今天讲的是模数转换器ADC0809,主要分为以下几个方面:
一、ADC0809简介
二、ADC0809主要特性
三、ADC0809引脚说明
四、ADC0809工作时序
五、ADC0809内部结构
六、ADC0809典型电路
七、总结
一、ADC0809简介
ADC0809是采用COMS工艺制造的双列直插式单片8位A/D转换器。分辨率8位,精度7位,带8个模拟量输入通道,有通道地址译码锁存器,输出带三态数据锁存器。启动信号为脉冲启动方式,最大可调节误差为±1LSB。
ADC0809内部没有时钟电路,故CLK时钟需由外部输入,fclk允许范围为500kHz-1MHz,典型值为640kHz。每通道的转换需要66~73个时钟脉冲,大约100-110us。(转换时间)工作温度范围为-40℃~+85℃。功耗为15mW,输入电压范围为0~5V,单一+5V电源供电。
图 1 ADC0809(直插)实物图
图 2 ADC0809(贴片)实物图
二、ADC0809主要特性
• 8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位
• 具有转换起停控制端
• 转换时间为100μs(时钟为640KHz时),130μs(时钟为500KHz时)
• 单个+5V电源供电
• 模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准
• 工作温度范围为-40~+85摄氏度
• 低功耗,约15mW
三、ADC0809引脚说明
ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图 3所示。
图 3 ADC0809(直插)引脚说明
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,内部结构如图所示,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。
外部特性(引脚功能):
四、ADC0809工作时序
图4 ADC0809工作时序
首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一送入比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位,下降沿启动 A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行,直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,并且结果存入锁存器(此信号可用作中断申请)。当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。只有确认A/D转换的完成后才能进行传送,因此可采用下述三种方式进行数据传输。
(1)定时传送方式
对于一种A/D转换器来说,转换时间作为一项技术指标是已知和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs,相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序,A/D转换启动后即调用此子程序,延迟时间到,转换肯定已经结束,即可进行数据传送。
(2)查询方式
A/D转换芯片有表明转换完成的状态信号,例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式,测试EOC的状态,即可确认转换是否完成,并接着进行数据传送。
(3)中断方式
把转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。
五、ADC0809内部结构
图 5 ADC0809内部结构图
左侧上方是8路模拟信号输入,IN0~IN7;
左侧下方是3位地址码输入及地址锁存有效ALE;
右侧上方是转换结束EOC;
右侧中间是8位数据输出,D0~D7
六、ADC0809典型电路
ADC0809工作流程:
(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)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;
(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。
下面通过实际应用电路进行演示:
这一块电路是一个过压报警电路,右上方的数码管可以实时看到当前采集到的电压值,当ADC0809采集到的电压值大于2.5V时,启动过压报警功能,LED灯闪烁,蜂鸣器报警。
七、总结
总的来说,ADC0809作为8位逐次逼近式A/D模数转换器,在单片机中应用广泛,与MCS-51单片机的连接主要涉及两个问题:一是8路模拟信号通道的选择,二是A/D转换完成后转换数据的传送。转换数据的传送有定时传送方式、查询方式、中断方式这三种方式。
本次典型应用电路使用ADC0809模拟了八通道模拟量的采集的过程,我们使用了电压源来模拟通道输入,利用AD转换成数字量,再到数码管上进行显示的一个过程,进一步了解熟悉了ADC0809芯片的使用,如何去完成的数据的转换和采集。更多的让我们可以在软件上实现对硬件的编程的使用,让书上的原理得到实践和验证。