第8章 AD转换器 单片机原理接口及应用 课件.ppt

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1、第8章A/D转换器教学目的：学习并行接口芯片ADC0809的使用与编程；学习串行接口芯片ADC0832的使用与编程。重点难点：ADC0809的时序及编程；ADC0832的时序及编程。A/D转换的功能是把模拟量电压转换为N位数字量。设D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压，无论A/D或D/A，其转换关系为：UA=D×UREF/2N（其中：D=D0×20+D1×21+…+DN-1×2N-1）A/D转换的基本概念A/D转换器的主要性能指标：⑴转换精度。转换精度通常用分辨率和量化误差来描述。①分辨率。分辨率=UREF/2N表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化

2、量。N为A/D转换的位数，N越大，分辨率越高，习惯上分辨率常以A/D转换位数N表示。②量化误差。量化误差是指零点和满度校准后，在整个转换范围内的最大误差。⑵转换时间。指A/D转换器完成一次A/D转换所需时间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能力越强。ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺。8.1.1.ADC0809简介内部逻辑结构多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，如表所示。8.1典型A/D转换器芯片ADC0809图8-1AD

3、C0809内部结构框图表通道选择表CBA选择的通道000001010011100101110111IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。1、基本特性参数A/D转换的基本知识转换时间和转换频率A/D转换器完成一次模拟量变换为数字量所需时间量化误差与分辨率A/D转换器的分辨率是指转换器对输入电压微小变化响应能力的度量，习惯上以输出的二进制位或者BCD码位数表示。转换精度A/D转换器转换精度反映了一个实际A/D转换器在量化值上与一个理想A

4、/D转换器进行模/数转换的差值图7.39ADC0809引脚图2.芯片引脚对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：(1)IN7～IN0：8路模拟量输入通道。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，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为高位地址，用于对模拟通道进行选择。(3)ALE：地址锁存允许信号。在对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。(4)START：转换启动信号。START上跳沿时，所有内部寄存

5、器清0；START下跳沿时，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。其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。其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。

6、(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）8.1.2ADC0809应用电路设计ADC0809的工作流程ADC0809的工作流程如图所示：1．输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中，经地址译码器译码从8路模拟通道中选通一路模拟量送到比较器。2．送START一高脉冲，START的上升沿使逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使EOC信号为低电平。3．当转换结束时，转换的结果送入到输出三态锁存器，并使EOC信号回到高电平，通知CPU已转换结

7、束。4．当CPU执行一读数据指令，使OE为高电平，则从输出端D0~D1读出数据。C语言编程：#include#include//定义绝对地址访问#defineucharunsignedchar#defineIN0XBYTE[0x0000]//定义IN0为通道0的地址staticuchardatax[8];//定义8个单元的数组，存放结果ucharxdata*ad_adr;//定义指向通道的指针uchari=