ADC接口及应用

A/D转换器接口及应用主讲人：电气0912林德颖单片机原理及应用技术实践89C51访问片外RAM说课知识链接教材分析学情分析重点难点引出课题举例说明逐次比较型并型接口的ADC芯片ADC0809与89C51单片机的接口和应用程序《单片机原理及应用技术实践》机械工业出版社第8章单片机应用系统的过程通道8.3模拟量输入通道温习本章前几节内容引出ADC的内容及分类单片机原理及应用技术实践前导课程：模拟电子技术，数字电子技术后续课程：课程设计，计算机控制技术，毕业设计，生产实习单片机课程起到了承前启后的作用，与前后续课程衔接得当。重点：8路模拟量巡回检测程序难点：ADC0809时序分析单片机原理及应用技术实践过程通道后向通道前向通道课前复习:数字量输入通道模拟量输入通道变换与放大采样保持量化图8-1.采样保持器电路与工作状态波形单片机原理及应用技术实践量化:就是将经变换、放大和采样保持器三个环节处理后输出的直流电压信号转换为对应的编码数据传送到计算机接口。t100111110101100100101ov完成该功能的电路模块被称为模数转换（ADC）电路芯片单片机原理及应用技术实践将模拟量转换成某个最小数量单位的整数倍vREF单片机原理及应用技术实践图8-2并行比较型ADC10000001000000101单片机原理及应用技术实践8.3.5模数转换器及其接口1、模数转换器（ADC）主要性能指标衡量模数转换（ADC）电路的性能，主要考察以下几项技术指标或技术参数：◇分辨率—衡量ADC输入模拟信号变化敏感程度的性能指标，定义为数字量最低位（LSB）所对应的模拟量，通常用数字量位数（字长）衡量，位数越多，分辨度越高；◇量程—衡量ADC所能转换的模拟量的变化范围，通常用最大值（Max）和最小值（Min）表示允许输入模拟信号幅值范围，通常为电压；单片机原理及应用技术实践◇转换精度—衡量A/D转换精确度的性能指标，定义为转换结果（数字量）与模拟信号实际值（真值）之间的误差；◇转换时间或转换速度—衡量ADC速度的性能指标，转换时间定义为完成一次ADC过程所需时间；转换速度定义为每秒钟能够完成A/D转换的次数；◇对基准电源的要求—ADC的精度与分辨度是两个不同的概念，分辨度仅与数字量位数有关，而影响ADC精度的因素很多，其中，基准电源(参考电压）的精度和稳定性对ADC精度的影响最大，要保证ADC的精度，必须提供符合要求的基准电源。目前，很多ADC芯片内部都含有基准电源。单片机原理及应用技术实践2、模数转换（ADC）分类及特点ADC芯片的种类繁多，按其转换过程或电路工作原理通常分为逐次比较型和积分型两类（有关这两种A/D转换器的工作原理可参见数电书P449页）；按照向计算机传送编码数据的方式或接口形式通常分为并行和串行两大类；还有一些ADC芯片，将模拟电压信号（V）转换成为相应频率的脉冲量，这类ADC被称做V/F转换器。以下将以逐次比较型并行接口的典型ADC芯片ADC0809与89C51单片机的接口和应用程序为例对ADC的接口与应用进行介绍。单片机原理及应用技术实践3、ADC0809芯片及其应用（1）ADC0809内部结构与引脚功能ADC0809是典型的8位逐次编码型A/D转换器，其引脚及内部逻辑结构如图8-15所示。图8-15.ADC0809芯片引脚与内部逻辑结构单片机原理及应用技术实践它由8路模拟开关、8位逐次比较型A/D转换器、三态输出锁存器以及地址锁存译码逻辑电路等组成，其28个引脚的功能如表8-2所列。表8-2ADC0809芯片各引脚功能程序单片机原理及应用技术实践ADC0809的8个模拟量通道地址编码与通道编号的关系见表8-3。表8-3通道地址编码与输入通道关系单片机原理及应用技术实践ADC0809工作时序关系如图8-16所示。图8-16.ADC0809工作时序程序①②③④⑤单片机原理及应用技术实践（2）ADC0809与89C51的接口ADC0809与89C51的连接可采用查询方式，也可采用中断方式。区别仅在于转换结束信号（EOC）供单片机查询，还是作为中断申请信号。图8-17为采用中断方式的电路连接图。ADC0809片内有三态输出锁存器，故可直接与89C51外部数据总线（P0.0～P0.7）连接。图8-17.ADC0809与89C51接口电路程序单片机原理及应用技术实践图8-1889C51访问片外RAM操作时序程序执行“MOVXA,@DPTR”或“MOVXA,@Ri”执行“MOVX@DPTR,A”或“MOVX@Ri,A”“MOVXA,@DPTR”ADC锁存器DATE单片机原理及应用技术实践（3）8路模拟量巡回检测程序假设依次检测8路模拟信号，经A/D转换的信号值（8位数字量）依次存放片外数据存储器0A0H～0A7H单元，采用中断方式工作，相应的主程序和中断服务程序如下（0809模拟通道IN0～IN7对应地址7FF8H～7FFFH）：主程序：MAIN：MOVR0,#0A0H；设置数据暂存区首址（0A0H）MOVR2,#08H；设置8路计数初值（依次采集8路模拟信号）SETBIT1；选下降沿请求中断SETBEA；允许中断（总中断）SETBEX1；允许中断（开放）MOVDPTR，#7FF8H；指向0809首地址（IN0）MOVX@DPTR，A；启动A/D转换（有效，产生START&ALE信号）HERE：SJMPHERE；等待中断时序连接单片机原理及应用技术实践中断服务程序：MOVXA,@DPTR；读A/D转换结果（有效，产生OE信号）MOVX@R0,A；数据存在对应的存储单元INCDPTR；地址指针调整到下一个模拟量通道地址INCR0；数据指针调整到下一个存储单元DJNZR2，DONE；8个通道全部采集一遍则结束本次巡检过程RETIDONE：MOVX@DPTR,A；本次采集未完成，启动下一个通道的A/D转换RETIRAM结束单片机原理及应用技术实践