项目8 AD与DA转换电路.ppt

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1、项目8A/D与D/A转换电路8.1A/D转换器及其应用用于A／D转换的芯片种类很多，按其工作原理分为计数比较型、逐次逼近比较型、双积分型等。不同A／D转换器芯片在速度、精度和价格上均有差别，分辨率（输出结果的二进制数或BCD码位数）也有8位、10位、12位及16位等。8.1.1A/D转换器主要性能指标1.分辨率分辨率是指数字量变化一个最小值时模拟信号的变化量。分辨率越高，转换时对输入模拟信号的反应就越灵敏。A/D转换器的分辨率通常以数字信号的位数来表示，如8位、10位、12位等。若把满量程为5V的电压转换成数字信号，选

2、用的A/D器件的精度为8位，那么该系统最小可以测量的电压为0.0195V（5/28），我们就称其分辨率为19.5mV；若用12位的A/D器件，则其分辨率为0.00122V（5/212）；显然位数越多，分辨率越高。项目8A/D与D/A转换电路2.量化误差ADC把模拟量转换成数字量，用数字量近似的表示模拟量，这个过程称为量化。量化误差是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。分辨率高的A/D转换器具有较小的量化误差。3.零值误差零值误差指的是输入信号为零时，输出信号不为零的值。4.满刻度误差A/D的满刻度误差指的是满

3、刻度输出数码所对应的实际输入与理想输入电压之差。5.绝对精度绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一数码所对应的模拟量实际输入值与理论模拟值输入之间的最大误差。6.转换时间转换时间是指A/D转换器完成一次A/D转换所需要的时间。转换时间的倒数是转换速率，为了保证转换的正确完成，采样速率必须保证小于或等于转换速率。7.线性度线性度又称为非线性度，是指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。8.量程即所能转换的电压的范围。项目8A/D与D/A转换电路8.1.2ADC0809的内部结构及管脚功能ADC0809是美国国

4、家半导体公司生产的CMOS工艺8通道、8位逐次逼近式A/D转换器。ADC0809可以和单片机直接连接，由于它的性能一般能满足用户要求且价格低廉，因此是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。下面我们主要介绍逐次逼近型ADC的典型芯片ADC0809及与单片机的接口方法。1.内部结构ADC0809是采用逐次逼近法的8位A／D转换芯片，其内部结构逻辑如图8-1所示，它内部除A／D转换部分外，还带有锁存功能的八通道多路模拟开关和8位三态输出锁存器。项目8A/D与D/A转换电路8-1ADC0809的内部结构图8-2ADC0809

5、引脚配置图项目8A/D与D/A转换电路2.芯片引脚1)IN0～IN7：八个模拟量输入端，允许8路模拟量分时输入，共用一个A／D转换器；2)A、B、C：通道端口选择线，C为高位地址，地址编码关系如表8-1所示。3)ALE：地址锁存允许，当ALE为上升沿时，可将地址选择信号C、B、A锁入地址寄存器内。4)START：启动A/D转换，当START为上升沿时，开始A／D转换。5)EOC：转换结束信号，转换开始后，EOC信号变低；当转换完毕之后，该端由低电平跳转为高电平。6)OE：输出允许控制端，高电平有效。此信号用以打开三态输

6、出锁存器，将A/D转换后的8位数字量输出至单片机的数据总线上。7)CLOCK：时钟信号输入端，ADC0809内部没有时钟电路，所需时钟信号需外界提供。通常使用500KHz的时钟信号。8)D7～D0：数字量输出端。9)VREF（+）和VREF（-）：参考电压端，一般VREF（+）=5V，VREF（-）=0V。10)VCC、GND：+5V电源及地。地址编码被选中的通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7表8-1通道选择表项目8A/D与D/A转换电路8.1.3

7、8051单片机与ADC0809的接口及应用ADC0809与8051单片机的连接如图8-3所示。电路连接主要涉及两个问题，一是8路模拟信号通道的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。图8-3ADC0809与单片机的连接项目8A/D与D/A转换电路1.8路模拟通道选择模拟通道选择信号A、B、C分别接最低三位地址A0、A1、A2即（P0.0、P0.1、P0.2），而地址锁存允许信号ALE由P2.0控制，则8路模拟通道的地址为0FEF8H～0FEFFH，只要向0FEF8H～0FEFFH中任何一个地址进行写操作即可启动对指定

8、地址的转换。此外，通道地址选择以作写选通信号，这一部分电路连接如图8-4所示。图8-4地址锁存信号连接电路8-5信号时间配合示意图。项目8A/D与D/A转换电路从图8-4可以看到，把ALE信号与START信号接在一起了，这样连接使得在信号的前沿写入（锁存）通道地址，紧接着在其后沿就启动转换。图8-5是有关信号的时间配合示意图。启动