数模及模数转换器接口

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1、第8章数模及模数转换器接口A/D转换器51单片机与8位A/D转换器接口概述数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。实现数模转换的电路称数模转换器Digital-AnalogConverter，简称D/A转换器或DAC。模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。实现模数转换的电路称模数转换器Analog-DigitalConverter，简称A/D转换器或ADC。模拟量数字量模拟量数字量传感器被控对象自然界物理量为何要进行数模和模数转换？数字信号物理量模拟信号压力传感器温度传感器流量传感器四路

2、模拟开关数字控制计算机DAC模拟控制器模拟控制器液位传感器DACDAC…………模拟控制器模拟控制器生产控制对象DACADC数模和模数转换器应用举例A/D转换器A/D转换器用以实现模拟量向数字量的转换。按转换原理可分为4种:计数式、双积分式、逐次逼近式以及并行式A/D转换器。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快,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。常用的这种芯片有:（1）ADC0801~ADC0805型8位MOS型A/D转换器;（2）ADC0808/0809型8位MOS型A/D转换器;（3）ADC0816/0817型8位MOS型A/D转换器;A

3、/D转换器的性能参数分辨率与量化误差偏移误差线性误差(线性度、非线性度)精度转换速度电源灵敏度量化间隔其中n为A/D转换器的位数。输出数字最低位发生变化时对应输入模拟信号的变化量。分辨率精度绝对精度：整个工作区间理想值与实际值之间的最大偏差。包括量化误差、偏移误差和线性误差等所有误差相对精度：绝对误差与满刻度值之比，一般用%表示。51单片机与8位A/D转换器接口ADC0808/0809的主要功能分辨率为8位总的不可调误差在±1/2LSB和±1LSB范围内典型转换时间为100µs具有锁存控制的8位多路开关具有三态缓冲输出控制单一+5V供电,此时输入范围为0~5V输出与

4、TTL兼容工作温度范围-40℃~85℃ADC0808/0809的原理图IN3IN2IN4IN1IN5IN0IN6ADDAIN7ADDBSTARTADDCEOCALED3D7OED6CLKD5VCCD4Vref+D0GNDVref-D1D2ADC0809ADC0809主要信号引脚的功能说明：(1)IN7～IN0：模拟量输入通道。ADC0809对输入模拟量的要求主要有：①信号单极性，电压范围0～5V，若信号过小还需进行放大。②在A/D转换过程中，模拟量输入的值不应变化太快，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)A、B、C：地址线。A为低位地址，C为

5、高位地址，用于对模拟通道进行选择。(ADDA、ADDB和ADDC)(3)ALE：地址锁存允许信号。在对应ALE上升沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。(4)START：转换启动信号。START启动A/D转换，当START为高电平时，A/D开始转换。(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)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。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。(7)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

6、使用频率为500kHz的时钟信号。(8)EOC：转换结束状态信号。EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。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。(9)VCC：+5V电源。(10)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）ADC0809功能分析CLK：时钟信号，可由单片机ALE信号分频得到。转换有以下几步：ALE信号上升沿有效，锁存地址并选中相应通道。ST信号有效，开始转换。A/D转换期间ST为低电平。EOC信号输出高电平，表示转换结束。O

7、E信号有效，允许输出转换结果。ADC0809和单片机的连接写信号、P2.0有效时，启动AD转换。转换结束后，输出高电平，向CPU发出中断请求读信号、P2.0有效时，允许输出AD转换结果。转换时钟由ALE分频得到。803174LS373ADC0809÷2CLKD0-D7≥1≥1111GEOCSTALEOERDP2.0WRINT1ALEP0A0-A7A0A1A2ABCVR(+)VR(-)+5VGNDIN0IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1转换结果由此输出通道选择表选择的通道000001010011100101110111IN0IN1IN2IN3I