數字電壓表設計實驗（并行AD 數據采集與顯示）

一、設計要求:
設計一個測量范圍為0~5V 的電壓表。用三位數碼管顯示，顯示小數點。
二、實驗目的：
學習使用并行AD 變換器ADC0809。
了解數字電壓表的工作原理。
學習使用狀態機。
三、實驗原理：
產生AD 變換器的控制信號:
ADC0809 是CMOS 的8 位A/D 轉換器，片內有8 路模擬開關，可控制
8 個模擬量中的一個進入轉換器中。ADC0809 的分辨率為8 位，轉換時間約
100us，含鎖存控制的8 路多路開關，輸出有三態緩沖器控制，單5V 電源供電。
主要控制信號說明：START 是轉換啟動信號，高電平有效；ALE 是3 位通
道選擇地址（ADDC、ADDB、ADDA）信號的鎖存信號。當模擬量送至某一輸
入端（如IN1 或IN2 等），由3 位地址信號選擇，而地址信號由ALE 鎖存；EOC
是轉換情況狀態信號，當啟動轉換約100us 后，EOC 產生一個負脈沖，以示轉
換結束；在EOC 的上升沿后，若使輸出使能信號OE 為高電平，則控制打開三
態緩沖器，把轉換好的8 位數據結果輸出至數據總線。至此ADC0809 的一次轉
換結束了。對于ADC0809 芯片的其他介紹請參閱其數據手冊。芯片ADC0809
的控制時序圖（圖14）。
在實驗儀器中CS 與WR 相與后接在了ALE 和START 端，CS 與RD 相與
后接在了OE 端，通過對時序和電路的綜合考慮，建議使用如下的AD 控制時序。

由圖15 可知，當CS 和WR 同時為高電平時，ADC0809 開始轉換，當轉換
完成后，在INT 腳輸出高電平，等待讀數據；當CS 和RD 同時為高電平時，通
過數據總線D[7..0]從ADC0809 讀出數據。
從圖我們可以將整個控制氣分成4 個步驟狀態：S0、S1、S2、S3，各狀態
的動作方式如下：
狀態S0：CS=1、WR=1、RD=0（由控制器發出信號要求ADC0809 開始進
行模/數信號的轉換）。
狀態S1：CS=0、WR=0、RD=0 (ADC0809 進行轉換動作，轉換完畢后INT
將低電位升至高電位)。
狀態S2： CS=1、WR=0、RD=1(由控制器發出信號以讀取ADC0809 的轉
換資料)。
狀態S3： CS=0、WR=0、RD=0（由控制器讀取數據總線上的數字轉換資
料）。由上述的四個狀態可以歸納出整個控制器的動作功能有：負責在每個步驟送出所需的CS、WR、RD 控制信號。在狀態S1 時,監控INT 信號是否由低變高,如此以便了解轉換動作結束與否。
在狀態S3,讀取轉換的數字資料。
2．編碼轉換電路：
計算轉換后的數字電壓信號與BCD 碼的對應關系：對8 位的ADC0809 而言，它的輸出準位共有28 =256 種，即它的分辨率是1/256，假設輸入信號為0~5V 電壓范圍，參考電壓（Vref/2）為2.56V 時，則它最小輸出電壓是5V/256=0.01953V，這代表ADC0809 所能轉換的最小電壓值，我們在該實驗中取最小電壓準位為0.02V。當ADC0809 收到的信號是01110110（76H），則其對應的電壓值為：76H×0.02V = 2.36V要實現電壓值與BCD 碼的對應關系用多種方法（如查表法、比較法等）。查表法需要寫大量的數據，比較麻煩，在示例程序中作者使用了比較法。
3．輸出7 段數碼管顯示電路：
該電路的功能是將轉換好的BCD 碼顯示在3 位數碼管上，在最高為的數碼管上要顯示小數點。這個電路在前面的實驗中多次用到，此處不再敘述。
四、實驗內容：
用并行ADC0809 實現電壓表。NINTR，NRD，NCS，NWR，DIN[7..0]分別接并行ADC0809 模塊中的相應接口。

SEL[1..0]和SEG[6..0]分別接7 段數碼管的掃描端SEL[1..0]和g~a，DP 接小數點輸入端DP，ADC0809 的時鐘輸入端接625KHz，建議CLKG 接8KHZ 左右時鐘，CLK 接高于16HZ 時鐘。
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VREF-接地；VREF+接+5V；A0，A1，A2 接撥碼開關；A0，A1，A2 八種狀態分別對應IN[0..7]，手動DCTUNER 控制 DCOUT 輸出，DCOUT 接A0，A1，A2 八種狀態中的一種。
注：示例程序在文件夾EXAMPLE10 中，DYB.VHD 是示例程序的設計文件。

五、實驗報告：
作出本項實驗設計的完整電路圖，詳細說明ADC0809 的工作原理，以及數字電壓表的工作原理 。詳細說明7 段數碼管能穩定顯示測量值的原因。