14–15电子设计综合实验–要求及交流信号测量.ppt

ADC0832：体积小，兼容性强，性价比高 ● 8位分辨率； ● 双通道A/D转换；● 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容； ● 5V电源供电时输入电压在0~5V之间； ● 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS； ● 一般功耗仅为15mW； ● 8P、14P—DIP（双列直插）、PICC多种封装； ● 商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为40℃ to +85℃ 应用：电压测试仪 ADC0832与单片机的接口： 4条数据线：CS、CLK、DO、DI。由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。 CS作为选通信号，在时序图中可以看到，以CS置为低电平开始，一直到置为高电平结束。CLK提供时钟信号，我们要注意看CLK的信号的箭头指向，向上为上升沿有效，向下为下降沿有效。DI、DO作为数据端口。　　当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据（SGL、Odd）用于选择通道功能： 　　在完成输入启动位、通道选择之后，就可以开始读出数据，转换得到的数据会被送出二次，一次高位在前传送，一次低位在前传送，连续送出。在程序读取二个数据后，我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取。 调用：变量名=GetValue0832(通道值);? ADC0832是8位分辨率，返回的数值在0～255之间，对应模拟数值为0～5V，因此每一档对应的电压值约为0.0196V。 读取数值的子函数GetValue0832 ，二通道独立读取，入口参数是通道值（0或1），出口参数则是读取的结果。 FPGA实现数字电压测量的工作过程：首先由模数转换器对模拟电压进行模数转换，接着FPGA对转换后的数字信号进行处理，再将结果用数字信号直接显示出来。 系统结构框图：系统由三部分组成， ADC数模转换、 FPGA信号处理和控制、显示电路。 ADC数模转换：实现模拟量向数字量的转换。 FPGA信号处理和控制：FPGA与ADC控制信号进行连接，控制ADC的模数转换过程，转换结束后，由FPGA对其进行数据处理并控制显示单元工作。 显示电路：LED数码管接收FPGA信号，实现电压值的显示。 4.FPGA扩展：实现AD转换控制电路设计，测量电压幅度 ADC0809，8位分辨率，输出逻辑电平与TTL、CMOS电路兼容。 IN7～IN0：8路模拟输入量，模拟电压的输入范围0～5V。 ADDC～ADDA：地址输入信号，译码后选择模拟量中的一路进行AD转换。 ALE：地址锁存允许输入信号，上升沿锁存地址，启动译码选中一路模拟量输入。 START：启动转换输入信号，正脉冲有效。上升沿复位内部寄存器，下降沿启动控制逻辑，开始AD转换。 EOC：转换结束输出信号。下降沿表示转换正在进行，高电平表示转换结束。 OE：输出允许信号，高电平有效，转换结果送到数据输出线。 D7～D0：8位数字信号输出。 CP：外部时钟输入，时钟最高频率640KHz，转换时间约100μs。 VR(+)、VR(-)：基准电压。单极性输入时，VR(+)接+5V，VR(-)接地。 VCC：电源电压，接+5V。 GND：信号接地端。 4.FPGA扩展：实现AD转换控制电路设计，测量电压幅度 ADC0809工作过程：①输入地址信号ADDC～ADDA；②在地址锁存允许输入信号ALE的作用下，地址信号被锁存，产生译码信号，选中一路模拟量输入；③输入启动转换信号START启动转换；④输出转换结束信号EOC；⑤在输出允许信号OE的控制下，将转换结果输出到数字信号输出端D7～D0。 ① ② ③ ④ ⑤ 根据ADC0809的工作时序，可以采用查询信号EOC方式，通过FPGA实现对ADC0809的采样控制。采样控制电路的流程: 转换准备，信号初始化 地址锁存信号ALE有效， 实现地址锁存 转换信号START有效， 启动模数转换 输出允许信号OE有效， 输出数字信号，转换结束 查询转换结束信号EOC， 判断转换是否结束 Yes No 根据流程图编写的采样控制电路VHDL程序如下，这里采用状态机的描述方式。为了配合电路的调试，这里指定地址信号，ADDA=1。 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ADC0809 I