A/D转换器芯片ADC0809的内部结构和信号引脚

2018-7-19 06:46:59 7275 转换器芯片 ADC0809

A/D转换器芯片ADC0809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100μs左右。

图9.8 《ADC0809引脚图》

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总线相连，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引脚为双列直插式封装，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的内部没有时钟电路，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，可以和单片机的数据线直接相连。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电源。

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-51单片机与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128μs，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所示的接口电路，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：

	MOV	R0, #0A0H	；数据存储区首地址
	MOV	R2, #08H	；8路计数器
	SETB	IT1	；边沿触发方式
	SETB	EA	；中断允许
	SETB	EX1	；允许外部中断1中断
	MOV	DPTR, #0FEF8H	；D/A转换器地址
LOOP:	MOVX	@DPTR, A	；启动A/D转换
HERE:	SJMP	HERE	；等待中断

中断服务程序：

	DJNZ	R2, ADEND
	MOVX	A, @DPTR	；数据采样
	MOVX	@R0, A	；存数
	INC	DPTR	；指向下一模拟通道
	INC	R0	；指向数据存储器下一单元
	MOVX	@DPTR, A
ADEND:	REti