《电路与嵌入式系统综合设计实验》实验报告
LPC单片机AD功能及应用
姓名： 龙 菁 学号： GS12062361 指导老师： 刘海军
国防科技大学计算机学院
2013年6月16日
LPC单片机AD功能及应用
随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。具有体积大、成本、功耗低和可靠性强的突出特点。本文研究的是基于ARM嵌入式芯片AD功能及应用的设计与实现。采用了飞利浦的32位ARM微处理器LPC2124作为核心处理器，实现LPC单片机双通道AD转换的功能，并通过串口显示转换电压的结果。
一、 引言及背景
随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用嵌入式系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。因为数字电子计算机所处理和传送的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量。模拟量经传感器转换成电信号的模拟量后，需经A/D转换变成Digit信号才可输入到数字系统中进行处理和控制，因而把模拟电量转换成数字量AD转换的实现非常重要的。
通过本实验的实现，培养了自己综合运用所学知识，独立分析和解决时间问题的能力，培养了自己创新意识和创新能力，培养了自己动手能力，获得科学研究的基础，受益匪浅；并加深了对ARM芯片的了解，熟悉了ARM芯片各个引脚的功能，工作方式，串口通信，AD转换等相关原理和内容，巩固了嵌入式的基础知识。
本实验为了实现双通道AD转换查阅了所选ARM芯片的应用手册，及ARM嵌入式系统基础教程，分析应用了单片机实现AD转换的基本原理，以及该A/D转换器单通道和多通道切换的方法。自己再将其融入到嵌入式系统中，通过Protues模拟和验证，实现双通道AD转换的基本功能。
二、实验目标
实验目标：将AIN0连接一个滑动变阻器，对其进行电压采样，进行AD转换，将转换后的电压值送到上位机终端，与PC机串口通信实现A/D转换结果的传送,并在在串口仿真窗口显示采样的数据。
三、设计方案
利用ARM芯片LPC2124实现AD转换。运用所掌握的ARM芯片各引脚功能设置，工作方式，串口通信，AD转换的相关原理的知识，通过Keil软件进行编译和Protues仿真，完成实验的要求。
1. 设计思路
（1）利用ARM芯片LPC214 的AD 转换器将采样得到的信号转化成数字信号，在仿真窗口显示。
（2） 再将其扩展成两路进行AD 采样，利用滑动变阻器阻值的变化，可以得到不同的输入模拟信号。
（3）将模拟信号进行AD转换得到数字信号，应用串口通信将它转化的结果输出。
2．总体设计框图
用ARM7系列芯片LPC2124作为系统的主控芯片，进行信号的AD转换再输出 ，下面为该实验设计的总体框图
LPC2124内AD转换器 LPC2124单片机 串口通信 电压采样 PC仿真窗口
图3.1 AD转换总体设计框图
四、硬件设计
根据设计任务要求，自行选择电子元件，画出电气原理图，并调试。一个完整的系统除了主控芯片以外，还需配上电源系统、时钟电路、复位电路等。独立的芯片是不能工作的。
本设计采用LPC2124芯片，具体功能描述如下。
1． LPC2124芯片介绍
??16/32位ARM7TDMI-S核，超小LQFP64封装。
??16kB的片内静态RAM和32/64/128/256/512kB的片内Flash程序存储器。 ??128位宽度接口/加速器可实现高达60MHz工作频率。 ??通过片内boot装载程序实现在系统编程/在应用编程(ISP/IAP)。 ??单个Flash扇区或整片擦除时间为400ms。256字节行编程时间为1ms。 ??EmbeddedICE RT和嵌入式跟踪接口通过片内RealMonitor软件对代码进行实时调试
和高速跟踪。
?? 1个8路10位的A/D转换器，共提供16路模拟输入
??1个10位的D/A转换器，可产生不同的模拟输出。
??2个32位定时器/外部事件计数器(7个捕获和比较通道)、PWM单元(6路输出)和看
门狗。
??低功耗实时时钟具有独立的电源和特定的32kHz时钟输入。
??多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、2个高速I2C总线(400 kbit/s)、
SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP。
??向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。多达9个边沿或电平触发的外部中断
管脚。
??通过片内PLL(100us的设置时间)可实现最大为60MHz的 CPU操作频率。 ??片内集成振荡器与外部晶体的操作频率范围为1～30 MHz，
??与外部振荡器的操作频率范围高达50MHz。低功耗模式：空闲和掉电。 ??CPU操作电压范围：3.0~3.6 V (3.3 V±10%)，I/O口可承受5V的电压。
2． LPC2124芯片最小系统硬件设计
图4.1为LPC2124芯片的原理图
64个引脚，采用3.3V电源供电，设计所需外接器件的网络名已经标出。
3．AD转换器
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