實驗要求： 應用A/D轉換器將滑動電阻輸出的模擬電壓量轉換為數(shù)字電壓量，將數(shù)字電壓量輸出到四位數(shù)碼管，并通過電壓表給出模擬電壓量的讀數(shù)。下圖是實驗截圖。

實驗方案： 應用proteus設計實驗用模擬電路，A/D轉換器采用ADC0804模擬器件，滑動電阻采用proteus支持的POT-HG，四位數(shù)碼管采用7SEG-MPX4CA。

ADC0804模數(shù)轉換器

有20個引腳，分辨率為8位，轉換時間為100μs，輸入電壓范圍為0~5V。

分辨率：A/D轉換器對輸入模擬信號的分辨能力，ADC0804分辨率為8位，即輸出位數(shù)為8個二進制位，可以區(qū)分2^8（256）不同等級的輸入模擬電壓，能區(qū)分輸入的電壓最小值為滿量程輸入的1/2^8（1/256），若需要區(qū)分更小的輸入電壓。就需要增加輸出位數(shù)，提高A/D轉換器的分辨率。

轉換時間：A/D轉換器從接收到模擬電壓到輸出數(shù)字電壓需要的時間，不同類型的轉換器轉換時間不同，并行比較的A/D轉換器轉換時間可達50ns以內，逐次比較的A/D轉換器轉換時間一般在10~100μs之間，雙積分A/D轉換器轉換時間一般在幾十毫秒到幾百毫秒之間。

CS引腳：芯片的片選信號，低電平有效。若該引腳為低電平，芯片開始工作，若該引腳為高電平，芯片停止工作。當外接多個ADC0804芯片時，該引腳可作為芯片的選擇地址，通過不同的地址信號使用不同的ADC0804芯片，從而可以實現(xiàn)多個ADC通道的分時復用。

WR引腳：采樣觸發(fā)信號，低電平有效。若該引腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片對模擬信號進行一次采樣，并進行AD轉換。

RD引腳：轉換數(shù)據完成信號，低電平有效。若檢測到該引腳為低電平，說明一次轉換完成，轉換完成的數(shù)據從DB0~DB7引腳讀取。

VIN+和VIN-引腳：模擬電壓輸入端，用以接收單極性、雙極性和差模輸入信號。雙極性輸入信號有正負電壓、零電壓，單極性輸入信號僅有正電壓。若為單極性輸入信號，VIN+接模擬電壓的輸入，VIN-接地；若為雙極性輸入信號，VIN+和VIN-分別接模擬輸入電壓的正極和負極。

VREF/2引腳：參考電壓接入引腳。該引腳可外接電壓，也可懸空。

CLKIN引腳：引入外部時鐘脈沖，用于芯片的時鐘信號。

CLKR引腳：內部時鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合可由芯片自身產生時鐘脈沖，時鐘脈沖頻率范圍一般為100KHz~1460KHz。

INTR引腳：轉換結束輸出信號，低電平有效，當一次A/D轉換完成后，該引腳被設置為0。在實際應用中，該引腳可與外部中斷輸入引腳相連（如51單片機的INT0,INT1腳），觸發(fā)中斷請求，中斷發(fā)生后，還需等待RD=0才能正確讀出A/D轉換結果。若不使用中斷，該引腳可以懸空。

AGAND和DGAND引腳：模擬接地和數(shù)字接地，兩個引腳可以直接接地。

VCC引腳：接+5V電源。

DB0~DB7引腳：輸出A/D轉換后的8位二進制結果。

四位數(shù)碼管7SEG-MPX4CA

實驗用顯示器件采用四位數(shù)碼管7SEG-MPX4CA，該器件共有12個引腳。其中1、2、3、4引腳為位選信號，用于控制幾個數(shù)碼管亮，A~G引腳為顯示數(shù)字的段選信號，DP引腳為小數(shù)點。

實驗電路設計

ADC0804中的VCC接入5V電源，REF/2引腳懸空（懸空則相當于與VCC共接5V電源）,因此ADC轉換的參考電壓為VCC的值，即5V。DB0DB7引腳連接單片機的P1.0P1.7，RD和WR引腳連接單片機的P3.6和P3.7，VIN+引腳接滑動變阻器的可調節(jié)端，VIN-引腳接地，在VIN+和VIN-引腳之間接入電壓表，CLKIN引腳和CLKR引腳連接的電容和電阻構成外部時鐘脈沖。單片機P0.0~P0.7接四位數(shù)碼管的段選線。

單片機內運行的完整C程序如下：

#include
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit wr=P3^6;
sbit rd=P3^7;
uchar code dis[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
void delay(uint x) 
{
   uchar i;
   while(x--)
     for(i=0;i< 120;i++);       
}
void display(uchar db)
{
    uchar bw,sw,gw;
         float value;
         int voltage;
         value = (float)db * 5 / 256 * 100;
         voltage = (int)value;
         bw=voltage/100;
         sw=voltage%100/10;
         gw=voltage%10;
      P2=0x01;
         P0=dis[bw]&0x7f;
         delay(5);
         P2=0x02; 
         P0=dis[sw];
         delay(5);
         P2=0x04;
         P0=dis[gw];
         delay(5);  
         P2=0x08;
         P0=dis[0];
         delay(5);
}  
void main()
{
       uchar i;
       while(1)
       {
              wr=0;
              _nop_();
              wr=1;
              delay(1);       
              P1=0xff;
              rd=0;
              _nop_();
              for(i=0;i< 10;i++)
                      display(P1); 
       } 
}

位變量wr和rd用于操作P3.6和P3.7，P3.6和P3.7連接到了ADC0804的WR和RD引腳，用于控制信號采樣和讀取采樣信號。數(shù)組變量dis[]定義了數(shù)碼管顯示的數(shù)字編碼。

delay(uint x)是延遲函數(shù)，參數(shù)x為延時的毫秒數(shù)。

display(uchar db)是數(shù)碼管顯示函數(shù)，參數(shù)db為P1口，P1口存儲了采集到的電壓數(shù)字量。ADC0804的分辨率為8位，可以區(qū)分2^8（256）不同等級的輸入模擬電壓，且輸入電壓量程為0 ~ 5V，ADC0804輸出的數(shù)值范圍為0~256，轉換為電壓（單位V）的公式為：

輸出的數(shù)值*輸入最大量程 / 256

下面的代碼將輸出的數(shù)值轉換為電壓的數(shù)字量（單位V），并分別計算出數(shù)字量的各個位數(shù)。

value = (float)db * 5 / 256 * 100;  
// 輸出數(shù)值轉換為電壓，乘以1000方便計算出數(shù)值的各個位數(shù)
voltage = (int)value;  
bw=voltage/100;     // 計算出百位數(shù)
sw=voltage%100/10;  // 計算出十位數(shù)
gw=voltage%10;      // 計算出個位數(shù)

語句P2=0x01選擇數(shù)碼管的第1位顯示數(shù)字，語句P0=dis[bw]&0x7f用于顯示數(shù)字和小數(shù)點，dis[bw]指定的數(shù)字的編碼，再和0x7f做與操作，顯示小數(shù)點。

main()函數(shù)是主控函數(shù)，應用while結構循環(huán)采集和轉換可變電阻輸出的電壓，并將采集的電壓輸出到數(shù)碼管顯示。語句wr=0將ADC0804的wr引腳設為低電平，通知ADC0804進行采樣，語句_nop_()執(zhí)行_nop_()函數(shù)， nop ()函數(shù)不是C語言標準庫的函數(shù)，它是51單片機提供的指令，它執(zhí)行一個機器周期的空操作，讓ADC0804完成數(shù)據采樣和模數(shù)轉換，其后執(zhí)行語句wr=1，將ADC0804的wr引腳設為高電平。語句P1=0xff將P1各端口都設置為高電平，準備接收采集的數(shù)據，語句rd=0將ADC0804的rd引腳設為低電平，從DB0~DB7引腳讀取數(shù)據到P1口。