第23讲 AD与DA转换接口(1).ppt

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1、第6章A/D与D/A转换接口在单片机应用系统中，经常需要把单片机中的数字信号转变为连续变化的物理量，即模拟量，如电压、电流、压力等，送到外部去控制某些外设；反之，需要把外部连续变化的模拟信号送入单片机中进行处理。完成这种由数字量到模拟量或模拟量到数字量的转换器件分别称为数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器，它们是单片机(数字世界)同外部世界的模拟信号(模拟世界)交换数据时不可缺少的器件。6.1A/D转换器接口A/D转换器是实现模拟量向数字量转换的器件，按转换原理可分为四种：计数式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转

2、换器和并行式A/D转换器。目前最常用的A/D转换器是双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器。前者的主要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，但转换速度较慢，一般用于速度要求不高的场合。后者是一种速度较快、精度较高的转换器，其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC0809ADC0809是一个8位逐次逼近式A/D转换器，具有8个模拟量输入通道，完成一次转换时间大约为100us。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC0809一、ADC0809的内部逻辑结构6.1.1典型A/D转换器芯片ADC0809如上

3、图所示，ADC0809主要由三部分输入通道、逐次逼近型A/D转换器和三态输出锁存器等三部分组成。1.输入通道包括8路模拟开关和三输入地址锁存译码器。8路模拟开关分时选通8个模拟通道，由地址锁存译码器的三个输入A、B、C来确定选通哪一个通道。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC08096.1.1典型A/D转换器芯片ADC08092.8路模拟输入通道共用一个A/D转换器进行转换，但同一时刻仅对采集的8路模拟量中的其中一路进行转换。3.转换后的8位数字量锁存到三态输出锁存器中，在输出允许的情况下，可以从8条数据线D7~D0上读出。6.1.1典型

4、A/D转换器芯片ADC0809二、ADC0809的信号引脚1.IN7~IN0：8个模拟量输入通道。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC0809必要提示：ADC0809对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围0~5V，若信号过小还需进行放大。另外，输入的模拟量在A/D转换过程中，其值不应变化太快，因此对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。2.ADDA、ADDB、ADDC：地址线。ADDA为低位地址，ADDC为高位地址，用于对模拟输入通道进行选择。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC08093.ALE：地址锁存允许信号。对应

5、ALE上升沿，ADDA、ADDB和ADDC地址状态送入地址锁存器中，经译码后输出选择模拟信号输入通道。4.START：转换启动信号。对应START上跳沿时，所有内部寄存器清0；对应START下跳沿，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。5.D7~D0：数据输出线，为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC08096.CLK：时钟信号，ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500kHz的时钟信号。在任务25中，单片机输出

6、的信号ALE经过双D触发器74LS74构成一个二分频器，送给ADC0809时钟输入端CLK。7.OE：输出允许信号，用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。当OE=0时，输出数据线呈高阻状态；当OE=1时，输出转换得到的数据。8.EOC：转换结束状态信号。启动转换后，系统自动设置EOC=0，转换完成后，EOC=1。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC0809知识扩展：根据读入转换结果的方式，EOC信号和单片机有以下三种连接方式。⑴延时方式：EOC悬空，启动转换后，延时

7、100us读入转换结果。⑵查询方式：EOC接单片机端口线，查得EOC变高，读入转换结果，作为查询信号。⑶中断方式：EOC经非门接单片机的中断请求端，转换结束作为中断请求信号向单片机提出中断申请，在中断服务中读入转换结果。6.1.1典型A/D转换器芯片ADC08099.Vref：参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准，其典型值为+5V(Vref(+)=+5V，Vref(-)=0V)。6.1.2单片机与ADC0809接口一、采用I/O端口直接控制方式任务25中采用单片机的I/O端口直接控制ADC0809，8条数据线

8、直接与单片机的P1口相连。控制线START和ALE、OE由P0.2引脚控制，EOC引脚由P0.3控制。6.1.2单片机与ADC0809接口二、采用系统扩展方式1.单片机的三总线结构6.1.2单