AD转换器ADC.ppt

§11.3 A/D转换器及其应用 一、逐次比较式A/D转换器的基本原理 补充 二、8位A/D转换器ADC0809的工作原理 三、 8位A/D转换器ADC0809的应用 一、逐次比较式A/D转换器的基本原理 * A/D转换器 1、基本原理示意图 2、工作原理 模拟电压vi ⑴当负启动转换脉冲到来时，逐次 逼近寄存器清0; 之后，在CLK时钟脉 冲同步下, 该寄存器从高位开始计数； ⑵第一个CLK时钟脉冲同步下，使 寄存器输出1000 0000B，经8位D/A转 换器转换成相应的电压v0： 若v0 vi : 比较器输出负电平，控制 电路使寄存器输; 若v0 vi : 比较器输出正电平，控制 电路使寄存器输; 即第一个CLK时钟决定了D7=1/0 ⑶如此，…第8个CLK时钟脉冲后， 便将vi转换成了与之对应的D7～D0。 ⑷转换结束, V0=Vi , 比较器输出0电平， 控制电路立即输出一 个低电平作为转换结 束信号，使寄存器输 出锁存到缓冲器中， 从而得到输出数字量。 3、主要性能参数： ①转换精度——反映ADC的实际输出接近理想输出的精确程度； ②转换时间——从输入启动转换信号开始到转换结束，得到稳定的数字输出量为止的时间 : 百ms～ns。 ③输入动态范围——D/A转换器允许模拟电压的输入范围：0～5V, 或0～10V,或0～20V。 1、 ADC0809的内部组成 ⑴8路模拟开关及地址 锁存与译码电路—— 选择8个模拟输入通道 信号之一完成A/D转换； ⑵8位A/D转换器（逐次 逼近型）——完成所选 通道的模拟信号的A/D 转换； ⑶三态输出锁存缓冲— 锁存A/D转换后的数字 结果； ⑷控制逻辑与时序— 控制芯片的工作并提供转换所需的时序。 二、8位A/D转换器ADC0809的工作原理 启动转 换脉冲 时钟 脉冲 转换结 束信号 输出允 许信号 2、ADC0809引脚功能 ⑴IN0～IN7— 8路模拟电压输入; ⑵ ALE — 地址锁存信号； ⑶ ADDA/B/C— 8路地址线; ⑷ D0～D7— 8位数字信号输出; ⑹ VREF—基准电压，VREF(+) 接VCC，VREF (-)接地； ⑸CLK— 时钟信号(10K～1.2M); ⑺ START—转换启动信号 ; ⑻ EOC—转换结束信号; ⑼ OE—输出允许信号: 1允许; 0禁止，数据线高阻。 ALE ADDC ADDB ADDA 通道 0 × × × 无 1 0 0 0 IN0 1 0 0 1 IN1 ： : : : : 1 1 1 1 IN7 3、 ADC0809工作过程及时序 0809无CS，以START信号和OE信号替代片选信号CS。 ⑴地址锁存信号ALE=1,将地址 ADDA ～ C锁存于内部地址锁 存器中，对应通道输入的模拟 电压便送入片内转换电路； ⑵ ALE的后沿负跳变,作为转换 启动信号START=0，转换开始； ⑶转换完成后，EOC=0变 为EOC=1, 转换结束信号， 可供CPU查询/中断请求； ⑷在OE端，加正允许信号 OE=1 ，便将D0～D7送上 系统数据总线。 4、ADC0809与双极性(-5V～+5V) 模拟信号源的连接电路 地 连接电路(1) 地 地 连接电路(2) 当双极性(-5V～+5V) 模拟信号源内阻教小时, 使用连接电路(1)。 当双极性(-5V～+5V) 模拟信号源内阻教小时, 使用连接电路(2)。 5、ADC0809与CPU的连接 ⑴直接连接 未用 MOV AL，07H ;通道号07→AL OUT 84H，AL ;AL →84H :*Y1,07,START,ALE CALL DELAY100 ;延时100μs等待转换结束 IN AL，84H ;读入转换数据:OE HLT 从通道7读入转换数据 的程序: ⑵通过并行芯片与CPU连接 ①地址译码器*Y0(80H～83H)用来选通8255,*Y1(84H ～ 87H) 用来选通ADC0809的输出允许OE; ②8255的PB0～ PB2分别与ADC0809 的ADDA ～ ADD