实验室终期考核任务

图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连。

实验室终期考核任务

• 任务目标:
  • 主机数码管显示从机ADC的电压数据；从机LCD1602显示主机的ADC电压数据；转动滑动变阻器，均能正确显示出电压的变化
• 数码管显示
• ADC电压采集
  • ADC0809CCN芯片
    • adc0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
      • analog → digital singnals
      • 采样频率
        • 定义了：芯片在单位时间内，将连续信号采集出来并变成离散信号的总个数。 也就是在单位时间内，将一段连续信号分成了多少份。
      • 采样频率是8位的
        • 错误理解：
          • 即该芯片可以在单位时间内，将连续信号分成10^8数量级个
        • 正确理解：
          • 将连续信号分成2^8次方分。
          • 以5V的ADC模块为例，即将0~5V分成256份。 每份表示 5/256 = 0.01953125 ≈0.02V
      • 采样频率、采样精度是什么意思
        • 采样频率也可以叫做采样速度。 采样频率间接表示了采样的精度。 （如以5V的ADC为例： 8位的采样频率 = 8位的采样精度：将5V 分成2^8次方份，精度= 5/256≈0.02V ADC模块的精度一般有8位、10位、12位、16位、24位
      • 逐次逼近原理
        • 逐次逼近型adc由比较器、D/A转换器、缓冲寄存器和若干控制逻辑电路构成。原理是 1. 从高位到低位逐位比较，首先将缓冲寄存器各位清零； 2. 转换开始后，先将寄存器最高位置1，把值送入D/A转换器，经D/A转换后的模拟量送入比较器，称为 Vo， 3. 与比较器的待转换的模拟量Vi比较， 4. 若Vo<Vi，该位被保留，否则被清0。 5. 然后，再置寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的 Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位被保留，否则被清0。循环此过程，直到寄存器最低位，6. 得到数字量的输出
          • 比较器
            • 对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。 比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。
              • 比较器是什么？
                • 比较器可以将一个模拟电压信号和一个基准电压信号进行比较。得出大、小、相等的结果
            • 比较器，具有两个模拟电压输入端UIN+和UIN-，一个数字状态输出端UOUT，输出端只有两种状态，用以表示两个输入端电位的高低关系： UH代表高电平，UL代表低电平，具体的电位值，取决于系统的定义。常见的数字系统中，3.3V代表高电平，0V代表低电平；也有12V/5V代表高电平，0V代表低电平。 高低电平的本质：可以明显区分的电位。 ———————————————— 原文链接：https://blog.csdn.net/Cherish1ove/article/details/115283978
              • 比较器的详细说明
          • D/A转换器
            • 数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
            • 以5V，8位采样精度（频率）来看。
              • 错误理解
                • ①即将数字量1000 0000 转换成模拟量 1*2^8?
                • ②这里的2^8不是二进制里的意思。（二进制数）1000 0000 = （十进制数）2^8 而这里是有8个空位，每一位都有两种状态。所以通过组合的知识，两个里面选1个，总共要选8次，最终的组合情况有2^8次方个，即256种情况 但1000 0000的模拟量是多少？
              • 正确理解
                • （二进制数）1000 0000 = （十进制数）1*2^7 。
                  • （二进制数）0000 0000 = （十进制数）0*2^0 = 0
                  • （二进制数）0000 0001 = （十进制数）1*2^0 = 1
            • 先将寄存器最高位置1，把值送入D/A转换器，经D/A转换后的模拟量送入比较器，称为 Vo
              • Vo = 1*（2^7） * （5/2^8）=128 * 0.02 = 2.56V
                • 如何将二进制数转换成模拟量？
                  • 1. 二进制数转换成十进制数
                    • 0b101 = 1×2^2 +1×2^1 +1×2^0.
                    • 二进制转换，要从2^0次方开始。不是2^1
                  • 2. 乘以该D/A转换器的精度（如8位精度，则×5/256 =×0.01953125 ≈ ×0.02
          • 待转换的模拟量Vi
            • 1）我在做什么？ 想要理解右图中的这段话，进而学会逐次逼近型原理。 2）我做了哪些努力？ 搜索“电路中的电压模拟量是怎么存在的” “怎么检测电路中的电压模拟量” “比较器的待转换的模拟量是怎么来的” 但结构都和我的问题不相符。 3）我做出了什么结果？ 以为比较器 中的待转换模拟量，是一个客观存在的、电路能够感知到的东西？？？ 4）我的问题： 比较器的待转换的模拟量Vi在电路中是怎么存在的？ 是如同人的触觉能感受到鼠标的存在一样，比较器也能感受到模拟量的存在吗？ 5）我最大的疑惑是什么？ 我已经理解了，比较器是将一个x位的二进制数字转换成模拟量，传送到比较器中，让这个模拟量和比较器中的另一个模拟量进行比较，如果结果小了，就将数字量变大，然后再继续比较，一直循环到最低为结束。 但是我不理解，比较器重的另一个模拟量，比较器是怎么感知到的
              • 待转换的模拟量Vi是怎么检测到的？
                • 电压是电流（电荷）的积累量。积累到一定的程度，会产生相应的压力。 比较器能够检测到这种压力。就像人的手能够感知到苹果一样
          • 缓冲寄存器
            • 百科
              • 缓冲寄存器又称缓冲器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。 输入缓冲器的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走； 输出缓冲器的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。
              • 三态输出功能
                • 百科
                  • 三态门，三态电路是一种重要的总线接口电路。这里的三态，是指它的输出既可以是一般二值逻辑电路的正常的“0”状态和“1”状态，又可以保持特有的高阻抗状态，第三种状态——高阻状态的门电路 （高阻态相当于隔断状态）。 处于高阻抗状态时，其输出相当于断开状态，没有任何逻辑控制功能。三态电路的输出逻辑状态的控制，是通过一个输入引脚 实现的。当G为低电平输入时，三态电路呈现正常的“0”或“1”的输出；当G为高电平输入时，三态电路给出高阻态输出。
                • 三态输出功能指的是：该电路可以处于连通状态，输出逻辑数字①”1“ 、 ②”0“ 也可以处于③断开状态（学名：“高阻态状态”）
                  • 三态输出功能是什么？
                    • 可以处于三种状态：分别是 电路连通状态的①“0”和②“1” 电路断开状态的③“高阻态”
            • 以一个芯片为主体，它要接受的数据或许不能立马处理，就需要放到输入缓冲寄存器里排个队；它要发送的数据，或许还在增加，比如说要发送100个数据，但是现在只产生了50个，就要现将这50个数据放到输出缓冲寄存器里面等一下，等人到齐了在一起发送给要发送的外设
              • 缓冲寄存器是什么？
                • 由于实际生产需要，用来暂时存放数据的工具
          • 若Vo<Vi，该位被保留，否则被清0 然后，再置寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的 Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位被保留，否则被清0。循环此过程，直到寄存器最低位，
            • 若1000 0000对应的模拟量比实际的模拟量小则该为就是1，然后进行下一位的比较， 若1000 0000对应的模拟量比实际的模拟量打，则该为变成0，然后进行下一位的比较
          • 控制逻辑电路
      • 8通道多路开关
      • 地址码
      • 锁存译码后的信号
      • 子主题
    • 主要特性
      • 8路8位A／D转换器，即分辨率8位。
      • 具有转换起停控制端。
      • 单个＋5V电源供电
      • 模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
      • 低功耗，约15mW。
    • 内部结构
      • 由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近组成。
      • adc0809的内部逻辑结构图
      • 图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连
        • 允许8路模拟量分时输入
        • 地址锁存
        • 译码电路
        • 对A/B/C3个地址位、进行锁存和译码
        • 译码输出
        • 用于通道选择
        • 三态输出锁存器
        • 可以直接与系统数据总线相连
      • 通道选择表
    • 3. 外部特性（引脚功能）
      • adc0809引脚图及功能
      • 引脚综述
        • adc0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。下面说明各引脚功能。 　　IN0～IN7：8路模拟量输入端。 　　2-1～2-8：8位数字量输出端。 　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 　　ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 　　START： A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 　　EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 　　OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 　　CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 　　REF（+）、REF（-）：基准电压。 　　Vcc：电源，单一＋5V。 　　GND：地。
      • 8路模拟量输入端
        • 通道选择表
        • 就是通过对C、B、A三个端口分别输入相应的数字组合，控制ADC0809芯片 选择 输入的数字组合对应的那一个通道，进行模拟信号的测量功能
      • 8位数字量输出端
        • 就是将选定的那个通道所产生的的模拟量，经过一系列操作之后的转换结果：即8位数字量，进行输出
      • 三位地址输入线（选通8路模拟输入中的一路）
        • 地址输入线
          • 数据都是通过数据线（给手机充电用的那种）来进行数据的传输的。 而想要寻找数据的话，就需要知道数据存储在哪里。 每一块数据，都会存放在一个位置，也叫做地址（门牌号） 对地址线，输入一些数据（门牌号）就可以对门牌号对应的房间里所存储的数据进行操作。
          • 1）我在做什么？ 想要通过阅读ADC0809的引脚图和对应的功能，掌握并能够使用ADC0809。 阅读的资料是右图 2）我做了哪些努力？ 一个一个的搞懂资料中不懂的名词（尽量围绕着最终目的进行） 3）我目前的进展是？ 知道了ADC0809芯片将连续的模拟电压，转换成离散的数字的原理，并且能够叙述出来 4）我目前的问题是？ 三位地址输入线是什么意思？ 【2）我做的努力：搜索“怎么理解地址输入线中的地址”“地址输入线是什么意思” 3）我目前的进展：知道了地址线是什么意思： 数据都是通过数据线（给手机充电用的那种）来进行数据的传输的。 而想要寻找数据的话，就需要知道数据存储在哪里。 每一块数据，都会存放在一个位置，也叫做地址（门牌号） 对地址线，输入一些数据（门牌号）就可以对门牌号对应的房间里所存储的数据进行操作。】 5）我最大的疑问是？ 这里为什么要将 A、B、C端口， 叫做 “3位地址输入线”？ 我理解的 A、B、C三个端口的作用是： 通过对A、B、C三个端口，分别输入不同的数字组合（110 、100……）就可以让数字组合对应的通道打开。也就是选择该数字组合对应的那个端口所连接的地方的模拟量进行采集 这个作用和地址线好像没有关系呀？
            • A、B、C叫做地址输入线的原因
              • 我一开始是把三个端口（A、B、C）的数字排列组合和对应检测0~7中的哪一个通道，当做了一种提前约定好的东西。 没有意识到。三个端口和8个通道之间的关系，就是地址和地址所存储的数据的关系 所以A/B/C三个端口就叫做三位地址输入线
        • 通过对A、B、C三个端口，分别输入不同的数字组合（110 、100……）就可以让数字组合对应的通道打开。也就是选择该数字组合对应的那个端口所连接的地方的模拟量进行采集
      • 地址锁存允许信号
        • ale(address lock enable)作用是在访问外部存储器时，p0口做为地址/数据复用口，ale信号用于锁存低8位地址。 当ale信号为高电平时，p0口上的信息为低8位地址， 在ale信号的下降沿时将p0口上的低8位地址送到地址锁存器锁存起来。 在ale信号为低电平时，p0口上的信息为指令或数据信息。 以实现低位地址与数据的分离。ale是自动运行的。
          • 地址锁存允许信号的用法？
            • 当ALE = 1时，输入地址 当ALE 产生下降沿时，将地址锁存起来 当ALE = 0时，传输指令/数据信息
        • 就是将到底检测哪个端口的信号，对应的A、B、C数字组合给存储起来。以后用的时候就不用在进行输入了。直接从存起来的地方读取就行了。
          • 地址锁存允许位的作用？
            • 存储 自己输入的地址信息。 以后在想知道的时候直接读取锁存器里的地址就行。
      • 脉冲
        • 脉冲（pulse）通常是指电子技术中经常运用的一种像脉搏似的短暂起伏的电冲击（电压或电流）。主要特性有波形、幅度、宽度和重复频率。 [1] 脉冲是相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周期内没有信号。就像人的脉搏一样。现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间有信号。计算机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号。此外，脉冲也用来表示思想感情上的冲动和要求
        • 脉冲就像用手电筒传输莫斯密码一样，不同的闪烁频率，代表了某种意义
      • 正脉冲
        • 问题出处
        • 百度的结果
          • 别的网友说，正脉冲≠上升沿？？ 上降沿是什么鬼？（没有搜到）
      • 上升沿使0809复位
      • 输出三态门
      • 时钟频率
      • 640kHz
      • 基准电压
      • ADC0809工作过程
        • 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
• LCD1602显示
• 滑动变阻器
• 图示：
  • 除白色字体外+亮绿色背景 = 有疑问，未被解决
  • 白色字体、亮绿色背景 = 有疑问，已经解决
  • 黑色字体、橙色背景 = 学到的知识点
  • 黑色字体、蓝色背景 = 所学知识的概括性描述
  • 黑色字体、浅蓝色背景 = 所学知识想要强调的内容
• 用汉字区分二进制数、十进制数太过麻烦了，所以有了简写：
  • 0b11/0B11
    • 二进制数
  • 0o11/011
    • 八进制数
  • 0x11/0X11
    • 十六进制数
  • 11/-11
    • 十进制数
  • 如何区分二进制和十进制数