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ADC0809

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ADC0809

AD器件的存在必要：

在现实生活中，我们遇到的信号基本上都是离散或者说是模拟信号，比如说电压、音乐、图片、温度值等等，单片机无法直接接收这样的信号并处理，以电压为例，单片机如果想获得电压的大小，显然我们不可能直接将这根电线联在单片机的管脚上面，单片机的管脚是只能识别0V（0）或者5V（1）的。为了获得这个电压值，就必须有一种元器件将这个电压值转换成为数字信号再交给单片机来进行处理，完成这个任务的器件就被称为AD器件。

AD器件的参数说明：

AD或者DA器件最重要的参数是位数，我们经常会听到说是几位AD（DA），是指这种器件的精度，8位AD可以精确到1/256，而16位AD就可以将外部信号精确到1/65535。举例来说，一个8位的AD器件用于接收外部的0-5V信号，并进行转换成数字信号，如果是0V，则AD器件就将其变换成数字0，如果是5V就变换成数字255，可以看到这种AD可识别的精度大约是0.02V，实际上选用何种AD或DA器件要根据实际情况来定，比如声音信号差不多需要12位的AD才能比较清晰的分辨，而心电图等人体电流信号可能需要16位或更高的精度才能测量。

AD转换的原理：

AD转换原理有好多种，此处就以学习板上采用的ADC0809来说明。0809是一款8通道复用的8位AD转换器，数据获取的关键部分是它的8位模/数转换器。这个部分主要是由3部分组成：256R的阶梯网络，连续逼近的电阻，和比较器。

连续逼近电阻（SAR）通过8次迭代去大约逼近输入电压，只要输出是几位，那么就需要几次迭代。SAR通过8组开关组和比较器完成获取输入电压对应参考电压的数字信号。下图展示了一个3位转换器的典型例子，0809只是把这个位数延伸到8位而已。

学习板AD转换电路的设计：

原理图如下：

EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U1SST89E554RCC730PC630PXAL111.0592MHZRXDTXDVCCGNDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.5P1.6P1.7RST_CPUINT0VCCVCCP1.4234567891PR15.1KF_RH_RAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A8A9A10A11A12A13A14A15ALERDWRT0INT1T1

A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U1474HC138OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U974HC573AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A0A1A2A3A4A5A6A7GNDALEA15A12A13A14CS_0809CS_0832CS_E2CS_LEDCS_1CS_2CS_12887CS_E1GNDGND IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A25IN-64ADD-B24ADD-C23IN-75ALE22ref(-)16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10U15ADC0809AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7123U19A74HC02456U19B74HC02WRRDCS_0809CLK3D2SD4CD1Q5Q6U18A74HC74CLK11D12SD10CD13Q9Q8U18B74HC74VCCVCCVCCVCCALEGNDVCC123U3A74HC00W210KVCCT1 虽然ADC0809有8个输入通道，但是原理图中只使用了IN-0通道，通道的选择是有管脚ADD-A，ADD-B，ADD-C的值来决定的。所以如果由CPU控制这3个输入就可以任意切换模拟信号输入通道，从而达到8通道复用的目的。学习板上把这三个管脚都接地，即都为0，对应输入通道是IN-0通道。具体的对应关系请参考芯片手册。

因为数据获取是相对于参考电压而来的，此处参考电压的值分别是REF(+)=VCC，REF(-)=GND。所以输入的模拟信号不应该超出这个参考电压范围，否则就会超出量程。学习板上的IN-0通道输入是由一个三端电位器的中心端输入的，因此最大最小输入信号都在VCC～GND之间，不会超出量程。

下图是ADC0809的工作时序图。

从时序图可以看出，要获取AD信号，必须首先启动AD，然后等待转换结束信号，最好读取转换获得的数字信号。

在学习板上对应的操作过程是这样的：首先，由高位地址线A12~A15通过138组成译码电路产生ADC0809的片选信号CS_0809。要启动ADC0809必须首先启动ADC0809的ALE端和START端，这两个信号有CS_0809和CPU来的WR信号控制，因此要启动AD必须首先向使能CS_0809信号的对应译码地址写任意一个数值，以能给ALE和START端产生启动脉冲。这个对应的译码地址从74HC138的电路可以看出是0xF000H，事实上只要高4位地址全为1就可以。当在ADC0809的ALE和START端产生了启动脉冲后，ADC0809就进入转换工作，EOC端输出低电平，当转换完成后，EOC端会有一个上升沿，变成高电平。学习板中把EOC端输出通过一个74HC00与非门接到INT_0809信号上，这个信号通过跳线连接到CPU的INT1中断上，因此，当AD转换结束后会在CPU的INT1端产生一个下降沿中断，从而程序进入中断服务程序，开始读取数据。读数据信号要使能ADC0809的ENABLE信号，这个信号就有RD信号和CS_0809来组成，所以要读取数值，必须向ADC0809对应的译码地址发一个读命令就能获取数据线上的数据了。

大家可以注意到ADC0809的采样时钟信号CLOCK是由CPU端的ALE端通过2个D触发器4分频而产生的。ALE的输出时钟频率是六分之一的CPU晶振频率。 关于此方面的知识，可以去三毛电子世界获得更多支持。

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ADC0809

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。

ADC0809与单片机的接口电路

ADC0809与单片机的接口电路

ADC0809是一种CMOS单片型逐次比较式8路模拟输入、8位数字量输出的A/D转换器。在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。

1．主要特性如下：

1）8路8位A/D转换器，即分辨率8位。

2）具有转换起停控制端。

3）转换时间为100μs

4）单个＋5V电源供电

5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。

6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度

7）低功耗，约15mW。

2．外部特性（引脚功能）

ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。下面说明各引脚功能

IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。

ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START： A/D转换启动信号，输入，高电平有效。

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）。

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。

CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（-）：基准电压。

VCC：电源，单一＋5V。

GND：地。

ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

adc0809原理

adc0809原理

adc0809原理

ADC0809是一款8位串行输入模数转换器（ADC），由National

Semiconductor（现为德州仪器）开发和生产。它的原理是将输入的模拟信号转换成对应的数字信号，用于数字系统的处理和分析。

ADC0809采用逐次逼近型模数转换技术，具有8个模拟输入通道，并且能完成8位精度的转换。它的输入范围为0-5V，输入阻抗为100kΩ。ADC0809包含一个8位逐次逼近型模数转换器、一个输入多路选择器、一个时钟驱动电路、一个控制逻辑和一个数据锁存器。

ADC0809的工作原理如下：首先，用户通过使用时钟信号来驱动转换器的工作。时钟信号一般由控制器提供，控制器通过多个IO引脚向ADC0809发送指令信号。时钟信号使得转换器按照指定的频率工作。

其次，输入模拟信号经过模拟开关输入，并通过输入多路选择器将选中的信号路径引入到采样保持电路中。ADC0809的输入多路选择器可以选择8个不同的输入通道。输入模拟信号经过采样保持电路后，被锁存并保持一段时间以进行后续处理。

然后，转换器根据锁存的模拟信号进行逐步逼近型模数转换。逐序地，转换器首先将8位比较器的基准电压与DAC输出进行比较。如果DAC输出高于基准电压，则比较器输出为高电平，否则为低电平。比较器输出经过一个选择和存储逻辑单元（LCU），得到一个3位的二进制数，供数值控制逻辑（NCL）使用。NCL根据LCU的输出向DAC施加增量或减量，使得DAC输出逐渐逼近输入模拟量。

最后，转换器通过串行接口将转换后的数字结果通过数据锁存器传送到输出端，供控制器读取。串行接口为8位的串行输出，由转换器的输出引脚提供。转换后的数字结果可以进行进一步的数字处理和显示。

需要注意的是，ADC0809的转换精度和转换速率在一定程度上有一定的权衡。为了提高转换精度，需要减小转换速率。当转换速率较高时，转换精度可能会下降。因此，在具体应用中需要根据需求选择合适的转换速率和精度。

ADC08009介绍

ADC08009介绍

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近

寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。

ADC0809A/D转换芯片引脚功能

ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装

IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路.

ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START： A／D转换启动信号，输入，高电平有效。

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）。

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。

CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。

REF（+）、REF（-）：基准电压。

Vcc：电源，单一＋5V。

GND：地。

ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。

C B A 选择的通道

0

0 0 IN0

0 0 1 IN1

0 1 0 IN2

0 1 1 IN3

1 0 0 IN4

1 0 1 IN5

1 1 0 IN6

1 1 1 IN7

注意：ADC0809应用说明

（1）ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。