單片機(jī)第8章—AD及DA轉(zhuǎn)換接口技術(shù)2

1、 第8章 AD/DA轉(zhuǎn)換接口技術(shù) 8.1 轉(zhuǎn)換器的主要術(shù)指標(biāo)8.2 DA轉(zhuǎn)換器接口技術(shù) 8.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換接口技術(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換接口技術(shù) 8.3 ADC8.3 ADC接口技術(shù)接口技術(shù) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的功能是將輸入模擬量轉(zhuǎn)換成與其成正比的數(shù)字的功能是將輸入模擬量轉(zhuǎn)換成與其成正比的數(shù)字量，它是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種重要組成器件。按照工作原理，有量，它是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種重要組成器件。按照工作原理，有比較式比較式ADC、積分式、積分式ADC以及電荷平衡（電壓以及電荷平衡（電壓-頻率轉(zhuǎn)換）式頻率轉(zhuǎn)換）式ADC。不同的芯片具有不同的連接方式，其中重要的是輸入、輸出以及控不同的芯片具有不同的連接方式，

2、其中重要的是輸入、輸出以及控制信號(hào)的連接方式。制信號(hào)的連接方式。1.從輸入端看：從輸入端看：（1）單端輸入）單端輸入 （2）差動(dòng)輸入）差動(dòng)輸入 （3）單極性輸入）單極性輸入 （4）雙極性輸）雙極性輸入入2. 從輸出來(lái)看：從輸出來(lái)看：（1）數(shù)據(jù)寄存器具有可控的三態(tài)門）數(shù)據(jù)寄存器具有可控的三態(tài)門 （2）不具備可控三態(tài)門，輸出寄存器直接與芯片管腳相連，此時(shí)）不具備可控三態(tài)門，輸出寄存器直接與芯片管腳相連，此時(shí)芯片的輸出線必須通過(guò)輸入緩沖器連至芯片的輸出線必須通過(guò)輸入緩沖器連至CPU數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。8.3.1階梯波階梯波 比較式比較式ADC工作原理：工作原理： 轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)

3、器復(fù)0 0，DACDAC的輸出為的輸出為Vd=0Vd=0。若輸入電壓。若輸入電壓ViVi為正，則比較器輸出為正，則比較器輸出VcVc為正，與門打開(kāi)，計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈為正，與門打開(kāi)，計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，DACDAC輸出即隨計(jì)數(shù)脈沖的增加而增加，如圖所示，輸出即隨計(jì)數(shù)脈沖的增加而增加，如圖所示，當(dāng)當(dāng)Vd ViVd Vi時(shí)，比較器輸出變負(fù)，與門關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)時(shí)，比較器輸出變負(fù)，與門關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓，完成了從輸入模擬量器的計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓，完成了從輸入模擬量電壓電壓到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器的工

4、作原理 從最高位開(kāi)始通過(guò)試探值逐次進(jìn)行測(cè)試，直到試探值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出VN與VIN相等或達(dá)到允許誤差范圍為止。則該試探值就為A/D轉(zhuǎn)換所需的數(shù)字量。階梯波比較式階梯波比較式ADC工作原理：工作原理：轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)0 0，DACDAC的輸出為的輸出為Vd=0Vd=0。若輸入電壓。若輸入電壓ViVi為正，則比較器輸出為正，則比較器輸出VcVc為正，與門打開(kāi)，計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖為正，與門打開(kāi)，計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)行計(jì)數(shù)，DACDAC輸出即隨計(jì)數(shù)脈沖的增加而增加，如圖所示，輸出即隨計(jì)數(shù)脈沖的增加而增加，如圖所示，當(dāng)當(dāng)Vd ViVd Vi時(shí)，比較器輸出變負(fù)，與門關(guān)閉，停

5、止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)時(shí)，比較器輸出變負(fù)，與門關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓，完成了從輸入模擬量器的計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓，完成了從輸入模擬量電壓電壓到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 ADC0809ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809ADC0809引腳圖引腳圖 8位A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存緩沖器地址鎖存與譯碼8位模擬開(kāi)關(guān)Vref(+)12Vref(-)16ADC08097EOCMsbD7D01920211881517141113VccGNDOE910CLKSTART6ALE22ADDC23ADDB24ADDA25IN754321282726IN0

6、12345678910111213141516171819202122232425262728ADC0809IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLOCKVccVref(+)GNDD1IN2IN1IN0ADDAADDBADDCALED7D6D5D4D0D2Vref(-)典型典型A/DA/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809ADC0809ADC0809內(nèi)部多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)A、B、C 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)三態(tài)輸出鎖存

7、器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。通道選擇表通道選擇表 C B A0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1被選擇的通道IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADC0809ADC0809的工作時(shí)序圖的工作時(shí)序圖 ALE地址AD模擬量輸入INSTARTEOCOED0 D7數(shù)字量輸出data80518051單片機(jī)與單片機(jī)與ADC0809ADC0809的接口的接口 采用線選法規(guī)定其端口地址采用線選法規(guī)定其端口地址用單片機(jī)的用單片機(jī)的P2.7P2.7引腳作為片選信號(hào)引腳作為片選信號(hào), , 因此端口地址為因此端口地址為7FFFH7FFFH。片。

8、片選信號(hào)和信號(hào)一起經(jīng)或非門產(chǎn)生選信號(hào)和信號(hào)一起經(jīng)或非門產(chǎn)生ADC0809ADC0809的啟動(dòng)信號(hào)的啟動(dòng)信號(hào)STARTSTART和地址和地址鎖存信號(hào)鎖存信號(hào)ALEALE；片選信號(hào)和信號(hào)一起經(jīng)或非門產(chǎn)生；片選信號(hào)和信號(hào)一起經(jīng)或非門產(chǎn)生ADC0809ADC0809輸出允輸出允許信號(hào)許信號(hào)OEOE， OE=1OE=1時(shí)選通三態(tài)門使輸出鎖存器中的轉(zhuǎn)換結(jié)果送入時(shí)選通三態(tài)門使輸出鎖存器中的轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。ADC0809ADC0809的的EOCEOC信號(hào)經(jīng)反相后接到信號(hào)經(jīng)反相后接到80518051的引腳的引腳 用于產(chǎn)用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換完成的中斷請(qǐng)求信號(hào)。生轉(zhuǎn)換完成的中斷請(qǐng)求信號(hào)。ADC0809ADC

9、0809芯片的芯片的3 3位模擬量輸入通道位模擬量輸入通道地址碼輸入端地址碼輸入端A A、B B、C C分別接到分別接到80318031的的P0.0P0.0、P0.1P0.1和和P0.2P0.2，故只，故只要向端口地址要向端口地址7FFFH7FFFH分別寫(xiě)入數(shù)據(jù)分別寫(xiě)入數(shù)據(jù)00H00H07H07H，即可啟動(dòng)模擬量輸，即可啟動(dòng)模擬量輸入通道入通道0 07 7進(jìn)行進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/DA/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn)關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn)A/DA/D轉(zhuǎn)換的完成，

10、因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。傳送。為此可采用下述三種方式。（1 1）定時(shí)傳送方式）定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種對(duì)于一種A/DA/D轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如固定的。例如ADC0809ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s128s，相當(dāng)于，相當(dāng)于6MHz6MHz的的MCS-51MCS-51單片機(jī)單片機(jī)共共6464個(gè)機(jī)器周期。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，個(gè)機(jī)器周期。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/DA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到

11、，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。傳送。（2 2）查詢方式）查詢方式 A/DA/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809ADC0809的的EOCEOC端。端。因此可以用查詢方式，測(cè)試因此可以用查詢方式，測(cè)試EOCEOC的狀態(tài)，即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成，并接的狀態(tài)，即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（3）中斷方式）中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。式進(jìn)

12、行數(shù)據(jù)傳送。 不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址成，即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以并以RDRD信號(hào)有效時(shí)，信號(hào)有效時(shí)，OEOE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。 不管使用上述那種方式，只要一旦確認(rèn)轉(zhuǎn)換結(jié)不管使用上述那種方式，只要一旦確認(rèn)轉(zhuǎn)換結(jié)束，便可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所用的指令為：束，便可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所用的指令為： MOV DPTR , #7FFFHMOV DPTR , #7FFFH MOVX A , DPTR

13、MOVX A , DPTR該指令在送出有效口地址的同時(shí)，發(fā)出有效信號(hào)該指令在送出有效口地址的同時(shí)，發(fā)出有效信號(hào)RDRD，使，使08090809的輸出允許信號(hào)的輸出允許信號(hào)OEOE有效，從而打開(kāi)三態(tài)有效，從而打開(kāi)三態(tài)門輸出，使轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線送入門輸出，使轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線送入A A累加器累加器中。中。 A/DA/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例舉例 采用中斷工作方式對(duì)8路模擬輸入信號(hào)依次進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換 需要說(shuō)明的是，需要說(shuō)明的是，ADC0809ADC0809的三個(gè)地址端的三個(gè)地址端A A、B B、C C既可如前所述既可如前所述與數(shù)據(jù)線相連，也可與地址線相連，例如與與數(shù)據(jù)線相連，也可與地址線相

14、連，例如與A A0 0A A2 2相連。這時(shí)啟相連。這時(shí)啟動(dòng)動(dòng)A/DA/D轉(zhuǎn)換的指令與上述類似，只不過(guò)轉(zhuǎn)換的指令與上述類似，只不過(guò)A A的內(nèi)容為任意數(shù)。例如當(dāng)?shù)膬?nèi)容為任意數(shù)。例如當(dāng)A A、B B、C C分別與分別與A A0 0、A A1 1、A A2 2相連時(shí)，相連時(shí)，啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換只需要一條轉(zhuǎn)換只需要一條MOVX指令。在此之前，要將指令。在此之前，要將P2.7清零并將最低三位與所選擇的清零并將最低三位與所選擇的通道對(duì)應(yīng)的口地址送入數(shù)據(jù)指針通道對(duì)應(yīng)的口地址送入數(shù)據(jù)指針DPTR中。例如要選擇中。例如要選擇IN7通道時(shí)，通道時(shí)，可采用如下兩條指令啟動(dòng)可采用如下兩條指令啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換： M

15、OV DPTR , #7FFFH ；送入；送入0809的口地址的口地址 MOVX DPTR , A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換（IN7） 注意：此處注意：此處A中內(nèi)容與中內(nèi)容與A/D轉(zhuǎn)換無(wú)關(guān)，可為任意值。轉(zhuǎn)換無(wú)關(guān)，可為任意值。 采用查詢方式對(duì)采用查詢方式對(duì)8路模擬信號(hào)一次進(jìn)行轉(zhuǎn)換路模擬信號(hào)一次進(jìn)行轉(zhuǎn)換8.3.2 積分型積分型A/D 轉(zhuǎn)換器工作原理轉(zhuǎn)換器工作原理雙積分型雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器工作原理轉(zhuǎn)換器工作原理 雙積分型雙積分型A/D轉(zhuǎn)換是一種間接轉(zhuǎn)換是一種間接A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。首先將模擬電轉(zhuǎn)換技術(shù)。首先將模擬電壓轉(zhuǎn)換成積分時(shí)間，然后用數(shù)字脈沖計(jì)時(shí)方法轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈壓轉(zhuǎn)換成積分時(shí)間，然后用數(shù)字脈沖

16、計(jì)時(shí)方法轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖數(shù)，最后將此代表模擬輸入電壓大小的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)沖數(shù)，最后將此代表模擬輸入電壓大小的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制或制或BCD碼輸出。碼輸出。 雙積分雙積分A/D轉(zhuǎn)換電路原理及工作波型圖轉(zhuǎn)換電路原理及工作波型圖1.準(zhǔn)備期：準(zhǔn)備期：開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3斷開(kāi)，斷開(kāi)，S4接通，積分電容接通，積分電容C被短路，輸被短路，輸出為出為0。2.采樣期：采樣期：開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S2、S3、S4斷開(kāi)，斷開(kāi)，S1閉合，積分器對(duì)輸入模擬電閉合，積分器對(duì)輸入模擬電壓壓+Vi進(jìn)行積分，積分時(shí)間固定為進(jìn)行積分，積分時(shí)間固定為T1，在采樣期結(jié)束的，在采樣期結(jié)束的t2時(shí)刻，時(shí)刻，積分器輸出電壓為：積分器輸出電壓為：

17、式中式中 為被測(cè)模擬電壓在為被測(cè)模擬電壓在T1時(shí)間內(nèi)的平均值。時(shí)間內(nèi)的平均值。itticVRCTdtVRCV1211dtVTVttii21113.比較期：比較期：從從t2時(shí)刻開(kāi)始，開(kāi)關(guān)時(shí)刻開(kāi)始，開(kāi)關(guān)S1、S2、S4斷開(kāi)，斷開(kāi)，S3閉合，將閉合，將與被測(cè)模擬電壓極性相反的標(biāo)準(zhǔn)電壓與被測(cè)模擬電壓極性相反的標(biāo)準(zhǔn)電壓-Er接到積分器的輸入端接到積分器的輸入端(若被測(cè)模擬電壓為若被測(cè)模擬電壓為-Vi，則，則S1、S3、S4斷開(kāi)，斷開(kāi)，S2閉合，將閉合，將+Er接接到積分器的輸入端到積分器的輸入端)，使積分器進(jìn)行反向積分。當(dāng)積分器的輸出，使積分器進(jìn)行反向積分。當(dāng)積分器的輸出回到回到0時(shí)，比較器的輸出發(fā)生跳

18、變。設(shè)在時(shí)，比較器的輸出發(fā)生跳變。設(shè)在t3時(shí)刻積分器回時(shí)刻積分器回0，此，此時(shí)有：時(shí)有： 式中式中T2=t3-t2為比較周期。為比較周期。rcttrcERCTVdtERCV232)(10在在T2周期內(nèi)對(duì)一個(gè)周期為周期內(nèi)對(duì)一個(gè)周期為的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得：的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得： NT 2irVETTN12由于由于T1、Er、都是恒定值，從而計(jì)數(shù)值都是恒定值，從而計(jì)數(shù)值N就正比于被測(cè)模擬就正比于被測(cè)模擬電壓值，實(shí)現(xiàn)了電壓值，實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。雙積分雙積分A/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換器芯片ICL7135ICL7135是一種常用的是一種常用的4位半位半BCD碼雙積分型單碼雙積分型單片集成片集成ADC芯

19、片芯片, 其分辯率相當(dāng)于其分辯率相當(dāng)于14位二進(jìn)制位二進(jìn)制數(shù)，它的轉(zhuǎn)換精度高數(shù)，它的轉(zhuǎn)換精度高, 轉(zhuǎn)換誤差為轉(zhuǎn)換誤差為1LSB，并，并且能在單極性參考電壓下對(duì)雙極性輸入模擬電且能在單極性參考電壓下對(duì)雙極性輸入模擬電壓進(jìn)行壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，模擬輸入電壓范圍為轉(zhuǎn)換，模擬輸入電壓范圍為01.9999V。 芯片采用了自動(dòng)校零技術(shù)芯片采用了自動(dòng)校零技術(shù), 可保證可保證零點(diǎn)在常溫下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，模擬輸入可以是零點(diǎn)在常溫下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，模擬輸入可以是差動(dòng)信號(hào)差動(dòng)信號(hào), 輸入阻抗極高。輸入阻抗極高。ICL7135的輸出時(shí)序圖的輸出時(shí)序圖B8、B4、B2、B1：BCD碼數(shù)據(jù)輸出，B8為最高位，B1為最低位。D5

20、、D4、D3、D2、D1：BCD碼數(shù)據(jù)的位驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，分別選通萬(wàn)、千、百、 十、個(gè)位。ICL7135與單片機(jī)與單片機(jī)8031的接口電路的接口電路 ICL7135轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出是動(dòng)態(tài)的，因此必須轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出是動(dòng)態(tài)的，因此必須通過(guò)并行接口才能與單片機(jī)連接。圖中通過(guò)并行接口才能與單片機(jī)連接。圖中74LS157為為4位位2選選1 的數(shù)據(jù)多路開(kāi)關(guān)，的數(shù)據(jù)多路開(kāi)關(guān)，74LS157的端輸入的端輸入為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，1A、2A、3A輸入信息在輸入信息在1Y、2Y、3Y輸出；輸出； 端為高電平時(shí)，端為高電平時(shí)，1B、2B、3B輸入輸入信息在信息在1Y、2Y、3Y輸出。因此，當(dāng)輸出。因此，當(dāng)7135的高位

21、的高位選通信號(hào)選通信號(hào)D5輸出為高電平時(shí)，萬(wàn)位數(shù)據(jù)輸出為高電平時(shí)，萬(wàn)位數(shù)據(jù)B1和極和極性、過(guò)量程、欠量程標(biāo)志輸入到性、過(guò)量程、欠量程標(biāo)志輸入到8051單片機(jī)的單片機(jī)的P0.0P0.3，當(dāng)，當(dāng)D5為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，7135的的B8、B4、B2、B1輸出低位轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出低位轉(zhuǎn)換結(jié)果的BCD碼，此時(shí)碼，此時(shí)BCD碼數(shù)據(jù)線碼數(shù)據(jù)線B8、B4、B2、B1輸入到輸入到8051單片單片機(jī)的機(jī)的P0.0P0.3。 ICL7135的時(shí)鐘頻率為的時(shí)鐘頻率為125kHz，每秒進(jìn)行，每秒進(jìn)行3次次A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。換。ICL7135的數(shù)據(jù)輸出選通脈沖線接到的數(shù)據(jù)輸出選通脈沖線接到8051外部外部中斷中斷INT0端

22、，當(dāng)端，當(dāng)ICL7135完成一次完成一次A/D轉(zhuǎn)換以后，轉(zhuǎn)換以后，產(chǎn)生產(chǎn)生5個(gè)數(shù)據(jù)選通脈沖，分別將各位的個(gè)數(shù)據(jù)選通脈沖，分別將各位的BCD碼結(jié)果碼結(jié)果和標(biāo)志和標(biāo)志D1D5打入打入8051的的P0口。由于口。由于ICL7135的的A/D轉(zhuǎn)換是自動(dòng)進(jìn)行的轉(zhuǎn)換是自動(dòng)進(jìn)行的, 完成一次完成一次A/D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換后, 選通選通脈沖的產(chǎn)生和脈沖的產(chǎn)生和8051中斷的開(kāi)放是不同步的。為了保中斷的開(kāi)放是不同步的。為了保證讀出數(shù)據(jù)的完整性證讀出數(shù)據(jù)的完整性, 單片機(jī)單片機(jī)8051只對(duì)最高位只對(duì)最高位(萬(wàn)位萬(wàn)位)的中斷請(qǐng)求作出響應(yīng)，低位數(shù)據(jù)的輸入則采用查詢的中斷請(qǐng)求作出響應(yīng)，低位數(shù)據(jù)的輸入則采用查詢的方法，的方法，

23、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入單片機(jī)轉(zhuǎn)換結(jié)果送入單片機(jī)8051片內(nèi)片內(nèi)RAM的的20H, 21H和和22H單元。單元。 三積分式ADC的工作原理 為了提高雙分積式ADC的分辨率，出現(xiàn)了多積分式ADC。下面簡(jiǎn)單介紹三重積分式ADC的工作原理。它的特點(diǎn)是比較期由兩段斜坡組成，當(dāng)積分器輸出電壓接近0點(diǎn)時(shí)，突然換接數(shù)值較小的基準(zhǔn)電壓，從而降低了積分器輸出電壓的斜率，延長(zhǎng)積分器回0的時(shí)間，使比較周期延長(zhǎng)以獲得更多的計(jì)數(shù)值，從而提高了分辨率。而積分器在輸出電壓較高時(shí)，接入數(shù)值較大的基準(zhǔn)電壓，積分速度快，因而轉(zhuǎn)換速度也快。系統(tǒng)中有兩個(gè)比較器，比較器1的比較電平為0電平，比較器2的比較電平為V，同時(shí)有兩個(gè)基準(zhǔn)電壓Er和Er/2m。工作過(guò)程如下：采樣期：Sx接通，Spb、Sps斷開(kāi)，積分器對(duì)被測(cè)電壓Vi積分，積分周期恒定為T1；比較期I：Spb接通，Sx、Sps斷開(kāi)，積分器對(duì)極性與Vi相反的基準(zhǔn)電壓Er進(jìn)行積分，由于Er數(shù)值較大，故積分速度較快，積分周期為T21；比較期：當(dāng)積分器輸出達(dá)到比較器2的比較電平V時(shí)，通過(guò)控制電路使開(kāi)關(guān)Sps接通，Spb、Sx斷開(kāi)，積分器對(duì)Er/2m