第8章单片机系统.ppt

另一种常用的A/D转换器是逐次逼近式的，逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快，精度较高的转换器，其转换时间大约在几μs到几百μs之间。通常使用的逐次逼近式典型A/D转换器芯片有： (1)ADC0801~ADC0805型8位MOS型A/D转换器（美国国家半导体公司产品）。 (2)ADC0808 / 0809型8位MOS型A/D转换器。 (3) ADC0816 / 0817。这类产品除输入通道数增加至16个以外，其它性能与ADC0808 /0809型基本相同。 2. A/D转换原理 A/D转换器是测控系统中将模拟信号转换成数字信号的重要器件 A/D转换的常用技术有：计数式A/D转换；逐次逼近型A/D；双积分式A/D；并行A/D、串/并行A/D转换及V/F变换等。 8.4.2 典型A/D转换器芯片ADC0809 ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺。 1. ADC0809的内部逻辑结构 ADC0809内部逻辑结构如图8.32所示。 图8.32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。地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，如表8.6所示。 图8.32 ADC0809内部逻辑结构 表8.6 通道选择表 C B A 选择的通道 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。 输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。 图8.33 ADC0809 引脚图 2. 信号引脚 ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列见图 ? (1) IN7～IN0：模拟量输入通道。ADC0809对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围0～5 V，若信号过小还需进行放大。另外，在A/D转换过程中，模拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。 (2) A、B、C：地址线。A为低位地址，C为高位地址，用于对模拟通道进行选择。图8.36中为ADDA、ADDB和ADDC，其地址状态与通道相对应的关系见表8.6。 (3) ALE：地址锁存允许信号。在对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 (4)START：转换启动信号。START上跳沿时，所有内部寄存器清0；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。 (5)D7~D0：数据输出线。其为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。 (6)OE：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。 (7)CLK：时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500kHz的时钟信号。 (8)EOC：转换结束状态信号。EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。 (9)VCC：+5 V电源。 (10)Vref：参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5 V（Vref (+) =+5 V，Vref(-) =0 V） ADC0809与8031单片机的一种连接如图8.34所示。 电路连接主要涉及两个问题，一是8路模拟信号通道选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。 图8.34 ADC0809与8031单片机的连接 A、B、C分别接地址锁存器提供的低三位地址，只要把三位地址写入0809中的地址锁存器，就实现了模拟通道选择。对系统来说，地址锁存器是一个输出口，为了把三位地址写入，还要提供口地址。图8.34中使用的是线选法，口地址由P2.0确定，同时和相或取反后作为开始转换的选通信号。因此，该ADC0809的通道地址确定如下： 8031 A15 A14 A13