ADC0809引脚图与接口电路
10:36:29来源: eefocus
A/D转换器芯片简介&8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100&s左右。
图9.8 《ADC0809》
1. ADC0809的内部结构
ADC0809的内部逻辑结构图如图9-7所示。
图9.7 《ADC0809内部逻辑结构》
&&&&& 图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据相连，表9-1为通道选择表。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 表9-1 通道选择表
2．信号引脚
&&&&&&&& ADC0809芯片为28引脚为双列直插式，其引脚排列见图9.8。
&&&&&&&&&&&& 对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：
&&&&&&&& IN7～IN0&&模拟量输入通道
&&&&&&&&&ALE&&地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
&&&&&&&&START&&转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。本信号有时简写为ST.
A、B、C&&地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。
CLK&&时钟信号。ADC0809的内部没有，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号
EOC&&转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
D7～D0&&数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高
OE&&输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。
Vcc&& +5V。
Vref&&参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).
9.2.2&MCS-与ADC0809的接口
&&&&&&& ADC0809与MCS-51单片机的连接如图9.10所示。
&&&&& 电路连接主要涉及两个问题。一是8路模拟信号通道的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。
1. 8路模拟通道选择
图9.10 ADC0809与MCS-51的连接
&&& 如图9.11所示模拟通道选择信号A、B、C分别接最低三位地址A0、A1、A2即（P0.0、P0.1、P0.2），而地址锁存允许信号ALE由P2.0控制，则8路模拟通道的地址为0FEF8H～0FEFFH.此外，通道地址选择以作写选通信号，这一部分电路连接如图9.12所示。
图9.11 ADC0809的部分信号连接&&&&&&&&&&&&
&& 图9.12 信号的时间配合
&&&&&& 从图中可以看到，把ALE信号与START信号接在一起了，这样连接使得在信号的前沿写入（锁存）通道地址，紧接着在其后沿就启动转换。图9.19是有关信号的时间配合示意图。
&&&&&&&& 启动A/D转换只需要一条MOVX指令。在此之前，要将P2.0清零并将最低三位与所选择的通道好像对应的口地址送入数据指针DPTR中。例如要选择IN0通道时，可采用如下两条指令，即可启动A/D转换：
MOV DPTR , #FE00H ；送入0809的口地址
MOVX @DPTR , A ；启动A/D转换（IN0）
注意：此处的A与A/D转换无关，可为任意值。
2. 转换数据的传送
&&& A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。
（1）定时传送方式
&&& 对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128&s，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。
（2）查询方式
&&& A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可却只转换是否完成，并接着进行数据传送。
（3）中断方式
&&& 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。
不管使用上述那种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。
不管使用上述那种方式，只要一旦确认转换结束，便可通过指令进行数据传送。所用的指令为MOVX 读指令，仍以图9-17所示为例，则有
MOV DPTR , #FE00H
MOVX A , @DPTR
&&&&& 该指令在送出有效口地址的同时，发出有效信号，使0809的输出允许信号OE有&
效，从而打开三态门输出，是转换后的数据通过数据总线送入A累加器中。
&&& 这里需要说明的示，ADC0809的三个地址端A、B、C即可如前所述与地址线相连，也可与数据线相连，例如与D0～D2相连。这是启动A/D转换的指令与上述类似，只不过A的内容不能为任意数，而必须和所选输入通道号IN0～IN7相一致。例如当A、B、C分别与D0、D1、D2相连时，启动IN7的A/D转换指令如下：
MOV DPTR， #FE00H& ；送入0809的口地址
MOV A ，#07H ；D2D1D0=111选择IN7通道
MOVX @DPTR， A ；启动A/D转换
9.2.3&A/D转换应用举例
&&&&& 设有一个8路模拟量输入的巡回监测系统，采样数据依次存放在外部RAM 0A0H～0A7H单元中,按图9.10所示的，ADC0809的8个通道地址为0FEF8H～0FEFFH.其数据采样的初始化程序和中断服务程序（假定只采样一次）如下：
初始化程序：
；数据存储区首地址
；8路计数器
；边沿触发方式
；中断允许
；允许外部中断1中断
DPTR, #0FEF8H
；D/A转换器地址
；启动A/D转换
；等待中断
中断服务程序：
；数据采样
；指向下一模拟通道
；指向数据存储器下一单元
关键字：&&&&
编辑：什么鱼
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何立民专栏
北京航空航天大学教授，20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。AD0809使用详解
A/D转换器的功能是将模拟量电信号转换成数字量。
A/D转换器的主要参数
1）分辨率：是指A/D转换器可转换成二进制数的位数。
例：若一个10位A/D转换器，去转换一个满量程为5V的电压，则它能分辨的最小电压为5000mV/210≈5mV。
2）转换时间
指从输入启动转换信号开始到转换结束，得到稳定的数字输出量为止的时间。
其他参数与D/A转换器类似。
2. A/D转换器与CPU的接口方法
1）A/D转换器与CPU连接的注意点
① ADC转换好的数据必须经过三态缓冲器件与CPU数据总线相连接（在芯片内部没有三态输出缓冲器时）；
② 为了输入正确的转换结果，必须解决好A/D转换器和CPU取数之间的时间配合问题。
2）ADC芯片的控制信号
① 启动转换信号（START）：是由CPU提供给ADC芯片的，在正脉冲的下降沿转换开始；
② 转换结束信号（EOC）：一旦启动转换，EOC立即变低，直至转换结束，EOC输出高电平，通知CPU转换已结束；
&&& ③
允许输出信号（OE）：ADC转换结束后，转换结果存放在输出锁存器中，并没有送入数据总线上。CPU取数时，发出OE信号选通芯片内部三态输出缓冲器将数据输出。
3）A/D转换器与CPU之间传送数据的方法
①&&& 延时等待法
延时等待法ADC接口电路&&&&&&&&
图11. 5& 查询法ADC接口电路
是利用CPU执行一条输出指令，启动ADC转换，然后CPU执行延时程序，延时时间大于所选用的ADC芯片转换时间，延时结束，CPU执行输入指令，打开三态门获取ADC转换好的数据。参见图11.4。
②&&& 查询法
查询法是由CPU来检查EOC信号。当CPU启动ADC芯片开始转换之后，再通过状态端口读取EOC信号，检查ADC是否转换结束。若转换结束，则读取转换结果，否则继续查询。参见图11.5。
③&&& 中断法
用中断法可提高CPU的利用率，当ADC转换结束，由EOC信号上升沿通过8259A中断控制逻辑向CPU发出中断请求，CPU响应中断在服务程序中读取结果。参见图11.6。
3. A/D转换芯片ADC0809及其接口
1）主要性能
①&&&
8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容；
②&&&
带有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路0～5V模拟量进行分时转换；
③&&&
输出具有三态锁存/缓冲功能；
④&&&
分辨率：8位，转换时间：100us；
⑤&&&
不可调误差：±1LSB，功耗：15mW；
⑥&&&
工作电压：+5V，参考电压标准值+5V；
⑦&&&
片内无时钟，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。
2）ADC0809的内部结构与引脚功能
①&&& 内部结构
有模拟多路转换开关和A/D转换两大部分。
模拟多路转换开关由8路模拟开关和3位地址锁存与译码器组成，地址锁存允许信号ALE将三位地址信号ADDC、ADDB和ADDA进行锁存，然后由译码电路选通其中一路摸信号加到A/D转换部分进行转换。A/D转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器SAR、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等，另外具有三态输出锁存缓冲器，其输出数据线可直接连CPU的DB。参见图11.7。
② 引脚功能
D7～D0：8位数据输出线；
IN7～IN0：8路模拟信号输入；
ADDC、ADDB、ADDA：8路模拟信号输入通道的地址选择线；
ALE：地址锁存允许，其正跳变锁存地址选择线状态，经译码选通对应的模拟输入信号；
START：启动信号，上升沿使片内所有寄存器清零，下降沿启动A/D转换；
EOC：转换结束，转换开始后，此引脚变为低电平，转换一结束，此引脚变为高电平；
OE：输出允许，此引脚为高电平有效，当有效时，芯片内部三态数据输出锁存缓冲器被打开，转换结果送到D7～D0；
CLOCK：时钟，最高可达1280KHz，由外部提供；
REF（+）、REF（-）：参考电压正极、负极，通常REF（+）接Vcc，REF（-）接GND；
Vcc：电源，+5V，GND：地线。
模拟输入与数字量输出的关系为N＝（VIN-VREF（-））&256/（VREF（+）-VREF（-）），当VREF（+）＝+5V，VREF（-）＝0V，若输入模拟电压为2.5V，则转换后的数字量N＝128，即B。参见图11.8。
3）ADC0809的多路转换，参见图11.9。&
例：当ADDC、ADDB、ADDA三个管脚接成“100”状态，ALE有效时，ADC0809将IN4管脚上的模拟输入信号进行转换。若三位地址输入信号接CPU的数据线D2～D0，其状态由CPU提供，则可分时对8路不同的测量或控制电路进行A/D转换。
4）转换时序 ，参见图11.10。
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ADC0809与MCS-51的连接电路
与MCS-51单片机的连接如图9.10所示。电路连接主要涉及两个问题。一是8路模拟信号通道的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。
1. 8路模拟通道选择
如图9.11所示模拟通道选择信号A、B、C分别接最低三位地址A0、A1、A2即(P0.0、P0.1、P0.2)，而地址锁存允许信号ALE由P2.0控制，则8路模拟通道的地址为0FEF8H～0FEFFH.此外，通道地址选择以WR作写选通信号，这一部分电路连接如图9.12所示。
图9.11 ADC0809的部分信号连接 图9.12 信号的时间配合
从图中可以看到，把ALE信号与START信号接在一起了，这样连接使得在信号的前沿写入(锁存)通道地址，紧接着在其后沿就启动转换。图9.19是有关信号的时间配合示意图。
启动A/D转换只需要一条MOVX指令。在此之前，要将P2.0清零并将最低三位与所选择的通道好像对应的口地址送入数据指针DPTR中。例如要选择IN0通道时，可采用如下两条指令，即可启动A/D转换：
MOV DPTR , #FE00H ;送入0809的口地址
MOVX @DPTR , A ;启动A/D转换(IN0)
注意：此处的A与A/D转换无关，可为任意值。
2.转换数据的传送
A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。
(1)定时传送方式
对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128&s，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。
(2)查询方式
A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可却只转换是否完成，并接着进行数据传送。
(3)中断方式
把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。
不管使用上述那种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以RD信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。
不管使用上述那种方式，只要一旦确认转换结束，便可通过指令进行数据传送。所用的指令为MOVX 读指令，仍以图9-17所示为例，则有
MOV DPTR , #FE00H
MOVX A , @DPTR
该指令在送出有效口地址的同时，发出有效信号RD，使0809的输出允许信号OE有效，从而打开三态门输出，是转换后的数据通过数据总线送入A累加器中。
这里需要说明的示，ADC0809的三个地址端A、B、C即可如前所述与地址线相连，也可与数据线相连，例如与D0～D2相连。这是启动A/D转换的指令与上述类似，只不过A的内容不能为任意数，而必须和所选输入通道号IN0～IN7相一致。例如当A、B、C分别与D0、D1、D2相连时，启动IN7的A/D转换指令如下：
MOV DPTR， #FE00H ;送入0809的口地址
MOV A ，#07H ;D2D1D0=111选择IN7通道
@DPTR， A ;启动A/D转换君，已阅读到文档的结尾了呢~~
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