基于89C51和AD1674的模數轉換系統的設計和實現

摘 要：AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，AD1674是12位逐次逼近式并行A/D轉換單片集成電路。應用AT89C51和AD1674設計了一款模數轉換系統。該系統在單片機控制下能夠靈活的把輸入的模擬信號轉換為12位或8位的的數字信號并行輸出。轉換速度快，性能可靠，實用性強。

關鍵詞：AD1674；AT89C51；數據采集；模數轉換

中圖分類號：TN98 文獻標識碼：A

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

（2）轉換時間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）滿量程校準誤差0.125%。（5）內有+10V基準電源，也可外用基準電源。（6）有4種單/雙極電源：±5V，±10V，0∽+10V，0∽+20V。（7）數據可并行輸出，采用8/12位可選微處理器總線接口。AD1674數模轉換器的邏輯功能表如下所示。

AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51提供以下的功能標準：4K字節閃爍存儲器；128字節隨機存取數據存儲器；32個I/O口；2個16位定時/計數器；1個5向量兩級中斷結構；1個串行通信口；片內震蕩器和時鐘電路。另外AT89C51還可以進行0HZ的靜態邏輯操作，全靜態工作：0Hz-24Hz，并支持兩種軟件的節電模式：閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數據存儲器、定時/計數器、串行通信口及中斷系統繼續工作；掉電方式保存隨機存取數據存儲器中的內容，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復位。

1 數模轉換系統的設計總體方案

此設計展示了一個使用AT80C51控制AD1674的模數轉換系統。當前置設備采集的模擬信號經放大、消除干擾等處理后，送給AD1674進行轉換成數字信號，后用顯示設備顯示。全程用AT80C51軟件編程協調各部分的工作。

2 數模轉換系統的實現

2.1 整體硬件電路圖

2.3 AD1674轉換原理及過程

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

3 結語

通過以上具體的例子，可以了解到應用單片機軟件編程的方法，產生控制信號，控制各種功能模塊，可以特別靈活的構成各種自動化功能系統，能夠快速實現實用功能，比起用純硬件電路結構簡單，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，及時查找錯誤，省時省力。在大型的測試系統與仿真過程中是非常有利的。

參考文獻：

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[2]梁合慶.增強核內存80C51教程[M].北京：電子工業出版社，2003.

[3]劉文濤.單片機語言C51程序設計[M].北京：原子能出版社，2004.

課題：甘肅政法學院教改項目：公安院校信息安全專業方向課程體系改革研究，

項目編號：GZJG2012-B15

作者簡介： 吳小紅（1968-），女，碩士，副教授，主要研究方向為電子技術、虛擬儀器技術、信號處理等。