AD转换器接口.ppt

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1、6.6A/D转换器接口6.6.1A/D转换器概述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、逐次逼近式及并行式A/D转换器。目前最常用的是双积分式和逐次逼近式。双积分式A/D转换器的主要优点为转换精度高、抗干扰性能好、价格便宜;缺点为转换速度较慢。因此这种转换器主要用于速度要求不高的场合。常用的产品有ICL7106/ICL7107/ICL7126系列、MC1443以及ICL7135等。另一种常用的A/D转换器是逐次逼近式。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快、精度较高

2、的转换器,其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。常用的这类芯片有：(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。量化间隔和量化误差是A/D转换器的主要技术指标之一。量化间隔可由下式求得：满量程输入电压满量程电压(6―2)其中n为A/D转换器的位数。量化误差有两种表示方法：一种是绝对量化误差；另一种是相对量化误差。可分别由下式求得：绝对量化误差量化间隔(6―3)相对量化误差(

3、6―4)例如，当满量程电压为5V，采用10位A/D转换器的量化间隔、绝对量化误差、相对量化误差分别为：量化间隔：绝对量化误差：相对量化误差：6.6.2典型A/D转换器芯片ADC0809简介ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器,采用CMOS工艺制造。1.ADC0809的内部逻辑结构ADC0809的内部逻辑结构如图6―29所示。图6―29ADC0809的内部逻辑结构图表6―8ADC0809通道选择表图6―30ADC0809的引脚图2.ADC0809的引脚ADC0809芯片为28引脚双列直插

4、式封装,其引脚排列见图6―30。(1)IN7~IN0：模拟量输入通道。(2)ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道地址线。(3)ALE：地址锁存信号。(4)START：转换启动信号。(5)D7~D0：数据输出线。(6)OE：输出允许信号。(7)CLK：时钟信号。(8)EOC：转换结束状态信号。(9)VCC：+5V电源。(10)Vref：参考电压。6.6.3MCS-51单片机与ADC0809的接口ADC0809与MCS-51单片机的一种常用连接方法如图6―31所示。电路连接主要涉及两个问题,一个是8路模拟信

5、号的通道选择,另一个是A/D转换完成后转换数据的传送。1.8路模拟通道选择ADDA、ADDB、ADDC分别接系统地址锁存器提供的末3位地址,只要把3位地址写入0809中的地址锁存器,就实现了模拟通道选择。图6―31ADC0809与8031的连接图启动A/D转换只需使用1条MOVX指令。在此之前,要将P2.0清0并将末3位与所选择的通道号相对应的口地址送入数据指针DPTR中。例如要选择IN0通道时,可采用如下两条指令,即可启动A/D转换：MOVDPTR,＃FE00H;送入0809的口地址MOVX@DPTR,

6、A;启动A/D转换(IN0)注意：此处的A与A/D转换无关,可为任意值。图6―32ADC0809信号的时间配合2.转换数据的传送A/D转换后得到的数据为数字量,这些数据应传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认数据转换完成后,才能进行传送。通常可采用下述3种方式。1)定时传送方式对于一种A/D转换器来说,转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。2)查询方式A/D转换芯片有表示转换结束的状态信号,例如ADC0809的EOC端。3)中断方式如果把表示转换结束的状态信号

7、(EOC)作为中断请求信号,那么，便可以中断方式进行数据传送。不管使用上述哪种方式,只要一旦确认转换结束,便可通过指令进行数据传送。所用的指令为MOVX读指令,仍以图6―31所示为例,则有MOVDPTR,＃FE00HMOVXA,@DPTR例如与D0~D2相连。这时启动A/D转换的指令与上述类似,只不过A的内容不能为任意数,而必须和所选输入通道号IN0~IN7相一致。例如当ADDA、ADDB、ADDC分别与D0、D1、D2相连时,启动IN7的A/D转换指令如下：MOVDPTR,＃FE00H;送入0809的口

8、地址MOVA,＃07H;D2D1D0=111,选择IN7通道MOVX@DPRT,A;启动A/D转换6.6.4A/D转换应用举例设有一个8路模拟量输入的巡迥检测系统,使用中断方式采样数据,并依次存放在外部RAM的A0H~A7H单元中。采集完一遍以后即停止采集。其数据采样的初始化程序和中断服务程序如下：初始化程序：MOVR0,＃A0H;设立数据存储区指针MOVR2,＃08H;8路计数值SETBIT1;边沿触发方式SETBEA;CP