第十四節(jié)_數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

1、第十四節(jié)第十四節(jié) 數(shù)數(shù)/模和模模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)數(shù)/模和模模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的概念數(shù)轉(zhuǎn)換電路的概念 在單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制和智能儀表等應(yīng)用系統(tǒng)中，被控在單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制和智能儀表等應(yīng)用系統(tǒng)中，被控制或被測(cè)量對(duì)象的有關(guān)變量，往制或被測(cè)量對(duì)象的有關(guān)變量，往 往是一些連續(xù)變化的往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、速度等物理量。這些模擬量，如溫度、壓力、流量、速度等物理量。這些模擬量必須轉(zhuǎn)換模擬量必須轉(zhuǎn)換 成數(shù)字量后才能輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處成數(shù)字量后才能輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果，也常常需要轉(zhuǎn)換為模擬信理。計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果，也常常需要轉(zhuǎn)換為模擬信 號(hào)，號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2、，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。若輸驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。若輸入是非電的模擬信號(hào)，還需通過入是非電的模擬信號(hào)，還需通過 傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。實(shí)現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的設(shè)備稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的設(shè)備稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD)，數(shù)字量轉(zhuǎn)，數(shù)字量轉(zhuǎn) 換成模擬量的設(shè)備稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器換成模擬量的設(shè)備稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA)。 具有模擬量輸入和模擬量輸出的具有模擬量輸入和模擬量輸出的MCS-51應(yīng)應(yīng) 用用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)是數(shù)字測(cè)量和數(shù)字控制領(lǐng)域中的一個(gè)專門模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)是數(shù)字測(cè)量和數(shù)字控制領(lǐng)域中的一個(gè)專門分支。在微電子技術(shù)已分支。在微電子技術(shù)已

3、取得巨大成果的今天，對(duì)那些具有明確取得巨大成果的今天，對(duì)那些具有明確應(yīng)用目標(biāo)的單片微機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員來說，只需應(yīng)用目標(biāo)的單片微機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員來說，只需 要合理地選用要合理地選用商品化的大規(guī)模商品化的大規(guī)模AD、DA電路器件，了解它們的功能和接電路器件，了解它們的功能和接口方法即可。口方法即可。14.2.1 DAC0832的引腳功能的引腳功能 DAC0832是一典型的是一典型的8位并行位并行D/A轉(zhuǎn)換器。為轉(zhuǎn)換器。為20引腳的雙列直插引腳的雙列直插式封裝式封裝 DAC0832內(nèi)部主要由兩個(gè)內(nèi)部主要由兩個(gè)8位的寄存器和一個(gè)位的寄存器和一個(gè)8位的位的DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器及一些控制邏輯組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及

4、引腳排列如下圖所示。及一些控制邏輯組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳排列如下圖所示。DI0DI7：8位數(shù)據(jù)輸入引腳。邏輯電平與位數(shù)據(jù)輸入引腳。邏輯電平與TIL兼容。兼容。ILE：輸入數(shù)據(jù)鎖存允許端，高電平有效。：輸入數(shù)據(jù)鎖存允許端，高電平有效。/CS：芯片片選輸人端，低電平有效。：芯片片選輸人端，低電平有效。/WR1：輸入寄存器的寫信號(hào)，低電平有效。當(dāng)、：輸入寄存器的寫信號(hào)，低電平有效。當(dāng)、ILE及信號(hào)同及信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，時(shí)有效時(shí)，DI0DI7的數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器。的數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器。/XFER：數(shù)據(jù)傳送控制器信號(hào)，低電平有效。：數(shù)據(jù)傳送控制器信號(hào)，低電平有效。/WR2：DAC寄存器的寫信號(hào)，低

5、電平有效。當(dāng)和信號(hào)同時(shí)有效寄存器的寫信號(hào)，低電平有效。當(dāng)和信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，將輸入寄存器中的內(nèi)容鎖存到時(shí)，將輸入寄存器中的內(nèi)容鎖存到DAC寄存器中。寄存器中。VREF：基準(zhǔn)參考電壓源輸入端。電壓范圍：基準(zhǔn)參考電壓源輸入端。電壓范圍：10+10VIOUT1：輸出電流：輸出電流1。其值隨轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)據(jù)線性變化，輸入數(shù)據(jù)為。其值隨轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)據(jù)線性變化，輸入數(shù)據(jù)為0FFH時(shí)，時(shí)，IOUT1輸出最大，輸入數(shù)據(jù)為輸出最大，輸入數(shù)據(jù)為00H時(shí)，時(shí)，IOUT1輸出最小。輸出最小。IOUT2：輸出電流：輸出電流2。RFB：芯片內(nèi)部反饋電阻輸入引腳，為使用外部運(yùn)算放大器時(shí)提供：芯片內(nèi)部反饋電阻輸入引腳，為使用外部

6、運(yùn)算放大器時(shí)提供反饋電阻。反饋電阻。VCC：芯片工作電源電壓。范圍：芯片工作電源電壓。范圍：+5+15V。AGND：模擬地。模擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地。：模擬地。模擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地。DGND：數(shù)字地。工作電源和數(shù)字邏輯地。：數(shù)字地。工作電源和數(shù)字邏輯地。14.2.2 DAC0832的工作方式的工作方式1直通工作方式直通工作方式 當(dāng)當(dāng)0832所有的控制信號(hào)所有的控制信號(hào)(/CS、/WR1、/WR2、ILE、/XFER)都為有效時(shí)，兩個(gè)寄都為有效時(shí)，兩個(gè)寄存器處于直通狀態(tài)，此時(shí)數(shù)據(jù)存器處于直通狀態(tài)，此時(shí)數(shù)據(jù)線的數(shù)字信號(hào)經(jīng)兩個(gè)寄存器直線的數(shù)字信號(hào)經(jīng)兩個(gè)寄存器直接進(jìn)入接進(jìn)入DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)

7、換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出。此工作方式適用于連并輸出。此工作方式適用于連續(xù)反饋控制中。續(xù)反饋控制中。2單緩沖工作方式單緩沖工作方式單緩沖工作方式是使兩個(gè)寄存單緩沖工作方式是使兩個(gè)寄存器始終有一個(gè)器始終有一個(gè)(多為多為DAC寄存器寄存器)處于直通狀態(tài)，另一個(gè)處于受處于直通狀態(tài)，另一個(gè)處于受控狀態(tài)。如使控狀態(tài)。如使/WR2=0和和/XFER=0，或?qū)?，或?qū)?WR1與與/WR2相連及相連及/XFER與與/CS相連，則相連，則DAC寄存器處于直通狀態(tài)，輸寄存器處于直通狀態(tài)，輸入寄存器處于受控狀態(tài)。入寄存器處于受控狀態(tài)。應(yīng)用系統(tǒng)中如只有一路應(yīng)用系統(tǒng)中如只有一路DA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，或有多路轉(zhuǎn)換但不要求同換，或有多路轉(zhuǎn)換但

8、不要求同步輸出時(shí)，可采用單緩沖工作步輸出時(shí)，可采用單緩沖工作方式。方式。3雙緩沖工作方式雙緩沖工作方式雙緩沖工作方式是使輸入寄存雙緩沖工作方式是使輸入寄存器和器和DAC寄存器都處于受控狀寄存器都處于受控狀態(tài)。這主要用于多路態(tài)。這主要用于多路DA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)的同系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)的同步輸出。例如有三個(gè)八位二進(jìn)步輸出。例如有三個(gè)八位二進(jìn)制數(shù)，分別先后進(jìn)入三個(gè)制數(shù)，分別先后進(jìn)入三個(gè)DAC0832芯片的輸入寄存器，芯片的輸入寄存器，這時(shí)若將三個(gè)這時(shí)若將三個(gè)DAC0832的的DAC寄存器的鎖存信號(hào)同時(shí)變?yōu)榈图拇嫫鞯逆i存信號(hào)同時(shí)變?yōu)榈碗娖剑ㄈ齻€(gè)電平（三個(gè)DAC0832的引腳的引腳/W

9、R2、/XFER分別接在一起，分別接在一起，即可達(dá)到此目的），即可達(dá)到此目的），則分別先后鎖存在三個(gè)則分別先后鎖存在三個(gè)DAC0832芯片的輸入寄存器中的數(shù)據(jù)同芯片的輸入寄存器中的數(shù)據(jù)同時(shí)打入其時(shí)打入其DAC寄存器，并隨之進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，同時(shí)輸出相應(yīng)的寄存器，并隨之進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，同時(shí)輸出相應(yīng)的模擬量。若三個(gè)模擬量。若三個(gè)DAC0832芯片的芯片的DAC寄存器處于直通狀態(tài)，就寄存器處于直通狀態(tài)，就無法控制三路模擬信號(hào)的同步輸出。無法控制三路模擬信號(hào)的同步輸出。14.3 DAC0832與單片機(jī)的接口及應(yīng)用與單片機(jī)的接口及應(yīng)用 圖中為采用單緩沖工作方式的一路圖中為采用單緩沖工作方式的一路DA輸出與輸出

10、與8051單片機(jī)的連接單片機(jī)的連接圖。圖中采用將芯片兩級(jí)寄存器的控制信號(hào)并接的方式，即將圖。圖中采用將芯片兩級(jí)寄存器的控制信號(hào)并接的方式，即將DAC0832的的/WR1和和/WR2并接后與并接后與805l的的/WR信號(hào)線相連，信號(hào)線相連，/CS和和/XFER并接后與并接后與P2.7相連，并將相連，并將ILE接高電平。在這種工作方式接高電平。在這種工作方式下，輸入數(shù)據(jù)在控制信號(hào)的作用下，送入下，輸入數(shù)據(jù)在控制信號(hào)的作用下，送入DAC寄存器，再經(jīng)寄存器，再經(jīng)DA轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)與輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬量。轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)與輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬量。DA轉(zhuǎn)換器的基轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)電壓VREF由穩(wěn)由穩(wěn)壓管上的電壓分

11、壓管上的電壓分壓后提供。圖中壓后提供。圖中運(yùn)算放大器的作運(yùn)算放大器的作用將用將DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器輸出電流轉(zhuǎn)換成輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓輸出。電壓輸出。D/A轉(zhuǎn)換程轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)序設(shè)計(jì) 圖中的接法是采用線選法把圖中的接法是采用線選法把DAC0832當(dāng)作當(dāng)作8031擴(kuò)展的一個(gè)并行擴(kuò)展的一個(gè)并行IO口，當(dāng)口，當(dāng)P2.7=0時(shí)，則信號(hào)時(shí)，則信號(hào)/CS和和/XFER有效，若設(shè)其它無關(guān)的地有效，若設(shè)其它無關(guān)的地址位為址位為“1”，則，則DAC0832的口地址為的口地址為7FFFH。將一個(gè)。將一個(gè)8位數(shù)據(jù)送位數(shù)據(jù)送入入DAC0832完成轉(zhuǎn)換的指令如下：完成轉(zhuǎn)換的指令如下： MOV DPTR，#7FFFH ；指向；指向

12、0832的口地址的口地址 MOV A，#data ；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送A MOVX DPTR，A ；寫入；寫入0832，即實(shí)現(xiàn)一次轉(zhuǎn)換并輸出，即實(shí)現(xiàn)一次轉(zhuǎn)換并輸出 （1）鋸齒波鋸齒波 利用利用DA轉(zhuǎn)換，可方便編程輸出各種不同的程控電壓波形。以下轉(zhuǎn)換，可方便編程輸出各種不同的程控電壓波形。以下幾個(gè)程序?qū)嵗稍趫D中的運(yùn)放輸出端產(chǎn)生不同的電壓輸出波形：幾個(gè)程序?qū)嵗稍趫D中的運(yùn)放輸出端產(chǎn)生不同的電壓輸出波形： （1）產(chǎn)生鋸齒波）產(chǎn)生鋸齒波 MOV DPTR，#7FFFH ；指向；指向0832的口地址的口地址 MOV A，#00H ；將最小數(shù)字量；將最小數(shù)字量00H送送ALOOP：MOVX

13、DPTR，A ；A中數(shù)據(jù)送中數(shù)據(jù)送0832轉(zhuǎn)換，輸出對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換，輸出對(duì)應(yīng) ；的模擬量；的模擬量 INC A ；A中內(nèi)容加中內(nèi)容加1 LJMP LOOP ；繼續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)換；繼續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)換（2）產(chǎn)生方波）產(chǎn)生方波 MOV DPTR，#7FFFH ；指向；指向0832的口地址的口地址LOOP：MOV A，#0FFH ；將最大數(shù)字量；將最大數(shù)字量0FFH送送A MOVX DPTR，A ；送；送DA轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量 LCALL DEL ；調(diào)延時(shí)子程序；調(diào)延時(shí)子程序 MOV A，#00H ；將最小數(shù)字量；將最小數(shù)字量00H送送A MOVX DPTR，A ；送；送DA轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)

14、換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量 LCALL DEL ；調(diào)延時(shí)子程序；調(diào)延時(shí)子程序 LJMP LOOP ；繼續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)換；繼續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)換 DEL： 延時(shí)子程序略延時(shí)子程序略（2）方波）方波（3）產(chǎn)生三角波）產(chǎn)生三角波 MOV DPTR，#7FFFH；指向；指向0832的口地址的口地址 MOV A，#00H ；將最小數(shù)字量；將最小數(shù)字量00H送送ALOOP1：MOVX DPTR，A ；送；送DA轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)換輸出對(duì)應(yīng)的模擬量 INC A ；A中內(nèi)容加中內(nèi)容加1 CJNE A，#0FFH，LOOP1；判；判A中內(nèi)容是否到最大值，中內(nèi)容是否到最大值， ；不到則轉(zhuǎn)；不到則轉(zhuǎn)LOOP1繼續(xù)繼續(xù)LOOP2：MOV

15、X DPTR，A ；已到，則送最大值至；已到，則送最大值至DA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 ；輸出對(duì)應(yīng)的模擬量；輸出對(duì)應(yīng)的模擬量 DEC A ；A中內(nèi)容減中內(nèi)容減1 CJNE A，#00H，LOOP2 ；判；判A中內(nèi)容是否到最小值，中內(nèi)容是否到最小值， ；不到則轉(zhuǎn)；不到則轉(zhuǎn)LOOP2繼續(xù)繼續(xù) LJMP LOOP1 ；已到，轉(zhuǎn)；已到，轉(zhuǎn)LOOPl繼續(xù)循環(huán)繼續(xù)循環(huán)（3）三角波）三角波14.4 A/D轉(zhuǎn)換器的介紹轉(zhuǎn)換器的介紹 用于模數(shù)用于模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的集成芯片種類很多，按其轉(zhuǎn)換的集成芯片種類很多，按其轉(zhuǎn)換原理可分為計(jì)數(shù)比較型、逐次逼轉(zhuǎn)換原理可分為計(jì)數(shù)比較型、逐次逼 近型、雙積近型、雙積分型等等。不同分型等等。不同

16、AD轉(zhuǎn)換器芯片在速度、精度和轉(zhuǎn)換器芯片在速度、精度和價(jià)格上均有差別，其分辨率價(jià)格上均有差別，其分辨率 (輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的二進(jìn)輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)或制數(shù)或BCD碼位數(shù)碼位數(shù))也有也有8位、位、10位、位、12位及位及16位位等多種，這也是等多種，這也是 應(yīng)用選型時(shí)應(yīng)主要考慮的因素。應(yīng)用選型時(shí)應(yīng)主要考慮的因素。 由于逐次逼近法由于逐次逼近法AD轉(zhuǎn)換器在精度、速度和價(jià)格轉(zhuǎn)換器在精度、速度和價(jià)格上都適中，上都適中，8位的分辨率也可滿足一般位的分辨率也可滿足一般 的應(yīng)用要的應(yīng)用要求，是最常見的求，是最常見的AD轉(zhuǎn)換器件。下面我們主要介轉(zhuǎn)換器件。下面我們主要介紹逐次逼近型紹逐次逼近型AD轉(zhuǎn)換器的工作轉(zhuǎn)換器

17、的工作 原理及典型芯片原理及典型芯片ADC0809與單片機(jī)的接口方法。與單片機(jī)的接口方法。A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的工作原理的工作原理逐次逼近法逐次逼近法AD轉(zhuǎn)換器也稱逐次比較法轉(zhuǎn)換器也稱逐次比較法A/D。對(duì)于一個(gè)輸出為。對(duì)于一個(gè)輸出為N位位的逐次逼近法的逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換器，其內(nèi)部原理框圖如圖所換器，其內(nèi)部原理框圖如圖所 示。主要以一示。主要以一DA(數(shù)模數(shù)模)轉(zhuǎn)換為基轉(zhuǎn)換為基 礎(chǔ)，加上比較器、礎(chǔ)，加上比較器、N位逐次逼近寄存位逐次逼近寄存 器、置器、置數(shù)控制邏輯電路以及時(shí)鐘等組數(shù)控制邏輯電路以及時(shí)鐘等組 成。它通過對(duì)最高位成。它通過對(duì)最高位(DN1)至最低至最低 位位(D0)的逐次檢測(cè)比較

18、來逼近被轉(zhuǎn)的逐次檢測(cè)比較來逼近被轉(zhuǎn) 換的輸入電壓，轉(zhuǎn)換原理為：換的輸入電壓，轉(zhuǎn)換原理為： 在啟動(dòng)信號(hào)控制下開始轉(zhuǎn)換，置數(shù)控制邏輯電路首先置在啟動(dòng)信號(hào)控制下開始轉(zhuǎn)換，置數(shù)控制邏輯電路首先置N位寄存器位寄存器最最 高位高位(DN1)為為1，其余位清，其余位清0，隨后，隨后N位寄存器的內(nèi)容經(jīng)位寄存器的內(nèi)容經(jīng)DA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后得到整個(gè)量程一半的后得到整個(gè)量程一半的 模擬電壓模擬電壓VN，通過電壓比較器與輸入電壓，通過電壓比較器與輸入電壓VX比較。若比較。若VXVN時(shí)，則保留時(shí)，則保留DN1 =1；若；若 VXVN時(shí)，則時(shí)，則DN1位清位清0。然后，控制邏輯使然后，控制邏輯使N位寄存器的下一位位寄存器的下一

19、位(DN2)置置l，與上次的結(jié)，與上次的結(jié) 果一果一起經(jīng)起經(jīng)DA轉(zhuǎn)換再后與轉(zhuǎn)換再后與VX比較，重復(fù)上述過程，直至判斷出位比較，重復(fù)上述過程，直至判斷出位D0取取1還是還是0，然后，然后 DONE發(fā)出信號(hào)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。經(jīng)過上述發(fā)出信號(hào)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。經(jīng)過上述N次比較后，次比較后，N位寄存器中的數(shù)據(jù)就是與輸入模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，經(jīng)輸出緩位寄存器中的數(shù)據(jù)就是與輸入模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，經(jīng)輸出緩 沖沖器輸出即完成了轉(zhuǎn)換。器輸出即完成了轉(zhuǎn)換。 14.5 ADC0809芯片芯片結(jié)構(gòu)及引腳結(jié)構(gòu)及引腳 ADC0809是一典型的是一典型的逐次逼近型逐次逼近型8路模擬路模擬量輸入、量輸入、8位數(shù)字量位數(shù)字量輸出的輸出

20、的A/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換芯片，采采 用用CMOS工藝制造，工藝制造，28引腳雙列直插式封引腳雙列直插式封裝。圖為裝。圖為ADC0809的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯 圖，和圖，和ADC0809的的 引腳圖。引腳圖。 ADC0809芯芯片引腳功能片引腳功能為了實(shí)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)8路模擬量的路模擬量的A/D轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)部集成有一個(gè)多路模擬開轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)部集成有一個(gè)多路模擬開關(guān)，由地址譯碼器譯碼后可選通一路模擬量輸入，關(guān)，由地址譯碼器譯碼后可選通一路模擬量輸入，8路模擬量共用路模擬量共用一個(gè)一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果送入輸出鎖存器鎖存和輸出。轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果送入輸出鎖存器鎖存和輸出。當(dāng)外加時(shí)鐘頻

21、率為當(dāng)外加時(shí)鐘頻率為640kHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為64us。芯片引腳功能說明如下：芯片引腳功能說明如下：IN0IN7 8路輸入通道的模擬量輸入端路輸入通道的模擬量輸入端D0D7 8位數(shù)字量輸出端位數(shù)字量輸出端START：?jiǎn)?dòng)信號(hào)。加上正脈沖后，開始啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)信號(hào)。加上正脈沖后，開始啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換。此信號(hào)轉(zhuǎn)換。此信號(hào)要求保持要求保持200ns以上。以上。ADDA、ADDB、ADDC：地址線。用于選擇所需的模擬輸入通道。：地址線。用于選擇所需的模擬輸入通道。其地址狀態(tài)與模擬輸入通道的對(duì)關(guān)系如表所示。其地址狀態(tài)與模擬輸入通道的對(duì)關(guān)系如表所示。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)。轉(zhuǎn)換開始后，：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸

22、出信號(hào)。轉(zhuǎn)換開始后，EOC信號(hào)變低；轉(zhuǎn)換結(jié)信號(hào)變低；轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，束時(shí)，EOC返回高電平。查詢這個(gè)引腳的信號(hào)狀態(tài)可知返回高電平。查詢這個(gè)引腳的信號(hào)狀態(tài)可知AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器是否轉(zhuǎn)換結(jié)束。也可以直接用作轉(zhuǎn)換結(jié)束的器是否轉(zhuǎn)換結(jié)束。也可以直接用作轉(zhuǎn)換結(jié)束的中斷請(qǐng)求信號(hào)，中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU通過中斷服務(wù)子程序讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。通過中斷服務(wù)子程序讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。OE：輸出允許控制端。：輸出允許控制端。CLK：時(shí)鐘信號(hào)。頻率范圍：時(shí)鐘信號(hào)。頻率范圍：10kHz1.2MHz，通常采用，通常采用500kHz。VCC：芯片電源電壓。由于是：芯片電源電壓。由于是CMOS芯片，故允許的電源范圍較寬芯片，故允許的電源

23、范圍較寬(+5V+15V)。GND為地端。為地端。VREF(+)和和VREF()：AD轉(zhuǎn)換器的正負(fù)基準(zhǔn)參考電壓輸入端。轉(zhuǎn)換器的正負(fù)基準(zhǔn)參考電壓輸入端。一般可將一般可將VREF(+)與與VCC連接在一起，連接在一起，VREF()與與GND連接在一連接在一起。起。ALE：地址鎖存信：地址鎖存信號(hào)。信號(hào)的上跳沿號(hào)。信號(hào)的上跳沿把三位地址信號(hào)送把三位地址信號(hào)送入地址鎖存器，并入地址鎖存器，并經(jīng)譯碼器的地址輸經(jīng)譯碼器的地址輸出，以選擇相應(yīng)的出，以選擇相應(yīng)的模擬輸入通道。模擬輸入通道。14.6 ADC0809與與MCS-51單片機(jī)的接口方法單片機(jī)的接口方法 圖中用于選通圖中用于選通8路模擬輸入的路模擬輸入

24、的3根通道地址線根通道地址線A、B、C可直接與可直接與8031的的P0.0P0.2相相 連，這是因?yàn)檫B，這是因?yàn)?809芯片內(nèi)部具有通道地址鎖芯片內(nèi)部具有通道地址鎖存功能。采用線選法尋址，由存功能。采用線選法尋址，由8031的地址總線的地址總線 P2.0和和/RD 、/WR信號(hào)線共同配合以控制信號(hào)線共同配合以控制AD轉(zhuǎn)換器輸入通道地址的鎖存、轉(zhuǎn)換器輸入通道地址的鎖存、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和輸出允啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和輸出允 許。許。按按ADC0809的的3根通道地址線根通道地址線ADDA、ADDB、ADDC及及8031的地址線的地址線P2.0的的接法，并設(shè)其它無關(guān)位接法，并設(shè)其它無關(guān)位 為為“1”，可知對(duì)應(yīng)，可知對(duì)應(yīng)

25、8個(gè)模擬量輸入個(gè)模擬量輸入IN0IN7的地址依次為的地址依次為FEF8HFEFFH。只要向。只要向FEF8H FEFFH中任何一個(gè)地址進(jìn)行寫操作即可啟動(dòng)中任何一個(gè)地址進(jìn)行寫操作即可啟動(dòng)對(duì)指定通道地址的轉(zhuǎn)換。例如，把輸入通道對(duì)指定通道地址的轉(zhuǎn)換。例如，把輸入通道2（IN2）的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，）的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，則單片機(jī)需提供的地址用二進(jìn)制表示為：則單片機(jī)需提供的地址用二進(jìn)制表示為： P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.01111111011111010二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)，則地址為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為

26、十六進(jìn)制數(shù)，則地址為FEFAH，從圖中看出，從圖中看出，8031的的P0.0P0.2與選通與選通8路模擬輸入的路模擬輸入的3根通道地址線根通道地址線ADDA、ADDB、ADDC相連，故當(dāng)相連，故當(dāng)P0.0=0、P0.1=1、P0.2=0時(shí)，模擬通時(shí)，模擬通道道IN2可被選擇。可被選擇。 當(dāng)當(dāng)P2.0=0并執(zhí)行寫操作時(shí)，寫操作指令并執(zhí)行寫操作時(shí)，寫操作指令MOVX DPTR，A ，/WR為為“0”，P2.0與與/WR經(jīng)過與非門，使啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)過與非門，使啟動(dòng)信號(hào)START和地址鎖存信號(hào)和地址鎖存信號(hào)ALE同時(shí)為高電平，同時(shí)為高電平，這樣低三位地址這樣低三位地址P0.0、P0.1、P0.2，在地址鎖

27、存信號(hào)，在地址鎖存信號(hào)ALE的作用下，通過相應(yīng)的作用下，通過相應(yīng)的地址線和的地址線和0809的引腳的引腳ADDA、ADDB、ADDC鎖存入如圖所示的地址鎖存器，鎖存入如圖所示的地址鎖存器，并經(jīng)譯碼器得到地址輸出，以選擇出模擬輸入通道并經(jīng)譯碼器得到地址輸出，以選擇出模擬輸入通道IN2作為模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。同時(shí)作為模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。同時(shí)由于啟動(dòng)信號(hào)由于啟動(dòng)信號(hào)START變?yōu)楦唠娖?，故啟?dòng)變?yōu)楦唠娖剑蕟?dòng)A/D轉(zhuǎn)換，把輸入通道轉(zhuǎn)換，把輸入通道IN2的模擬量轉(zhuǎn)的模擬量轉(zhuǎn)換成八位二進(jìn)制數(shù)字量。換成八位二進(jìn)制數(shù)字量。 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，0809的引腳的引腳EOC由低電平變?yōu)楦唠娖剑鐖D所示，由低電平變?yōu)楦?/p>

28、電平，如圖所示，經(jīng)一非門立即向單片機(jī)芯片發(fā)出外部中斷經(jīng)一非門立即向單片機(jī)芯片發(fā)出外部中斷1的中斷申請(qǐng)，的中斷申請(qǐng)，CPU于于是響應(yīng)申請(qǐng)，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序讀轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。是響應(yīng)申請(qǐng)，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序讀轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 要讀此數(shù)字量，應(yīng)提供數(shù)字量的地址要讀此數(shù)字量，應(yīng)提供數(shù)字量的地址FEFAH并進(jìn)行讀操作，即并進(jìn)行讀操作，即MOV DPTR，#0FEFAH MOVX DPTR，A，提供了地址，提供了地址FEFAH，就，就意味著意味著P2.0=0，執(zhí)行了讀操作，就意味著信號(hào)，執(zhí)行了讀操作，就意味著信號(hào)/RD變?yōu)樽優(yōu)椤?”。這樣。這樣/RD和和P2.0經(jīng)與非門，使輸出允許信號(hào)經(jīng)與非門，使輸出允許信號(hào)OE有效。見圖，在有效。見圖，在OE