A/D轉(zhuǎn)換典型芯片ADC0809

8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，可實現(xiàn)8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為100us左右。

1.ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

ADC 0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖10.1所示。

圖10.1 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

圖中多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。地址鎖存與譯碼電路完成對A、B、C三個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇。

2.芯片引腳

ADC0809芯片為28引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見圖10.2。

對ADC0809主要信號引腳的功能說明如下：

ü IN0～IN7—模擬量輸入通道信號單極性，電壓范圍0-5V，若信號過小還需進行放大。模擬量輸入在A/D轉(zhuǎn)換過程中，其值不應(yīng)當(dāng)變化，對變化速度快的模擬量，在輸入前應(yīng)增加采樣保持電路。

ü A、B、C地址線

A為低位地址，C為高位地址，模擬通道的選擇信號，引腳圖中為ADDA、ADDB和ADDC。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系見表10.2。

圖10.2 ADC0809引腳排列圖

表10.2選擇的通道

√ ALE 地址鎖存允許信號

對應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。

√ START 轉(zhuǎn)換啟動信號

START上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清“0”;START下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換;在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。本信號有時簡寫為ST。

√ D7～D0 數(shù)據(jù)輸出線

為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機的數(shù)據(jù)線直接相連。D0為最低位，D7為最高位。

√ OE 輸出允許信號

用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。

OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻;

OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。

√ CLK 時鐘信號

ADC 0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供。通常使用頻率為500kHz的時鐘信號。

√ EOC 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號

EOC=0，正在進行轉(zhuǎn)換;

EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。

使用中該狀態(tài)信號既可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可以作為中斷請求信號使用。

√ Vcc +5V電源

√ Vref 參考電源

參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V，Vref(一)=0V)。

1. 單片機與ADC0809接口

需解決三個問題：

①要給START線送一個100ns寬的起動正脈沖，如圖10.3、10.4所示;

②獲取EOC線上的狀態(tài)信息，因為它是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束標(biāo)志，如圖10.5所示;

③要經(jīng)“三態(tài)輸出鎖存器”輸出一個端口地址，也就是給OE端送一個輸出轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)的信號，如圖10.5所示。

圖10.3 ADC0809的部分信號連接

圖10.4 信號的時間配合

圖10.5　AT89S52和ADC0809的接口

AT89S52和ADC接口通?？梢圆捎枚〞r、查詢和中斷三種方式。

√ 定時傳送方式

對于每種A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)，是已知的和固定的。如ADC0809的轉(zhuǎn)換時間為128us。可以設(shè)計一個延時子程序，當(dāng)啟動轉(zhuǎn)換后，CPU調(diào)用該延時子程序或用定時器定時，延時時間或定時時間稍大于A/D轉(zhuǎn)換所需時間。等時間一到，轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，就可以從“三態(tài)輸出鎖存器”讀取數(shù)據(jù)。

特點：電路連接簡單，但CPU費時較多。

√ 查詢方式

采用查詢法就是將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號接到I/O接口的某一位，或經(jīng)過三態(tài)門接到單片機數(shù)據(jù)總線上。A/D轉(zhuǎn)換開始之后，CPU就查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，即查詢EOC引腳的狀態(tài)：若它為低電平，表示A/D轉(zhuǎn)換正在進行，則MCS-51應(yīng)當(dāng)繼續(xù)查詢;若查詢到EOC變?yōu)楦唠娖?，則給OE線送一個高電平，以便從線上提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。

特點：占用CPU時間，但設(shè)計程序比較簡單。

√  中斷方式

采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)時，將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號接到單片機的中斷申請端，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時申請中斷，CPU響應(yīng)中斷后，通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序，使OE引腳變高電平，以提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。

特點：在A/D轉(zhuǎn)換過程中不占用CPU的時間，且實時性強。