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时间:2020-09-26
《第8章 AD转换器 单片机原理接口及应用 课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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=
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