《智能电子技术实践》实训报告项目名称：电压检测与显示姓名：学号：专业：微电子技术成绩：【摘要】S08系列微控制器是freescale半导体公司推出的新一代8位MCU。
在实际工作中，计算机与外部设备之间常常要进行信息的交换，计算机与计算机之间也要交换信息，本次实训主要是使用实训板检测电位器中心抽头的电压，并通过串行总线在计算机端显示测到的电压值。
首先，通过A/D转换模块，将电压信号转换为对应的数字信号，其次，通过RS-232接口实现与设备之间的连接，在电脑的串口调试串口显示输出的电压。
串行通信接口SCI的主要功能是：接收时，把外部的单线输入的数据变成一个字节的并行数据送入MCU内部；发送时，把需要发送的一个字节的并行数据转换为单线输入。
为了设置波特率，SCI应具有波特率寄存器。
为了能够设置通信格式、是否校验、是否允许中断等，SCI应具有控制寄存器。
而要知道串口是否有数据可收、数据是否发送出去等，需要有SCI状态寄存器。
在单片机人机接口中，通常使用LED数码管来显示各种数字或符号，由于数码管是由多个发光二极管封装在一起组成，因而它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点。
【关键词】单片机，A/D转换，RS-232接口，电压检测目录第一章绪论.................................................. - 4 -1.1 课题研究现状.......................................... - 4 -1.2 课题目标（设计方案）.................................. - 4 - 第二章电压检测与显示的实现原理............................. - 5 -2.1 模数转换的概念........................................ - 5 - 第三章系统硬件组成与实现方法................................ - 6 -3.1 freescale单片机系统组成与实现方法 ................... - 6 -3.1.1对MC9S08AC16简单认识 ............................ - 6 -3.1.2飞思卡尔单片机的原理 ............................. - 7 -3.2 AD采样模块介绍...................................... - 8 -3.2.1 A/D转换概述..................................... - 8 -3.2.2 常用的相关寄存器................................ - 8 -【硬件连接】.......................................... - 10 -3.3 SCI模块介绍......................................... - 11 -3.3.1串行通信基本概念 ................................ - 11 -3.3.3 S08内部SCI接口模块 ............................ - 12 - 第四章系统软件实现方法..................................... - 15 -4.1 LED数码管........................................... - 15 -4.2串口通信设置与实现方法 ............................... - 16 - 第五章系统测试与实训心得................................... - 19 -5.1 实验过程与测试....................................... - 19 -5.2 实训心得............................................. - 20 -第一章绪论1.1 课题研究现状近几年，伴随汽车电子和工业自动化对高可靠微控制器需求的快速增长，国内嵌入式系统及控制领域对freescale半导体公司S08系列的关注度迅速上升。
为适应这一市场的变化，许多企业、科研机构和高等院校开始应用S08系列MCU研制新型高可靠智能化机电产品或进行高校教学改革，但是，目前国内公开出版的S08系列微控制器的中文书籍较少。
S08系列的主要特点是：技术成熟，可靠性高；高性能，CPU时钟可达40MHZ；内部资源十分丰富，具有多种节能模式；抗干扰和电磁兼容性强；开发技术先进且费用低廉，可提供免费的集成开发环境和免费的开发调试器（可自制）；支持C语言开发，并进行了硬件和软件优化，开发效率高。
在现代化生活和生产中，基于微控制器的嵌入式应用系统和装置已十分广泛。
例如计算机及其外设、汽车电子、个人通信与娱乐产品、智能家电、工业控制，其内部大多采用了一片乃至多片微控制器。
许多传统的机电产品，一旦采用了微控制器就有可能成为具有更高性能，更易于使用的智能化产品，从而有效的提升了产品的附加值。
1.2 课题目标（设计方案）本文主要从两方面来完成项目：A/D转换模块，串行通信，并对各模块进行了阐述。
使用实训板检测电位器中心插头的电压，并通过串口返回到另一块实训板，在另一块实训板上用数码管显示检测到的电压。
大概设计就是首先要做一个模数A/D转换模块，A/D转换模块的基本编程方法是1）把模拟量转化为数字量，2）写入转换初始化，然后启动A/D转换，3）获取A/D转换结果，4）数据处理，将获取的AD 转换结果进行数值处理。
其次，通过RS-232接口实现与设备之间的连接，在电脑的串口调试串口显示输出的电压。
在编程时要写入一个send发送函数，把数据发送出去，然后接收端需要用接收电路将RS-232C电平转换为TTL 电平。
第二章电压检测与显示的实现原理2.1 模数转换的概念模数转换(ADC)亦称模拟一数字转换，与数/模(D/A)转换相反，是将连续的模拟量（如象元的灰阶、电压、电流等）通过取样转换成离散的数字量。
例如，对图象扫描后，形成象元列阵，把每个象元的亮度（灰阶）转换成相应的数字表示，即经模/数转换后，构成数字图象。
通常有电子式的模/数转换和机电式模/数转换二种。
在遥感中常用于图象的传输，存贮以及将图象形式转换成数字形式的处理。
例如：图像的数字化等。
信号数字化是对原始信号进行数字近似，它需要用一个时钟和一个模数转换器来实现。
所谓数字近似是指以N-bit的数字信号代码来量化表示原始信号，这种量化以bit位单位，可以精细到1/2^N。
时钟决定信号波形的采样速度和模数转换器的变换速率。
转换精度可以做到24bit，而采样频率也有可能高达1GHZ，但两者不可能同时做到。
通常数字位数越多，装置的速度就越慢。
模数转换的过程模数转换包括采样、保持、量化和编码四个过程。
在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样，量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样速率一般取 fS=2.5fmax。
通常采样脉冲的宽度 tw 是很短的，故采样输出是断续的窄脉冲。
要把一个采样输出信号数字化，需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。
量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号，量化的主要问题就是量化误差。
假设噪声信号在量化电平中是均匀分布的，则量化噪声均方值与量化间隔和模数转换器的输入阻抗值有关。
编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。
这些过程有些是合并进行的，例如，采样和保持就利用一个电路连续完成，量化和编码也是在转换过程中同时实现的，且所用时间又是保持时间的一部分。
2.2 数模转换的工作原理数模转换的原理是模数转换原理的逆过程数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的电路或器件称为数模转换电路，通常称为D/A转换器或DAC。
我们知道数分可为有权数和无权数，所谓有权数就是其每一位的数码有一个系数。
数模转换从某种意义上讲就是把二进制的数转换为十进制的数。
最原始的DAC电路由以下几部分构成：参考电压源、求和运算放大器、寄存器和时钟基准产生电路，寄存器的作用是将输入的数字信号寄存在其输出端，当其进行转换时输入的电压变化不会引其输出的不稳定。
时钟基准产生电路主要对应参考电压源，它保证输入数字信号的相位特性在转换过程中不会混乱，时钟基准的抖晃会制造高频噪音。
二进制数据其权系数的产生，依靠的是电阻，CD 格式是16bit,即16位。
参考电压源依次经过每个电阻的电流和输入数据每位的电流进行加权求和即可得出模拟信号，这就是多比特DAC。
多比特与1比特的区别之处就是，多比特是通过内部精密的电阻网络进行电位比较，并最终转换为模拟信号。
第三章系统硬件组成与实现方法3.1 freescale单片机系统组成与实现方法3.1.1对MC9S08AC16简单认识下面是MC9S08AC16单片机内部特点1．40-MHz CPU 时钟;2．20-MHz 内部总线频率；3． HC08 指令集＋BGND 指令；4. 后台调试系统；5. 断点在线调试（DBG 模块可另外扩展出两个断点）；6. DBG模块：片上实时在线仿真模块，包括两个比较器；7. 深度的FIFO用于存储地址和数据信息；8. 调试模块支持标记断点和强制断点；9. 可支持多达32个中断/复位源；MC9S08AC16是飞思卡尔大家庭的一员，分属于hcs08系列单片机，它还包含以下很多特性：ADC－8通道，10位模数转换器，具有自动比较功能。
SCI－2个异步通信串口（UART），可工作于单线模式，以及半双工模式。
SPI－同步串行通信接口IIC－最高可达100kps的串行扩展总线3个16位定时/PWM 模块。
其中一个TPM 模块为2通道；两外两个为4通道。
每一个可选择为输入捕捉，输出比较和边沿对齐 PWM。
每一个TPM模块在其所有通道配置为带缓冲的中心对齐PWM 。
图3-1 44引脚LQFP3.1.2飞思卡尔单片机的原理注：1）引脚作为输入功能时，软件可使能引脚上拉2）引脚作为中断输入功能时，软件可配置该引脚上拉/下拉3）引脚作为中断输入时，中断信号电平不能超过VDD4）引脚内部集成上拉5）PTD3，PTD2，PTG4都包含上拉和下拉设备。
当KBI使能且上升沿有效时，下拉使能图3-2 飞思卡尔单片机内部原理图3.2 AD采样模块介绍3.2.1 A/D转换概述A/D转换模块，即模数转换，是将电压信号转换为相应的数字信号。