ADC0809是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進行模—數轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關,它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號,只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。
1.主要特性
1)8路8位A/D轉換器,即分辨率8位。
2)具有轉換起停控制端。
3)轉換時間為100μs
5)模擬輸入電壓范圍0~+5V,不需零點和滿刻度校準。
6)工作溫度范圍為-40~+85攝氏度
7)低功耗,約15mW。
一、ADC0809用法詳解—引腳圖及功能
1、ADC0809引腳圖
2、ADC0809引腳功能
IN0~IN7:8路模擬量輸入端。
D0~D7:8位數字量輸出端。
ADDA、ADDB、ADDC:3位地址輸入線,用于選擇8路模擬通道中的一路,選擇情況見表。
ALE:地址鎖存允許信號,輸入,高電平有效。
START:A/D轉換啟動信號,輸入,高電平有效。
EOC:A/D轉換結束信號,輸出。當啟動轉換時,該引腳為低電平,當A/D轉換結束時,該線腳輸出高電平。
OE:數據輸出允許信號,輸入,高電平有效。當轉換結束后,如果從該引腳輸入高電平,則打開輸出三態門,輸出鎖存器的數據從D0~D7送出。
CLK:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ.REF+、REF-:基準電壓輸入端。
Vcc:電源,接+5V電源。
GND:地。
二、ADC0809用法詳解—工作原理
ADC0809是采用CMOS工藝制造的雙列直插式單片8位A/D轉換器。(分辨率)分辨率8位,精度7位,帶8個模擬量輸入通道,有通道地址譯碼鎖存器,輸出帶三態數據鎖存器。啟動信號為脈沖啟動方式,最大可調節誤差為±1LSB。(轉換精度)
ADC0809內部沒有時鐘電路,故CLK時鐘需由外部輸入,fclk允許范圍為500kHz~1MHz,典型值為640kHz。每通道的轉換需66~73個時鐘脈沖,大約100~110μs。(轉換時間)工作溫度范圍為-40℃~+85℃。功耗為15mW,輸入電壓范圍為0~5V,單一+5V電源供電。(量程)
1、ADC0809時序圖
2、ADC0809的工作流程如圖所示:
1)輸入3位地址,并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中,經地址譯碼器譯碼從8路模擬通道中選通一路模擬量送到比較器。
2)送START一高脈沖,START的上升沿使逐次逼近寄存器復位,下降沿啟動A/D轉換,并使EOC信號為低電平。
3)當轉換結束時,轉換的結果送入到輸出三態鎖存器,并使EOC信號回到高電平,通知CPU已轉換結束。
4)當CPU執行一讀數據指令,使OE為高電平,則從輸出端D0~D1讀出數據。
3、轉換數據的傳送
A/D轉換后得到的數據應及時傳送給單片機進行處理。數據傳送的關鍵問題是如何確認A/D轉換的完成,因為只有確認完成后,才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。
(1)定時傳送方式
對于一種A/D轉換器來說,轉換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉換時間為128μs,相當于6MHz的MCS-51單片機共64個機器周期。可據此設計一個延時子程序,A/D轉換啟動后即調用此子程序,延遲時間一到,轉換肯定已經完成了,接著就可進行數據傳送。
(2)查詢方式
A/D轉換芯片有表明轉換完成的狀態信號,例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式,測試EOC的狀態,即可確認轉換是否完成,并接著進行數據傳送。
(3)中斷方式
把表明轉換完成的狀態信號(EOC)作為中斷請求信號,以中斷方式進行數據傳送。不管使用上述哪種方式,只要一旦確定轉換完成,即可通過指令進行數據傳送。首先送出口地址并以信號有效時,OE信號即有效,把轉換數據送上數據總線,供單片機接受。
三、ADC0809用法詳解—內部結構
1.ADC0809的內部結構
ADC0809的內部邏輯結構圖如圖所示
圖中多路開關可選通8個模擬通道,允許8路模擬量分時輸入,共用一個A/D轉換器進行轉換,這是一種經濟的多路數據采集方法地址鎖存與譯碼電路完成對ABC3個地址位進行鎖存和譯碼,其譯碼輸出用于通道選擇,其轉換結果通過三態輸出鎖存器存放輸出,因此可以直接與系統數據總線相連,表1為通道選擇表。
表1通道選擇表
2、ADC0809信號引腳
對ADC0809主要信號引腳的功能說明如下:
START轉換啟動信號START上升沿時,復位ADC0809;START下降沿時啟動芯片,開始進行A/D轉換;在A/D轉換期間,START應保持低電平本信號有時簡寫為ST.
ABC地址線通道端口選擇線,A為低地址,C為高地址,引腳圖中為ADDA,ADDB和ADDC其地址狀態與通道對應關系見表1。
CLK時鐘信號ADC0809的內部沒有時鐘電路,所需時鐘信號由外界提供,因此有時鐘信號引腳通常使用頻率為500KHz的時鐘信號
EOC轉換結束信號EOC=0,正在進行轉換;EOC=1,轉換結束使用中該狀態信號即可作為查詢的狀態標志,又可作為中斷請求信號使用
OE輸出允許信號用于控制三態輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據OE=0,輸出數據線呈高阻;OE=1,輸出轉換得到的數據
Vcc+5V電源
Vref參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較,作為逐次逼近的基準其典型值為+5V(Vref(+)=+5V,Vref(-)=-5V)。
四、ADC0809用法詳解—應用電路
1、ADC0809與單片機連接電路分析
ADC0809與MCS-51單片機的連接如圖所示:
電路連接主要涉及兩個問題一是8路模擬信號通道的選擇,二是A/D轉換完成后轉換數據的傳送。
8路模擬通道選擇
圖ADC0809與MCS-51的連接
如圖9.11所示模擬通道選擇信號ABC分別接最低三位地址A0A1A2即(P0.0P0.1P0.2),而地址鎖存允許信號ALE由P2.0控制,則8路模擬通道的地址為0FEF8H~0FEFFH.此外,通道地址選擇以作寫選通信號,這一部分電路連接如圖9.12所示
圖ADC0809的部分信號連接
圖 ?信號的時間配合
從圖中可以看到,把ALE信號與START信號接在一起了,這樣連接使得在信號的前沿寫入(鎖存)通道地址,緊接著在其后沿就啟動轉換圖是有關信號的時間配合示意圖
啟動A/D轉換只需要一條MOVX指令在此之前,要將P2.0清零并將最低三位與所選擇的通道好像對應的口地址送入數據指針DPTR中例如要選擇IN0通道時,可采用如下兩條指令,即可啟動A/D轉換:
MOVDPTR,#FE00H;送入0809的口地址
MOVX@DPTR,A;啟動A/D轉換(IN0)
注意:此處的A與A/D轉換無關,可為任意值。
2、應用電路二
1、原理圖從ADC0809的通道IN3輸入0-5V之間的模擬量,通過ADC0809轉換成數字量在數碼管上以十進制形成顯示出來。ADC0809的VREF接+5V電壓。
圖 ? ? 電路原理圖
2、系統板上硬件連線
(1).把“單片機系統板”區域中的P1端口的P1.0-P1.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的ABCDEFGH端口上,作為數碼管的筆段驅動。
(2).把“單片機系統板”區域中的P2端口的P2.0-P2.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口上,作為數碼管的位段選擇。
(3).把“單片機系統板”區域中的P0端口的P0.0-P0.7用8芯排線連接到“模數轉換模塊”區域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端口上,A/D轉換完畢的數據輸入到單片機的P0端口
(4).把“模數轉換模塊”區域中的VREF端子用導線連接到“電源模塊”區域中的VCC端子上;
(5).把“模數轉換模塊”區域中的A2A1A0端子用導線連接到“單片機系統”區域中的P3.4P3.5P3.6端子上;
(6).把“模數轉換模塊”區域中的ST端子用導線連接到“單片機系統”區域中的P3.0端子上;
(7).把“模數轉換模塊”區域中的OE端子用導線連接到“單片機系統”區域中的P3.1端子上;
(8).把“模數轉換模塊”區域中的EOC端子用導線連接到“單片機系統”區域中的P3.2端子上;
(9).把“模數轉換模塊”區域中的CLK端子用導線連接到“分頻模塊”區域中的/4端子上;
(10).把“分頻模塊”區域中的CKIN端子用導線連接到“單片機系統”區域中的ALE端子上;
(11).把“模數轉換模塊”區域中的IN3端子用導線連接到“三路可調壓模塊”區域中的VR1端子上;
3、程序設計
(1).進行A/D轉換時,采用查詢EOC的標志信號來檢測A/D轉換是否完畢,若完畢則把數據通過P0端口讀入,經過數據處理之后在數碼管上顯示。
(2).進行A/D轉換之前,要啟動轉換的方法:
ABC=110選擇第三通道
ST=0,ST=1,ST=0產生啟動轉換的正脈沖信號
程序:
#include《AT89X52.H》
unsignedcharcodedispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsignedchardispbuf[8]={10,10,10,10,10,0,0,0};
unsignedchardispcount;
sbitST=P3^0;
sbitOE=P3^1;
sbitEOC=P3^2;
unsignedcharchannel=0xbc;//IN3
unsignedchargetdata;
voidmain(void)
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
P3=channel;
while(1)
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;
while(EOC==0);
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
dispbuf[2]=getdata/100;
getdata=getdata%10;
dispbuf[1]=getdata/10;
dispbuf[0]=getdata%10;
}
}
voidt0(void)interrupt1using0
{
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
dispcount++;
if(dispcount==8)
{
dispcount=0;
}
}
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