《第8章可编程接口芯片及应用》精选课件.ppt

8.4.2 模数（A/D） 转换器 A/D转换器是模拟信号源与计算机或其他数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统进行处理。在工业控制和数据采集及许多其他领域中，A/D转换器是不可缺少的重要组成部分。 由于应用特点和要求的不同，需要采用不同工作原理的A/D转换器。A/D转换器的主要类型有：逐位比较(逐位逼近)型、积分型、计数型、并行比较型、电压–频率型(即V/F型)等。选用A/D转换器时，主要应根据使用场合的具体要求，按照转换速度、精度、功能以及接口条件等因素决定选择何种型号的A/D转换芯片。 一、A/D转换器的主要性能指标 1、分辨率（Resolution） 表示A/D转换器对输入模拟信号的分辨能力。 一般用输出数字量的位数来表示: 如8位、10位 例：一个满量程为5V的8位DAC，能分辨的的最小模拟量是 5/(28-1)=5/255=0.0196V=19.6mV 2、转换时间 从开始转换到完成转换得到相应的数字量输出所需要的时间。 二、典型 A/D 转换器芯片 1、ADC0809 ADC0809是逐位逼近型8通道、8位A/D转换芯片，CMOS工艺制造，双列直插式28引脚封装。ADC0809片内有8路模拟开关，可输入8个模拟量，单极性输入，量程为0?+5 V。典型的转换速度为100 ?s。片内带有三态输出缓冲器，可直接与CPU总线接口。其性能价格比有明显的优势，是目前广泛采用的芯片之一，可应用于对精度和采样速度要求不高的数据采集场合或一般的工业控制领域。 ADC0809 地址锁存 和译码 OE 通道 选择 开关 ADDA ADDB ADDC 1N0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 8位 三态 锁存 缓冲器 DAC Vcc 比较器 CLOCK START GND VREF(+) VREF(-) ALE 逐次逼近 寄存器SAR 定时和控制 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EOC 1) 内部结构与转换原理 ADC0809内部由三部分组成：8路模拟量选通输入部分，8位A/D转换器和三态数据输出锁存器。 ADC0809允许连接8路模拟信号(IN7?IN0)，由8路模拟开关选通其中一路信号输入并进行A/D转换。 8位A/D转换器是逐次逼近式，其工作原理是采用对分有哪些信誉好的足球投注网站方法逐次比较，找出最逼近于输入模拟量的数字量。A/D转换器的启动由START信号控制。转换结束时控制电路将数字量送入三态输出锁存器锁存，并产生转换结束信号EOC。 三态输出锁存器锁存转换结果，当输出允许信号OE有效时，将打开三态门，使转换结果输出。 2) 引脚定义 IN0?IN7——8路模拟量输入端。 ADDC、ADDB和ADDA——地址输入端，以选通IN7?IN0 8路中的某一路信号。 ALE——地址锁存允许信号，有效时将ADDC、ADDB和ADDA锁存。 CLOCK——外部时钟输入端。允许范围为10?1280 kHz。时钟频率越低，转换速度就越慢。 START——A/D转换启动信号输入端。有效信号为一正脉冲。在脉冲的上升沿，A/D转换器内部寄存器均被清零，在其下降沿开始A/D转换。 EOC——A/D转换结束信号。在START信号上升沿之后不久，EOC变为低电平。当A/D转换结束时，EOC立即输出一正阶跃信号，可用来作为A/D转换结束的查询信号或中断请求信号。 OE——输出允许信号。当OE输入高电平信号时，三态输出锁存器将A/D转换结果输出到数据量输出端D7?D0。 D7?D0——数字量输出端。D0为最低有效位(LSB)，D7为最高有效位(MSB)。 VCC与GND——电源电压输入端及地线。 VREF(+)与VREF(-)——正负基准电压输入端。中心值为(VREF(+)+VREF(?))/2(应接近于VCC/2)，其偏差不应该超过 ?0.1 V。正负基准电压的典型值分别为 +5 V和0 V。 ADC0809的数字量输出值D(十进制数)与模拟量输入值VIN之间的关系如下： 通常VREF(?)=0 V，所以 当VREF(+)=5 V，VREF(-)=0 V，输入的单极性模拟量从0 V到4.98 V变化时，对应的输出数字量在0到255(00H?FFH)之间变化。 2、AD574 AD574是AD公司生产的12位逐次逼近A/D转换芯片。其运行方