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标题,第二级,第三级,第四级,第五级,第8章 A/D转换器,*,泉州信息学院,第,*,页,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。,8/8/2024,1,泉州信息学院,第8章A/D转换器教学目的：8/20/20231泉州信息学,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：,U,A,=DU,REF,/2,N,（其中：D=D,0,2,0,+D,1,2,1,+D,N-1,2,N-1,）,A/D转换的基本概念,8/8/2024,2,泉州信息学院,A/D转换的功能是把模拟量电压转换为N位数字量。,A/D转换器的主要性能指标,：,转换精度,。转换精度通常用分辨率和量化误差来描述。,分辨率,。分辨率=UREF/2,N,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。,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。,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。,8/8/2024,3,泉州信息学院,A/D转换器的主要性能指标：8/20/20233泉州信息,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ADC0809,8/8/2024,4,泉州信息学院,ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A,图,8-1 ADC0809,内部结构框图,8/8/2024,5,泉州信息学院,图8-1 ADC0809内部结构框图8/20/20235,表通道选择表,C B A,选择的通道,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,IN0,IN1,IN2,IN3,IN4,IN5,IN6,IN7,8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。,8/8/2024,6,泉州信息学院,表通道选择表C B A 选择的通道0 0 0,1、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/D转换器进行模/数转换的差值,8/8/2024,7,泉州信息学院,1、基本特性参数A/D转换的基本知识8/20/20237泉州,图7.39 ADC0809 引脚图,2.,芯片引脚,8/8/2024,8,泉州信息学院,图7.39 ADC0809 引脚图2.芯片引脚8/20,对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：,(1)IN7IN0：,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05 V，,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,。,8/8/2024,9,泉州信息学院,对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：8/20/20,(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)D7D0：,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。,8/8/2024,10,泉州信息学院,(2)A、B、C：地址线。A为低位地址，C为高位地址，用于,(,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。,8/8/2024,11,泉州信息学院,(6)OE：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向单片,(9)VCC,：,+5 V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+5 V（Vref(+)=+5 V，Vref(-)=0 V）,8/8/2024,12,泉州信息学院,8/20/202312泉州信息学院,8.1.2 ADC0809应用电路设计,8/8/2024,13,泉州信息学院,8.1.2 ADC0809应用电路设计8/20/202313,ADC0809的工作流程,8/8/2024,14,泉州信息学院,ADC0809的工作流程8/20/202314泉州信息学,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已转换结束。,4当CPU执行一读数据指令，使OE为高电平，则从输出端D0D1读出数据。,8/8/2024,15,泉州信息学院,ADC0809的工作流程如图所示：1输入3位地址，并使AL,C语言编程：,#include ,#include ,/定义绝对地址访问,#define uchar unsigned char,#define IN0 XBYTE0 x0000,/定义IN0为通道0的地址,static uchar data x8;,/定义8个单元的数组，存放结果,uchar xdata *ad_adr;,/定义指向通道的指针,uchar i=0;,8/8/2024,16,泉州信息学院,C语言编程：8/20/202316泉州信息学院,void main(void),IT0=1;,/初始化,EX0=1;,EA=1;,i=0;,ad_adr=,/指针指向通道0,*ad_adr=i;,/启动通道0转换,for (;);,/等待中断,8/8/2024,17,泉州信息学院,void main(void)8/20/202317泉州信,void int_adc(void)interrupt 0,/中断函数,xi=*ad_adr;,/接收当前通道转换结果,i+;,ad_adr+;,/指向下一个通道,if(i8),*ad_adr=i;,/8个通道未转换完，启动下一个通道返回,else,EA=0;EX0=0;,/8个通道转换完，关中断返回,8/8/2024,18,泉州信息学院,void int_adc(void)interrupt,8/8/2024,19,泉州信息学院,8/20/202319泉州信息学院,补充,串行A/D,ADC0832及其接口电路,8位双输入串行,A/D转换器；转换速度较高；单电源供电，功耗低（15mw）。,ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其,最高分辨可达256级,，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择,。,8/8/2024,20,泉州信息学院,补充 串行A/D 8/20/202320泉州信息学院,引脚及电,路接线,8/8/2024,21,泉州信息学院,引脚及电路接线8/20/202321泉州信息学院,1、,引脚功能,VDD,、,VSS,：电源接地端，VDD同时兼任U,REF,；,CS,：片选端，低电平有效；,DI,：数据信号输入端；,DO,：数据信号输出端；,CLK,：时钟信号输入端，要求低于600KHz；,CH0、CH1,：模拟信号输入端（双通道）,；,2、,典型应用电路,P1.0,片选CS；,TXD,发送时钟信号输入ADC0832 CLK；,RXD,与DI、DO端连接在一起。,8/8/2024,22,泉州信息学院,1、引脚功能8/20/202322泉州信息学院,进行A/D转换,将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束；,由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲；,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能，其功能项,见表1。,8/8/2024,23,泉州信息学院,进行A/D转换8/20/202323泉州信息学院,编码,通道选择,CH0,CH1,00,将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入,01,将CH0作为负输入端IN-，CH1 作,为正输入端IN+进行输入,10,只对CH0 进行单通道转换,11,只对CH1 进行单通道转换,8/8/2024,24,泉州信息学院,编码通道选择CH0CH100将CH0作为正输入端IN+，,3、,串行A/D转换工作时序,8/8/2024,25,泉州信息学院,3、串行A/D转换工作时序8/20/202325泉州信息学院,工作时序分为二个阶段：,起始和通道配置，由CPU发送，从ADC0832 DI端输入；,A/D转换数据串行输出，由ADC 0832从DO端输出，CPU接收。,8/8/2024,26,泉州信息学院,工作时序分为二个阶段：起始和通道配置，由CPU发送，从,程序范例,include#include intrins.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char,/ADC0832的引脚,sbit ADCS=P10;,/ADC0832 片选,sbit ADDI=P12;,/ADC0832 通道选择和初始化输入,sbit ADDO=P12;,/ADC0832 的数据输出,sbit ADCLK=P11;,/ADC0832 时钟信号,8/8/2024,27,泉州信息学院,程序范例include#includ,unsigned char dispbitcode8=0 xf7,0 xfb,0 xfd,/*0 xfe,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f*/;,/位扫描,unsigned char dispcode11=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 xff;,/共阳数码管字段码,unsigned char dispbuf3;uint temp;uchar getdata;,/获取ADC转换回来的值,8/8/2024,28,泉州信息学院,unsigned char dispbitcode8=,void delayms(void),/12mhz delay 1.01ms,unsigned char x,y;x=10;while(x-)y=4;while(y-);,8/8/2024,29,泉州信息学院,void delayms(void)/12mhz de,void display(void),/数码管显示函数,char k;for(k=0;k1),/拉低CLK端,形成下降沿3,ADDI=1;/,控制命令结束,_nop_();_nop_();dat=0;,8/8/2024,34,泉州信息学院,ADDI=(channel1)_no,8/8/2024,35,泉州信息学院,8/20/202335泉州信息学院,for(i=0;i8;i+)dat|=ADDO;,/收数据,ADCLK=1;_nop_();_nop_();ADCLK=0;,/形成一次时钟脉冲,_nop_();_nop_();dat=1;if(i=7)dat|=ADDO;,8/8/2024,36,泉州信息学院,for(i=0;i8;i+),for(i=0;i=1;,8/8/2024,37,泉州信息学院,for(i=0;i8;i+),ADCS=“1”;/,/拉低CS端,ADCLK=“0”;,/拉低CLK端,ADDO=“1”;,/拉高数据端,回到初始状态,dat=8;dat|=ndat;return(dat);,/返回数据,8/8/2024,38,泉州信息学院,ADCS=“1”;/拉低CS端 AD,void main(void)while(1)getdata=Adc0832(0);temp=getdata*1.0/255*500;,/电压值转换，5V做为参考电压，分成256份,。dispbuf0=temp%10;,/个位,dispbuf2=temp/10%10;,/十位,dispbuf1=temp/100;,/百位,display();,8/8/2024,39,泉州信息学院,void main(void)while(1,THANK YOU VERY MUCH！,本章到此结束，,谢谢您的光临！,结束放映,返回本章首页,8/8/2024,40,泉州信息学院,THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，结束,
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