典型的集成ADC芯片
典型的集成ADC 芯片
为了满足多种需要，目前国内外各半导体器件生产厂家设计并生产出了多种多样的
ADC 芯片。仅美国AD 公司的ADC 产品就有几十个系列、近百种型号之多。从性能上讲，它们有的精度高、速度快，有的则价格低廉。从功能上讲，有的不仅具有A/D 转换的基本功能，还包括内部放大器和三态输出锁存器；有的甚至还包括多路开关、采样保持器等，已发展为一个单片的小型数据采集系统。
尽管ADC 芯片的品种、型号很多，其内部功能强弱、转换速度快慢、转换精度高低有很大差别，但从用户最关心的外特性看，无论哪种芯片，都必不可少地要包括以下四种基本信号引脚端：模拟信号输入端(单极性或双极性)；数字量输出端(并行或串行)；转换启动信号输入端；转换结束信号输出端。除此之外，各种不同型号的芯片可能还会有一些其他各不相同的控制信号端。选用ADC 芯片时，除了必须考虑各种技术要求外，通常还需了解芯片以下两方面的特性。
（1）数字输出的方式是否有可控三态输出。有可控三态输出的ADC 芯片允许输出线与微机系统的数据总线直接相连，并在转换结束后利用读数信号RD 选通三态门，将转换结果送上总线。没有可控三态输出(包括内部根本没有输出三态门和虽有三态门、但外部不可控两种情况)的ADC 芯片则不允许数据输出线与系统的数据总线直接相连，而必须通过I/O 接口与MPU 交换信息。
（2）启动转换的控制方式是脉冲控制式还是电平控制式。对脉冲启动转换的ADC 芯片，只要在其启动转换引脚上施加一个宽度符合芯片要求的脉冲信号，就能启动转换并自动完成。一般能和MPU 配套使用的芯片，MPU 的I/O 写脉冲都能满足ADC 芯片对启动脉冲的要求。对电平启动转换的ADC 芯片，在转换过程中启动信号必须保持规定的电平不变，否则，如中途撤消规定的电平，就会停止转换而可能得到错误的结果。为此，必须用D 触发器或可编程并行I/O 接口芯片的某一位来锁存这个电平，或用单稳等电路来对启动信号进行定时变换。
具有上述两种数字输出方式和两种启动转换控制方式的ADC 芯片都不少，在实际使用芯片时要特别注意看清芯片说明。下面介绍两种常用芯片的性能和使用方法。
1. ADC 0808/0809
ADC 0808和ADC 0809除精度略有差别外(前者精度为8位、后者精度为7位)，其余各方面完全相同。它们都是CMOS 器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC 部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D 转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。
1) 主要技术指标和特性
（1）分辨率： 8位。
（2）总的不可调误差： ADC0808为±21
LSB,ADC 0809为±1LSB 。
（3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz 时，T CONV =128μs 。
（4）单一电源： +5V 。
（5）模拟输入电压范围： 单极性0～5V ；双极性±5V,±10V(需外加一定电路)。
（6）具有可控三态输出缓存器。
（7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D 转换开始。
（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。
2) 内部结构和外部引脚
ADC0808/0809的内部结构和外部引脚分别如图11.19和图11.20所示。内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：
图11.19 ADC0808/0809内部结构框图
（1）IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADD A、ADD B、ADD C来选通一路。
（2）D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。
（3）ADD A、ADD B、ADD C——模拟通道选择地址信号，ADD A为低位，ADD C为高位。地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。
（4）V R(+)、V R(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时，V R(+)=5V，V R(-)=0V；双极性输入时，V R(+)、V R(-)分别接正、负极
性的参考电压。
图11.20 ADC0808/0809外部引脚图
（5）ALE ——地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A 、B 、C 三位地址
信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号常和START 信号连在一起，
以便同时锁存通道地址和启动A/D 转换。
（6）START ——A/D 转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼
近寄存器清零，下降沿开始A/D 转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的
转换进程被中止，重新从头开始转换。
（7）EOC ——转换结束信号，高电平有效。该信号在A/D 转换过程中为低电平，其余
时间为高电平。该信号可作为被CPU 查询的状态信号，也可作为对CPU 的中断请求信号。
在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下，EOC
也可作为启动信号反馈接到START 端，
但在刚加电时需由外电路第一次启动。
（8）OE ——输出允许信号，高电平有效。当微处理器送出该信号时，ADC0808/0809
的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下，该信号往往是
CPU 发出的中断请求响应信号。
3) 工作时序与使用说明
ADC 0808/0809的工作时序如图11.21所示。当通道选择地址有效时，ALE 信号一出现，
地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随ALE 之后(或与ALE 同时)出现。START 的上升
沿将逐次逼近寄存器SAR 复位，在该上升沿之后的2μs 加8个时钟周期内(不定)，EOC 信
号将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC 再变高电平。微处理器
收到变为高电平的EOC 信号后，便立即送出OE 信号，打开三态门，读取转换结果。
图11.21 ADC 0808/0809工作时序
模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能在转换过程中进
行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为ADC0808/0809的时间特性允许
这样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道
的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。
如用EOC 信号去产生中断请求，要特别注意EOC 的变低相对于启动信号有2μs+8个时钟
周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用EOC 上升沿产生中断
请求，而不是靠高电平产生中断请求。
2. AD574A
AD574A 是美国AD 公司的产品，是目前国际市场上较先进的、价格低廉、应用较广的
混合集成12位逐次逼近式ADC 芯片。它分6个等级，即AD574AJ 、AK 、AL 、AS 、AT 、
AU ，前三种使用温度范围为0～+70℃，后三种为-55～+125℃。它们除线性度及其他某些
特性因等级不同而异外，主要性能指标和工作特点是相同的。
1) 主要技术指标和特性
（1）非线性误差： ±1LSB 或±21
LSB(因等级不同而异)。
（2）电压输入范围： 单极性0～+10V ，0～+20V ，双极性±5V,±10V 。
（3）转换时间： 35μs 。
（4）供电电源： +5V ，±15V 。
（5）启动转换方式： 由多个信号联合控制，属脉冲式。
（6）输出方式： 具有多路方式的可控三态输出缓存器。
（7）无需外加时钟。
（8）片内有基准电压源。可外加VR ，也可通过将VO(R)与Vi(R)相连而自己提供VR 。
内部提供的VR 为(10.00±0.1)V(max)，可供外部使用，其最大输出电流为1.5mA ；
（9）可进行12位或8位转换。12位输出可一次完成，也可两次完成(先高8位，后低
4位)。
2) 内部结构与引脚功能
AD574A 的内部结构与外部引脚如图11.22所示。从图可见，它由两片大规模集成电路
混合而成： 一片为以D/A 转换器AD565和10V 基准源为主的模拟片，一片为集成了逐次
逼近寄存器SAR 和转换控制电路、时钟电路、三态输出缓冲器电路和高分辨率比较器的数
字片，其中12位三态输出缓冲器分成独立的A 、B 、C 三段，每段4位，目的是便于与各
种字长微处理器的数据总线直接相连。AD574A 为28引脚双列直插式封装，各引脚信号的
功能定义分述如下：
图11.22 AD574A的结构框图与引脚
（1）12/8——输出数据方式选择。当接高电平时，输出数据是12位字长；当接低电平时，是将转换输出的数变成两个8位字输出。
（2）A0——转换数据长度选择。当A0为低电平时，进行12位转换；A0为高电平时，则为8位长度的转换。
（3）CS——片选信号。
（4）R/C——读或转换选择。当为高电平时，可将转换后数据读出；当为低电平时，启动转换。
（5）CE——芯片允许信号，用来控制转换与读操作。只有当它为高电平时，并且CS=0时，R/信号的控制才起作用。CE和CS、R/C、12/8、A0信号配合进行转换和读操作的控制真值表如表11.4所示。
（6）V CC——正电源，电压范围为0～+16.5V。
（7）V o(R)——+10V参考电压输出端，具有1.5mA的带负载能力。
（8）AGND——模拟地。
（9）GND——数字地。
（10）Vi(R)——参考电压输入端。
（11）V EE——负电源，可选加-11.4V～-16.5V之间的电压。
（12）BIP OFF——双极性偏移端，用于极性控制。单极性输入时接模拟地(AGND)，双极性输入时接V o(R)端。
（13）V i(10)——单极性0～＋10V范围输入端，双极性±5V范围输入端。
（14）V i(20)——单极性0～＋20V范围输入端，双极性±10V范围输入端。
（15）STS——转换状态输出端，只在转换进行过程中呈现高电平，转换一结束立即返回到低电平。可用查询方式检测此端电平变化，来判断转换是否结束，也可利用它的负跳变沿来触发一个触发器产生IRQ信号，在中断服务程序中读取转换后的有效数据。
从转换被启动并使STS变高电平一直到转换周期完成这一段时间内，AD574A对再来的启动信号不予理睬，转换进行期间也不能从输出数据缓冲器读取数据。
3) 工作时序
AD574A的工作时序如图11.23所示。对其启动转换和转换结束后读数据两个过程分别说明如下：
图11.23 AD574A 的工作时序
（1）启动转换 在CS =0和CE=1时，才能启动转换。由于是CS =0和CE=1相与后，才能启动A/D
转换，因此实际上这两者中哪一个信号后出现，就认为是该信号启动了转换。无论用哪一个
启动转换，都应使R/C 信号超前其200ns 时间变低电平。从图11.23可看出，是由CE 启动
转换的，当R/为低电平时，启动后才是转换，否则将成为读数据操作。在转换期间STS 为
高电平，转换完成时变低电平。
（2）读转换数据 在CS =0和CE=1且C R /为高电平时，才能读数据，由12/8决定是12位并行读出，
还是两次读出。如图11.23所示，CS 或CE 信号均可用作允许输出信号，看哪一个后出现，
图中为CE 信号后出现。规定A0要超前于读信号至少150ns ，C R /信号超前于CE 信号最
小可到零。
从表11.4和图11.23可看出，AD574A 还能以一种单独控制(stand-alone)方式工作： CE
和12/8固定接高电平，CS 和A 0固定接地，只用C R /来控制转换和读数，C R /=0时启
动12位转换，C R /=1时并行读出12位数。具体实现办法可有两种： 正脉冲控制和负脉
冲控制。当使用350ns 以上的C R /正脉冲控制时，有脉冲期间开启三态缓冲器读数，脉冲
后沿(下降沿)启动转换。当使用400ns 以上的C R /负脉冲控制时，则前沿启动转换，脉冲
结束后读数。
4) 使用方法
AD574A 有单极性和双极性两种模拟输入方式。
（1）单极性输入的接线和校准
单极性输入的接线如图11.24(a)所示。AD574A 在单极性方式下，有两种额定的模拟输
入范围： 0～+10V 的输入接在V i (10)和AGND 间，0～+20V 输入接在V i (20)和AGND 间。
R 1用于偏移调整(如不需进行调整可把BIP OFF 直接接AGND ，省去外加的调整电路)，R 2
用于满量程调整(如不需调整，R 2可用一个50Ω±1%的金属膜固定电阻代替)。为使量化误差为±21LSB,AD574A 的额定偏移规定为21
LSB 。因此在作偏移调整时，使输入电压为
21
LSB(满量程电压为+10V 时是 1.22mV)，调R 1，使数字输出为000000000000到
000000000001的跳变。在做满量程调整时，是通过施加一个低于满量程值121
LSB 的模拟
信号进行的，这时调R 2以得到从111111111110到111111111111的跳变点。
（2）双极性输入的接线和校准
双极性输入的接线如图11.24(b)所示。和单极性输入时一样，双极性时也有两种额定的
模拟输入范围： ±5V 和±10V 。±5V 输入接在V i (10)和AGND 之间；±10V 接在V i (20)
和AGND 之间。
图11.24 AD574A 的输入接线图 双极性校准也类似于单极性校准。调整方法是，先施加一个高于负满量程21
LSB(对于
±5V 范围为-4.9988V)的输入电压，调R 1，使输出出现从000000000000到000000000001的
跳变；再施加一个低于正满量程121
LSB(对于±5V 范围为+4.9963V)的输入信号，调R 2使
输出现从111111111110到111111111111的跳变。如偏移和增益无需调整，则相应的调整电
阻也和在单极性中一样，R 2可用50±1%Ω的固定电阻代替。
ADC 0808 与 ADC 0809 区别§7.3 A/D 转换器ADC0809与 MCS-51单片机的接口设计
ADC0808/0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件,包括8位的模/数转换
器,8通道多路转换器和与微处理器兼容的控制逻辑.8通道多路转换器能直接连通8个单端模
拟信号中一任何一个. 一,ADC0808/0809的内部结构及引脚功能 1,ADC0809转换器内部结
构2,ADC0809引脚功能分辨率为8位.最大不可调误差ADC0808小于±1/2LSB,ADC0809小
于±1LSB 单一+5V 供电,模拟输入范围为0~5V.具有锁存三态输出,输出与TTL 兼容.功耗为
15mw.不必进行零点和满度调整.转换速度取决于芯片的时钟频率.时钟频率范
围:10~1280KHZ 当CLK=500KHZ 时,转换速度为128μs.IN0~IN7:8路输入通道的模拟量输入
端口. 2-1~2-8:8位数字量输出端口. START,ALE:START 为启动控制输入端口,ALE 为地址锁
存控制信号端口.这两个信号端可连接在一起,当通过软件输入一个正脉冲,便立即启动模/数
转换.EOC,OE:EOC 为转换结束信号脉冲输出端口,OE 为输出允许控制端口,这两个信号亦可
连结在一起表示模/数转换结束.OE 端的电平由低变高,打开三态输出锁存器,将转换结果的数
字量输出到数据总线上.REF(+),REF(-),VCC,GND,REF(+)和REF(-)为参考电压输入端,VCC
为主电源输入端,GND为接地端.一般REF(+)与VCC连接在一起,REF(-)与GND连接在一起.CLK:时钟输入端.3,8路模拟开关的三位地址选通编码表ADDA,B,C8路模拟开关的三位地址选通输入端,以选择对应的输入通道. 地址码对应的输入通道CBA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7二,ADC0808/0809与8031单片机的接口设计ADC0808/0809与8031单片机的硬件接口有三种方式,查询方式,中断方式和等待延时方式.究竟采用何种方式,应视具体情况,按总体要求而选择.1.延时方式ADC0809编程模式在软件编写时,应令p2.7=A15=0;A0,A1,A2给出被选择的模拟通道的地址;执行一条输出指令,启动A/D转换;执行一条输入指令,读取A/D转换结果.通道地址:7FF8H~7FFFH下面的程序是采用延时的方法,分别对8路模拟信号轮流采样一次,并依次把结果转存到数据存储区的采样转换程序.START: MOV R1, #50H ;置数据区首地址MOV DPTR, #7FF8H ;P2.7=0且指向通道0 MOV R7, #08H ;置通道数NEXT: MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换MOV R6, #0AH ;软件延时DLAY: NOPNOPNOPDJNZ R6, DLAYMOVX A, @DPTR ;读取转换结果MOV @ R1, A ;存储数据INC DPTR ;指向下一个通道INC R1 ;修改数据区指针DJNZ R7, NEXT ;8个通道全采样完了吗........ 2.中断方式将ADC0808/0809作为一个外部扩展的并行I/O口,直接由8031的P2.0和脉冲进行启动.通道地址为FEF8H～FEFFH用中断方式读取转换结果的数字量,模拟量输入通路选择端A,B,C分别与8031的P0.0,P0.1,P0.2(经74LS373)相连,CLK由8031的ALE提供. INTADC:SETB IT1 ;选择为边沿触发方式SETB EA ;开中断SETB EX1 ;MOV DPTR, #0FEF8H ;通道地址送DPTRMOVX @DPTR,A ;启动A/D转换……PINT1: ……MOV DPTR, #0FEF8H ; 通道地址送DPTRMOVX A, @ DPTR;读取从IN0输入的转换结果存入MOV 50H, A ;50H单元MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换RETI ;中断返回三,接口电路设计中的几点注意事项1.关于ADC0808/0809最高工作时钟频率的说明由于ADC0808/0809芯片内无时钟,所以必须靠外部提供时钟;外部时钟的频率范围为10KHZ~1280KHZ.在前面的ADC0808/0809通过中断方式与8031单片机接口的电路中,8031单片机的主频接为6MHZ,ALE提供ADC0808/0809的时钟频率为1MHZ(1000KHZ);实际应用系统使用证明,ADC0808/0809能够正常可靠地工作.但在用户进行ADC0808/0809应用设计时,推荐选用640KHZ左右的时钟频率. 2,ADC0816/17与ADC0809的主要区别ADC0816/0817与ADC0808/0809相比,除模拟量输入通道数增至16路,封装为40引脚外,其原理,性能结构基本相同.ADC0816和ADC0817的主要区别是:ADC0816的最大不可调误差为±1/2LSB,精度高,价格也高;ADC0817的最大不可调误差为士1LSB,价格低. 习题七试设计一数据采集系统2002.10 使用单位: 山东省气象局在东营市孤岛气象观察站设计单位: 山东大学物理与微电子学院2000级设计方案: 自行确定提示: 对于非模拟物理量,可以用下图示意即可非电物理量传感器A/D转换器
§7.3 A/D转换器ADC0809与MCS-51单片机的接口设计
ADC0808/0809八位逐次逼近式A/D转换器是一种单片CMOS器件,包括8位的模/数转换器,8通道多路转换器和与微处理器兼容的控制逻辑.
8通道多路转换器能直接连通8个单端模拟信号中一任何一个.
一,ADC0808/0809的内部结构及引脚功能
1,ADC0809转换器内部结构
2,ADC0809引脚功能
分辨率为8位.
最大不可调误差ADC0808小于±1/2LSB,
ADC0809小于±1LSB
单一+5V供电,模拟输入范围为0~5V.
具有锁存三态输出,输出与TTL兼容.
功耗为15mw.
不必进行零点和满度调整.
转换速度取决于芯片的时钟频率.时钟频率范围:10~1280KHZ
当CLK=500KHZ时,
转换速度为128μs.
IN0~IN7:8路输入通道的模拟量输入端口.
2-1~2-8:8位数字量输出端口.
START,ALE:START为启动控制输入端口,ALE为地址锁存控制信号端口.这两个信号端可连接在一起,当通过软件输入一个正脉冲,便立即启动模/数转换.
EOC,OE:EOC为转换结束信号脉冲输出端口,OE为输出允许控制端口,这两个信号亦可连结在一起表示模/数转换结束.OE端的电平由低变高,打开三态输出锁存器,将转换结果的数字量输出到数据总线上.
REF(+),REF(-),VCC,GND,REF(+)和REF(-)为参考电压输入端,VCC为主电源输入端,GND为接地端.一般REF(+)与VCC连接在一起,REF(-)与GND连接在一起.
CLK:时钟输入端.
3,8路模拟开关的三位地址选通编码表
ADDA,B,C
8路模拟开关的三位地址选通输入端,以选择对应的输入通道.
地址码
对应的输入通道
C
B
A
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
二,ADC0808/0809与8031单片机的接口设计
ADC0808/0809与8031单片机的硬件接口有三种方式,查询方式,中断方式和等待延时方式.究竟采用何种方式,应视具体情况,按总体要求而选择.
1.延时方式
ADC0809编程模式
在软件编写时,应令p2.7=A15=0;A0,A1,A2给出被选择的模拟通道的地址;
执行一条输出指令,启动A/D转换;
执行一条输入指令,读取A/D转换结果.
通道地址:7FF8H~7FFFH
下面的程序是采用延时的方法,分别对8路模拟信号轮流采样一次,并依次把结果转存到数据存储区的采样转换程序.
START: MOV R1, #50H ;置数据区首地址
MOV DPTR, #7FF8H ;P2.7=0且指向通道0
MOV R7, #08H ;置通道数
NEXT: MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换
MOV R6, #0AH ;软件延时
DLAY: NOP
NOP
NOP
DJNZ R6, DLAY
MOVX A, @DPTR ;读取转换结果
MOV @ R1, A ;存储数据
INC DPTR ;指向下一个通道
INC R1 ;修改数据区指针
DJNZ R7, NEXT ;8个通道全采样完了吗
........
2.中断方式
将ADC0808/0809作为一个外部扩展的并行I/O口,直接由8031的P2.0和脉冲进行启动.通道地址为FEF8H～FEFFH
用中断方式读取转换结果的数字量,模拟量输入通路选择端A,B,C分别与8031的P0.0,P0.1,P0.2(经74LS373)相连,
CLK由8031的ALE提供.
INTADC:SETB IT1 ;选择为边沿触发方式
SETB EA ;开中断
SETB EX1 ;
MOV DPTR, #0FEF8H ;通道地址送DPTR
MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换
……
PINT1: ……
MOV DPTR, #0FEF8H ; 通道地址送DPTR
MOVX A, @ DPTR;读取从IN0输入的转换结果存入
MOV 50H, A ;50H单元
MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换
RETI ;中断返回
三,接口电路设计中的几点注意事项
1.关于ADC0808/0809最高工作时钟频率的说明
由于ADC0808/0809芯片内无时钟,所以必须靠外部提供时钟;
外部时钟的频率范围为10KHZ~1280KHZ.在前面的ADC0808/0809通过中断方式与8031单片机接口的电路中,8031单片机的主频接为6MHZ,ALE提供ADC0808/0809的时钟频率为1MHZ(1000KHZ);
实际应用系统使用证明,ADC0808/0809能够正常可靠地工作.但在用户进行ADC0808/0809应用设计时,推荐选用640KHZ左右的时钟频率.
2,ADC0816/17与ADC0809的主要区别
ADC0816/0817与ADC0808/0809相比,除模拟量输入通道数增至16路,封装为40引脚外,其原理,性能结构基本相同.
ADC0816和ADC0817的主要区别是:
ADC0816的最大不可调误差为±1/2LSB,精度高,价格也高;
ADC0817的最大不可调误差为士1LSB,价格低.
习题七试设计一数据采集系统2002.10
使用单位: 山东省气象局在东营市孤岛气象观察站
设计单位: 山东大学物理与微电子学院2000级
设计方案: 自行确定
提示: 对于非模拟物理量,可以用下图示意即可
ADC0808
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
ADC0808管脚图
内部结构
ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，它有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。
引脚功能（外部特性）
ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。各引脚功能如下：
1～5和26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端。
8、14、15和17～21：8位数字量输出端。
22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
6（START）：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。
7（EOC）：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
9（OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
10（CLK）：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
12（VREF（+））和16（VREF（-））：参考电压输入端
11（Vcc）：主电源输入端。
13（GND）：地。
23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路
一个风格很好的AD转换程序，值得你参考
标签: AD转换程序
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//ICC-AVR application builder : 2007/6/23 1:26:55
// T arget : M16
// Crystal:1.0000Mhz
#include
#include
#define ADC_VREF_TYPE 0xe0 //选用2.56V 的片内基准电压源,且结果为左对齐#define AD_SE_ADC0 0x00 //ADC0
unsigned char T able[10] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7 f,0x6f}; //数码管字型0~9
unsigned char Data[4] = {0,0,0,0}; //存放A/D转换结果
unsigned long int i,j=2560,k=256;
void port_init(void)
{
PORTA = 0x01;
DDRA = 0x00;
PORTB = 0xFF;
DDRB = 0xFF;
PORTC = 0x0F; //m103 output only
DDRC = 0x0F;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;
}
//ADC initialize
// Conversion time: 112uS
void adc_init(void)
{
ADCSR = 0x00; //disable adc
ADMUX = 0x00; //select adc input 0 ACSR = 0x80;
ADCSR = 0x86;
}
//call this routine to initialize all peripherals void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI(); //disable all interrupts
port_init();
adc_init();
MCUCR = 0x00;
GICR = 0x00;
TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}
void delay_(unsigned char a)
{unsigned int i;
for(i=0;i } void Display(unsigned char p[]) //动态显示， { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { PORTD=0x01< PORTB=Table[p[i]]; delay_(5); PORTD&=(~0x01< } } unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) //读取A/D转换结果{ ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE; ADCSRA|=0x40; //启动A/D转换 while ((ADCSRA&0x10)==0); //等待A/D转换完成 ADCSRA|=0x10; return ADCH; } void Process(unsigned int i,unsigned char *p) //数据处理函数 { p[0]=i/1000; i=i%1000; p[1]=i/100; i=i%100; p[2]=i/10; i=i%10; p[3]=i; } void main(void) { init_devices(); DDRA=0x00; //设置A口为不带上拉输入； PORTA=0x00; DDRB=0xff; //设置B口为输出口; DDRD=0xff; //设置D口为输出口; PORTB=0x3f; //B口初始化输出0 ；D口初始化输出1；点亮全部数码管； PORTD=0xff; ADMUX=ADC_VREF_TYPE; //选择第一通道ADC0； ADCSRA=0xA6; //125k转换速率，自由转换模式；启动A/D转换； delay_(1000); //延时待系统稳定； while(1) { i=read_adc(AD_SE_ADC0); //获取A/D转换数据 i=(i*j)/k; Process(i,Data); //数据处理 Display(Data); //显示结果 delay_(5); } } AD转换程序[汇编语言] 2007年10月12日星期五 13:46 ;实验目的：熟悉A/D转换 ;软件思路：选择RAO做为模拟输入通道； ; 连续转换4次再求平均值做为转换结果 ; 最后结构只取低8位 ; 结果送数码管的低3位显示 ;硬件要求：拨码开关S14第2位置ON，第1位置OFF ; 拨码开关S6全部置ON，S5第4-6位置ON，第1-3位置OFF ; 为不影响结果，其他拨码开关置OFF。 #INCLUDE __CONFIG _DEBUG_OFF&_CP_ALL&_WRT_HALF&_CPD_ON&_LVP_OFF&_BODEN_OFF&_PWRTE_ON&_WDT_OFF&_HS_OSC ;*********************寄存器定义********************* TEMP EQU 20H ;临时寄存器 BAI EQU 21H ;转换结果的百位 SHI EQU 22H ;转换结果的十位 GE EQU 23H ;转换结果的个位 ;**************************************************** ORG 00H ;复位入口地址 NOP ;ICD需要的空指令 GOTO MAIN ;跳转到主程序入口 ORG 04H ;中断入口地址 RETFIE ;放置一条中断返回指令，防止以外中断发生 ;***********************查表程序********************* ;入口参数：W ;出口参数：W TABLE ADDWF PCL,1 ;指令寄存器加上偏移地址 RETLW 0C0H ;0的编码（公阳极数码管） RETLW 0F9H ;1的编码 RETLW 0A4H ;2的编码 RETLW 0B0H ;3的编码 RETLW 99H ;4的编码 RETLW 92H ;5的编码 RETLW 082H ;6 RETLW 0F8H ;7 RETLW 080H ;8 RETLW 090H ;9 ;***********************主程序*********************** MAIN MOVLW 30H MOVWF FSR ;转换结果存放起始地址 LOOP BSF STATUS,RP0 ;选择体1 MOVLW 7H ;A口高3位为输出，低3位输入 MOVWF TRISA CLRF TRISD ;D口设为输出 MOVLW 8EH MOVWF ADCON1 ;结果左对齐，只选择RA0做ADC口，其余做普通数字口 BCF STATUS,RP0 ;回体0 MOVLW 41H MOVWF ADCON0 ;选择时钟源为fosc/8，允许ADC工作 CALL DELAY ;调用延时程序，保证足够的采样时间 BSF ADCON0,GO ;启动ADC转换 WAIT BTFSS PIR1,ADIF ;转换是否完成 GOTO WAIT ;等待转换的完成 BSF STATUS,RP0 MOVFW ADRESL ;读取转换的结果 BCF STATUS,RP0 MOVWF INDF ;保存到临时寄存器里 INCF FSR,1 BTFSS FSR,2 ;连续转换4次，求平均值 GOTO LOOP CALL CHANGE ;调用结果转换程序 CALL DISPLAY ;调用显示程序 GOTO MAIN ;循环工作 ;************************转换程序********************* ;入口参数：30H---33H ;出口参数：BAI，SHI，GE CHANGE CLRF BAI CLRF SHI CLRF GE ;先清除结果寄存器 MOVFW 31H ;以下8条指令求4次转换结果的平均值 ADDWF 30H,1 MOVFW 32H ADDWF 30H,1 MOVFW 33H ADDWF 30H,1 RRF 30H,1 RRF 30H,0 MOVWF TEMP MOVLW 64H ;减100，结果保留在W中 SUBWF TEMP,0 BTFSS STATUS,C ;判断是否大于100 GOTO SHI_VAL ;否，转求十位结果 MOVWF TEMP ;是，差送回TEMP中 INCF BAI,1 ;百位加1 GOTO $-6 ;返回继续求百位的值 SHI_VAL MOVLW 0AH ;减10，结果保留在W中 SUBWF TEMP,0 BTFSS STATUS,C ;判断是否大于10 GOTO GE_VAL ;否，转去判断个位结果 MOVWF TEMP ;是，差送回TEMP中 INCF SHI,1 ;十位值加1 GOTO $-6 ;转会继续求十位的值 GE_VAL MOVFW TEMP MOVWF GE ;个位的值 RETURN ;**************************显示程序******************** ;入口参数：BAI，SHI，GE ;出口参数：无 DISPLAY MOVFW BAI ;显示百位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,3 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,3 MOVFW SHI ;显示十位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,4 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,4 MOVFW GE ;显示个位 CALL TABLE MOVWF PORTD BCF PORTA,5 CALL DELAY CALL DELAY BSF PORTA,5 RETURN ;***************************延时程序*********************** ;入口参数：无 ;出口参数：无 DELAY MOVLW 5FH MOVWF TEMP DECFSZ TEMP,1 GOTO $-1 RETURN ;********************************************************* END ;程序结束 串行AD转换芯片与51单片机的接口电路及程序设计 -------------------------------------------------------------------------------- - 串行AD转换芯片与51单片机的接口电路及程序设计 AT89C51单片机系统经常使用A／D转换器。虽然并行A／D转换器速度高、转换通道多，但其价格高，占用单片机接口资源比串行A／D转换器多。工业检测控制及智能化仪器仪表中经常采用串行A／D转换器。ADS1110是一种精密、可连续自校准的串行A／D转换器，带有差分输入和高达16位的分辨率，其串行接口为I2C总线。AT89C51单片机通过软 件模拟I2C总线实现与ADS1110的连接。 ADS1110的特点与内部结构 ADS1110的特点 完整的数据采集系统和小型SOT23-6封装；片内基准电压：精度2.048 V+0.05％；片内可编程增益放大器PGA；片内振荡器；16位分辨率；可编程的转换速率15次／秒～240次／秒；I2C总线接口(8个有效地址)；电源电压2.7 V～5.5 V；低电流消耗240 μA。 ADS1110的引脚功能 ADS1110串行A／D转换器采用6引脚贴片封装，其引脚排列如图1所示。VDD：电源端，通常接+5V；GND：模拟地和数字地；VIN+、VIN-：采样模拟信号输入端，其范围为2.048 V～2.048 V；SCL：I2C总线时钟线；SDA：I2C总线数据线。 ADS1110的内部结构 ADS1110是由带有可调增益的△-∑型转换器内核、2.048 V的电压基准、时钟振荡器和I2C 总线接口组成。其内部结构如图2所示。 ADS1110的寄存器读写配置请参考:ADS110引脚功能,寄存器配置及应用电路介绍 ADS1110的A／D转换器内核是由差分开关电容△-∑调节器和数字滤波器组成。调节器测量正模拟输入和负模拟输入的压差，并将其与基准电压相比较。数字滤波器接收高速数据流并输出代码，该代码是一个与输入电压成比例的数字，即A／D转换后的数据。 ADS1110片内电压基准是2.048 V。ADS1110只能采用内部电压基准该基准，不能测量，也不用于外部电路。ADS1110片内集成时钟振荡器用于驱动△-∑调节器和数字滤波器。ADS1110的信号输入端设有可编程增益放大器PGA，其输入阻抗在差分输入时的典型值为2.8 MΩ。 硬件设计 由于AT89C51单片机没有I2C总线接口，可通过软件模拟实现与I2C总线器件的连接。具体方法是将单片机的I／O接口连接至I2C的数据线SDA和时钟线SCL。通过软件控制时钟和数据传输，系统灵活性强。 图5所示是数据采集显示系统，采集工业现场的4路模拟信号并轮询显示。采用4个ADS1110作为A／D转换器，地址为ED0～ED3。具有I2C总线接口的EEPROM AT24C16作为存储器。本系统有4位LED数码显示管和4个参数设定按键。采集数据经数字滤波、16进制→工程值转换后，送至数码管轮询显示。ADS1110和AT24C16的I2C接口连ADSl110数据线SDA至单片机的P1.0，时钟线SCL连接单片机的P1.1，上拉电阻阻值选10 kΩ。 软件设计 按照硬件电路，编写A／D转换子程序为ADS0，其中嵌套调用了START，为起始命令子程序，FSDZ1为向ADS1110发送单个字节命令的子程序，ADREAD是读取输出寄存器和配置寄存器的子程序，STOP是停止命令子程序。ADS0只对地址为ED0的ADS1110读数，如果要读取其他ADS1110，只需更改地址即可。系统中ADS1110的工作方式选用默认设置，