在數(shù)字化測量技術(shù)和微型計算機或帶微處理器的測控系統(tǒng)中，常需要有多路參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、巡回檢測和控制。這類系統(tǒng)或裝置可對幾十點甚至上千點的參數(shù)進行自動的、按順序的測量、顯示或控制。若每一路都采用各自的放大器、采樣 / 保持、A/D 轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)，不僅會使系統(tǒng)的成本增加，而且由于各組件特性的分散性給校準(zhǔn)帶來極大的困難，甚至使校準(zhǔn)成為不可能。因此，通常采用公共的采樣 / 保持、A/D 轉(zhuǎn)換（有時也可將某些放大器共用）。為實現(xiàn)這種設(shè)計，通常需要采用集成模擬多路開關(guān)來實現(xiàn)。由于模擬開關(guān)采用了 MOS 管的開斷性能，模擬開關(guān)回路可以實現(xiàn)較高的關(guān)斷阻抗，一般是兆歐姆以上的關(guān)斷阻抗和很低的導(dǎo)通阻抗，一般為幾個歐姆級別，可以很好的實現(xiàn)信號鏈路切換和斷開隔離的功能。而模擬開關(guān) CD4053 在單片機中的應(yīng)用就很普遍。

　　模擬開關(guān)CD4053的簡介

　　開關(guān)在電路中起接通信號或斷開信號的作用。最常見的可控開關(guān)是繼電器，當(dāng)給驅(qū)動繼電器的驅(qū)動電路加高電平或低電平時，繼電器就吸合或釋放，其觸點接通或斷開電路。CMOS模擬開關(guān)是一種可控開關(guān)，它不像繼電器那樣可以用在大電流、高電壓場合，而只適于處理幅度不超過其工作電壓、電流較小的模擬或數(shù)字信號。

　　CD4053是三通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有三個獨立的數(shù)字控制輸入端A、B、C和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和低截止漏電流。幅值為4.5～20V的數(shù)字信號可控制峰-峰值至20V的數(shù)字信號。例如若VDD==5，VSS=0，VEE=-13.5V，則0～5V的數(shù)字信號可控制-13.5～4.5V的模擬信號。這些開關(guān)電路在VDD-VSS和VDD-VEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號的邏輯狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時，所有通道截止。控制輸入端為高電平時“0”通道被選，反之“1”通道被選。其引腳圖如下所示。

　　（1）16引腳：符號VDD，引腳功能是電源+；

　　（2）8引腳：符號Vss，引腳功能是數(shù)字信號接地端；

　　（3）7引腳：符號VEE，引腳功能是模擬信號接地端；

　　（4）6引腳：符號INH，引腳功能是禁止端為零時，CMOS三組二路模擬開關(guān)CD4053BE工作，否則CMOS三組二路模擬開關(guān)CD4053BE被禁止；

　　（5）4引腳：符號OUT/INcxorcy，引腳功能是公共輸出/輸入端cx或cy；

　　（6）15引腳：符號OUT/INbxorby，引腳功能是公共輸出/輸入端bx或by；

　　（7）14引腳：符號OUT/INaxoray，引腳功能是公共輸出/輸入端ax或ay；

　　（8）9、10、11引腳：符號c、b、a，引腳功能是控制端當(dāng)c　b　a分別為0　0　0時，“開”通道cx，bx，ax，這三個通道工作。當(dāng)c　b　a分別為0　0　1時，“開”通道cx，bx，ay當(dāng)c　b　a分別為0　1　0時，“開”通道cx，by，ax當(dāng)c　b　a分別為0　1　1時，“開”通道cx，by，ay當(dāng)c　b　a分別為1　0　0時，“開”通道cy，bx，ax當(dāng)c　b　a分別為1　0　1時，“開”通道cy，bx，ay當(dāng)c　b　a分別為1　1　0時，“開”通道cy，by，ax當(dāng)c　b　a分別為1　1　1時，“開”通道cy，by，ay（9）1、2、3、5、12、13引腳：符號by、bx、cx、cy、ay、ax，引腳功能是by、bx、cx、cy、ay、ax輸入/輸出端。

　　模擬開關(guān)CD4053與單片機的連接

　　所謂模擬開關(guān)，實際上就是MOS管構(gòu)成的傳輸門。模擬開關(guān)的電壓電流關(guān)系具有電阻的性質(zhì)，即電流趨于零時壓降也趨于零。它類似于實際的開關(guān)，信號電流一定是從輸入端流到輸出端，信號是傳過去的，而且模擬開關(guān)的信號傳達方向可以是雙向的。

　　如下圖所示，輸入模擬量A1與輸入模擬量A2分別輸入到CD4053的ax，ay，而CD4053的輸出a連接到A/D轉(zhuǎn)換器中，同時CD4053的A由單片機的P1.1控制管腳控制，根據(jù)CD4053輸入輸出狀態(tài)的真值表得到，當(dāng)P1.1=A=0時，a=ax;當(dāng)P1.1=A=1時，a=ay。即當(dāng)單片機P1.1=0時，單片機得到的是輸入模擬量A1的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；而當(dāng)單片機P1.1=1時，單片機得到的是輸入模擬量A2的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

　　同樣，當(dāng)實現(xiàn)更多通道的開關(guān)時，就需要應(yīng)用模擬開關(guān)CD4053的B、C通道。如輸入模擬量B1與輸入模擬量B2分別輸入到CD4053的bx，by，而CD4053的輸出b連接到A/D轉(zhuǎn)換器中，同時CD4053的B由單片機的P1.2控制管腳控制，根據(jù)CD4053輸入輸出狀態(tài)的真值表得到，當(dāng)P1.2=B=0時，b=bx;當(dāng)P1.2=B=1時，b=by。即當(dāng)單片機P1.2=0時，單片機得到的是輸入模擬量B1的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；而當(dāng)單片機P1.2=1時，單片機得到的是輸入模擬量B2的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。模擬開關(guān)CD4053C通道的工作原理也是如此。

　　最后值得一提的是，當(dāng)模擬開關(guān)CD4053需要控制模擬量為負(fù)數(shù)的導(dǎo)通與斷開時，即輸入模擬量為負(fù)數(shù)時，模擬開關(guān)CD4053的管腳7（VEE）必須連接到電源負(fù)電壓（一般為-5V），只有這樣，模擬開關(guān)CD4053的輸出量才能與輸入模擬量一樣同為負(fù)數(shù)，否則其輸出量會與輸入模擬量不一致，這也就失去了模擬開關(guān)的作用。