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第13章 数据采集系统设计(3)

4.6逐次比较式A/D转换器及其接口

4.6.1ADC0809及其接口

8位A/D转换器是比较多的,多半采用逐次比较的方法进行转换。有的芯片没有多路开关,如ADC0801、ADC0802、ADC0803、ADC0804等。有的为使用方便,带有8位多路开关,如ADC0808和ADC0809等。下面以ADC0809为例加以介绍工作原理及接口技术。

4.6.1.1ADC0809的组成及工作原理

ADC0809是美国NSC公司生产的8路输入单片模数转换器件。它采用逐位逼近式A/D转换原理,可以直接接到微机系统总线上,不需另加I/O芯片。它可作为微机的I/O接口,亦可作为存储单元。

这种器件无需进行调零和满量程调整,又由于多路开关的地址输入能够进行锁存和译码,而且其三态TTL输出也可以锁存,所以容易与微机接口。

ADC由两大部分组成,第一部分为8路模拟开关,控制C、B、A端口和地址锁存允许端口,可使其中一个通道被选中。其8路模拟输入通道的选择如表48所示;第二部分为一个逐次比较式D/A转换器,它由比较器、控制逻辑、输出锁存缓冲器、逐次比较寄存器以及开关树组和256R梯型电阻组成。由后两种电路组成D/A转换器。控制逻辑用来控制逐次比较寄存器从高位到低位逐次取“1”,然后将此数字量送到开关树组(8位开关),用来控制开关K7~K0与参考电平相连,参考电平经256R梯型电阻,输出一个模拟电压V0,V0与VIN在比较器中进行比较,当V0>;VIN时,本位Di=0;当V0V0>;VIN时,本位Di=0;当V0<;VIN时,本位Di=1。因此从D7~D0 比较8次,则逐次比较寄存器中的数字量,即与模拟量VIN所相当的数字量相等,此数字量送入输出锁存器,并同时发出转换结束信号EOC(高电平有效,经反相器后,可向CPU 申请中断),表示转换已结束。此时,计算机发出一个输出允许命令(OE为高电平),即可读取数据。

START:

CLRP3.7

CLRP3.6};;

经与门后使CE=1

MOVDPTR,#0FF7CH;使CS=0,R/C=0,A0=0

MOVX @ DPTR,A;启动A/D

HD:JBP1.0,HD;STS=l未完,继续转换(询问完?)

MOVDPTR,#0FF7EH;使R/C=1,A0=1

MOVXA,@ DPTR;读高8位

MOVX @ R0,A;存高8位

MOVDPTR,#0FF7FH;使R/C=1,A0=1

MOVXA,@ DPTR;读低4位

ANLA,0FH;屏蔽掉高4位随机数

INCR0;指向下单元地址

MOVX @ R0,A;存低4位数字

END:SJMPEND;停止

4.7双积分A/D转换器及其接口

4.7.15G14433及其接口

5G14433是采用双积分方式转换原理、一路模拟量输入、输出为3位半BCD码的A/D转换器。它的特点是结构简单、外接元件少、抗工频干扰能力强、精度较高,但速度慢(为200ms左右)。

4.7.1.1硬件电路

(1)引脚功能

1——VAG:模拟地。

2——VR:基准电压。

3——VX:输入被测电压。

4,5,6——R1和R1/C1,C1:外接积分元件端。

7,8——C01和C02:外接失调补偿电容端。

9——DU:实时输出控制端。

10,11——CLK1和CLK0,即时钟信号输入和输出端。

12,13——VEE,VSS:负电源端。

14——EOC:转换周期结束标志。

15——OR:溢出标志。

16,17,18,19——DS4,DS3,DS2,DS1:多路调制选通脉冲信号输出(个位、十位、百位、千位)。

20,21,22,23——Q0,Q1,Q2,Q3:A/D转换结果输出。

24——VDD:正电源端。

(2)5G1403是精密电源,作为5G14433的参考电压源。

(3)连接注意事项:

5G14433不能直接与单片机的数据总线连接,可以连89C51的P1口或者扩展的8155(8255)的一个并行口。

将EOC和DU相连,使5G14433处于连续转换之中,而不必控制它的转换起始。可以定时查询P3.2脚,当引脚为“1”时,利用EOC向89C51申请中断(边沿触发并注意开中断和关中断),得知转换结束和取走数据。

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