ADC接口及应用.ppt

* A/D转换器接口及应用 主讲人：电气0912 林德颖 单片机原理及应用技术实践 89C51访问片外RAM 说课 知识链接 教材分析 学情分析 重点难点 引出课题 举例说明 逐次比较型并型接口的ADC芯片ADC0809与89C51单片机的接口和应用程序 《单片机原理及应用技术实践》 机械工业出版社 第8章 单片机应用系统的过程通道 8.3 模拟量输入通道 温习本章前几节内容 引出ADC的内容及分类 单片机原理及应用技术实践 前导课程：模拟电子技术，数字电子技术 后续课程：课程设计，计算机控制技术，毕业设计，生产实习 单片机课程起到了承前启后的作用，与前后续课程衔接得当。 重点：8路模拟量巡回检测程序 难点：ADC0809时序分析 单片机原理及应用技术实践 过程通道 后向通道 前向通道 课前复习: 数字量输入通道 模拟量输入通道 变换与放大 采样保持 量化 图8-1. 采样保持器电路与工作状态波形 单片机原理及应用技术实践 量化: 就是将经变换、放大和采样保持器三个环节处理后输出的直流电压信号转换为对应的编码数据传送到计算机接口。 t 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 o v 完成该功能的电路 模块被称为模数转 换（ADC）电路芯 片 单片机原理及应用技术实践 将模拟量转换 成某个最小数 量单位的整 数倍 v REF 单片机原理及应用技术实践 图8-2 并行比较型ADC 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 单片机原理及应用技术实践 8.3.5 模数转换器及其接口 1、模数转换器（ADC）主要性能指标 衡量模数转换（ADC）电路的性能，主要考察以下几项技术指标或技术参数： ◇ 分辨率 — 衡量ADC输入模拟信号变化敏感程度的性能指标，定义为数字量最低位（LSB）所对应的模拟量，通常用数字量位数（字长）衡量，位数越多，分辨度越高； ◇ 量程 — 衡量ADC所能转换的模拟量的变化范围，通常用最大值（Max）和最小值（Min）表示允许输入模拟信号幅值范围，通常为电压； 单片机原理及应用技术实践 ◇ 转换精度 — 衡量A/D转换精确度的性能指标，定义为转换结果（数字量）与模拟信号实际值（真值）之间的误差； ◇ 转换时间或转换速度 — 衡量ADC速度的性能指标，转换时间定义为完成一次ADC过程所需时间；转换速度定义为每秒钟能够完成A/D转换的次数； ◇ 对基准电源的要求 — ADC的精度与分辨度是两个不同的概念，分辨度仅与数字量位数有关，而影响ADC精度的因素很多，其中，基准电源(参考电压）的精度和稳定性对ADC精度的影响最大，要保证ADC的精度，必须提供符合要求的基准电源。目前，很多ADC芯片内部都含有基准电源。 单片机原理及应用技术实践 2、模数转换（ADC）分类及特点 ADC芯片的种类繁多，按其转换过程或电路工作原理通常分为逐次比较型和积分型两类（有关这两种A/D转换器的工作原理可参见数电书P449页）；按照向计算机传送编码数据的方式或接口形式通常分为并行和串行两大类；还有一些ADC芯片，将模拟电压信号（V）转换成为相应频率的脉冲量，这类ADC被称做V/F转换器。以下将以逐次比较型并行接口的典型ADC芯片ADC0809与89C51单片机的接口和应用程序为例对ADC的接口与应用进行介绍。 单片机原理及应用技术实践 3、ADC0809芯片及其应用 （1）ADC0809内部结构与引脚功能 ADC0809是典型的8位逐次编码型A/D转换器，其引脚及内部逻辑结构如图8-15所示。 图8-15. ADC0809芯片引脚与内部逻辑结构 单片机原理及应用技术实践 它由8路模拟开关、8位逐次比较型A/D转换器、三态输出锁存器以及地址锁存译码逻辑电路等组成，其28个引脚的功能如表8-2所列。 表8-2 ADC0809芯片各引脚功能 程序 单片机原理及应用技术实践 ADC0809的8个模拟量通道地址编码与通道编号的关系见表8-3。 表8-3 通道地址编码与输入通道关系 单片机原理及应用技术实践 ADC0809工作时序关系如图8-16所示。 图8-16. ADC0809工作时序 程序 ① ② ③ ④ ⑤ 单片机原理及应用技术实践 （2）ADC0809与89C51的接口 ADC0809与89C51的连接可采用查询方式，也可采用中断方式。区别仅在于转换结束信号（EOC）供单片机查询，还是作为中断申请信号。图8-17为采用中断方式的电路连接图。ADC0809片内有三态输出锁存器，故可