基于89C51和AD1674的模数转换系统的设计和实现

摘 要：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，AD1674是12位逐次逼近式并行A/D转换单片集成电路。应用AT89C51和AD1674设计了一款模数转换系统。该系统在单片机控制下能够灵活的把输入的模拟信号转换为12位或8位的的数字信号并行输出。转换速度快，性能可靠，实用性强。

关键词：AD1674；AT89C51；数据采集；模数转换

中图分类号：TN98 文献标识码：A

AD1674是12位逐次逼近式并行A/D转换单片集成电路，集成块内部自带采样保持电路、10V基准电压源、时钟源和与微处理器能够直接接口的暂存/三态输出缓冲器。从传感器采集的信号能够快速、高校、精准的转换并传送给CPU进行处理。AD1674的主要特点：（1）采样频率f=100KHz。

（2）转换时间10us。（3）具有±1/2LSB的积分非线性（INL）以及12位无漏码的差分非线性（DNL）。（4）满量程校准误差0.125%。（5）内有+10V基准电源，也可外用基准电源。（6）有4种单/双极电源：±5V，±10V，0∽+10V，0∽+20V。（7）数据可并行输出，采用8/12位可选微处理器总线接口。AD1674数模转换器的逻辑功能表如下所示。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51提供以下的功能标准：4K字节闪烁存储器；128字节随机存取数据存储器；32个I/O口；2个16位定时/计数器；1个5向量两级中断结构；1个串行通信口；片内震荡器和时钟电路。另外AT89C51还可以进行0HZ的静态逻辑操作，全静态工作：0Hz-24Hz，并支持两种软件的节电模式：闲散方式停止中央处理器的工作，能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作；掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容，但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。

1 数模转换系统的设计总体方案

此设计展示了一个使用AT80C51控制AD1674的模数转换系统。当前置设备采集的模拟信号经放大、消除干扰等处理后，送给AD1674进行转换成数字信号，后用显示设备显示。全程用AT80C51软件编程协调各部分的工作。

2 数模转换系统的实现

2.1 整体硬件电路图

2.3 AD1674转换原理及过程

接通电源，AT80C51给出控制信号启动转换模块，调整可变电阻器，输入模拟信号，在转换脉冲的作用下快速转换，输出选用了12位模式，输出的数字信号送给显示器显示出来。仿真结果和显示结果如下图所示。

3 结语

通过以上具体的例子，可以了解到应用单片机软件编程的方法，产生控制信号，控制各种功能模块，可以特别灵活的构成各种自动化功能系统，能够快速实现实用功能，比起用纯硬件电路结构简单，元器件少了许多，但速度，可靠性都有显著的提高，克服了许多人为的工艺上故障，且易于仿真，及时查找错误，省时省力。在大型的测试系统与仿真过程中是非常有利的。

参考文献：

[1]高峰.單片微型计算机原理和接口技术[M].

[2]梁合庆.增强核内存80C51教程[M].北京：电子工业出版社，2003.

[3]刘文涛.单片机语言C51程序设计[M].北京：原子能出版社，2004.

课题：甘肃政法学院教改项目：公安院校信息安全专业方向课程体系改革研究，

项目编号：GZJG2012-B15

作者简介： 吴小红（1968-），女，硕士，副教授，主要研究方向为电子技术、虚拟仪器技术、信号处理等。