DPL,R0
MOVX @DPTR,A ;将数据放到片外存储地址
INC R0 ;指向下一个单元
DEC R7 ;数据个数减一
MOV DPTR,#7FFFH
MOV A,#02H
MOVX @DPTR,A ;再次启动A_D
RETI ;返回中断
T:SJMP $ ;数据转换完毕则程序停止
实验过程中犯了一些很低级的错误，比如说中断地址和所用中断不匹配，中断返回的位置自己不确定，对于怎样写地址才能选中芯片不确定，这些看似不起眼的细微的东西往往决定了整个实验的成败。实验证明，只有牢固的掌握基础知识，才能顺利完成程序的执行。
做了本次实验之后，个人感觉对于之前对于中断的理解还不是很透彻。本次实验让我进一步学习了中断的相关用法。由于实验比较简单，对于A_D的启动和转换数据方面没有什么太大的疑惑，希望可以结合下一次的D/A转换进一步理解这两个重要芯片的用法。