【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)予清除 。 直到最末位為止 例： 設(shè)：數(shù)碼寄存器為 4位，滿刻度值 1v ，設(shè) Vi=， 用逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 V0 Vi n (1000) (1100) (1010) (1011) 量化單位 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 1010 vq 4 ??? 逐次逼近的 A/D轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度比較快，此外與有同樣分辨率的雙積分型轉(zhuǎn)換器比較，它不需要高精度的運(yùn)算放大器，而且成本也較低。但抗干擾性較差，這種形式的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。 雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換器原理 雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換器，一般具有精度高，抗干擾性好，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。 方法： 測量模擬輸入電壓向 電容充電的固定時間 及測量在已知標(biāo)準(zhǔn)電壓下 放電所需的時間 。 下圖為雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換器工作原理圖，它由電子開關(guān)、積分器、比較器、計數(shù)器和控制邏輯等組成。 其電路的工作原理如下：電路由外來的啟動信號啟動后，未知的輸入模擬電壓 Uin被 加到積分電路進(jìn)行固定時間的積分（ 充電 ），同時計數(shù)器開始對時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)。這時計數(shù)器是作為定時器來使用的。當(dāng)計滿一個預(yù)先規(guī)定的固定值之后（通常這段時間約為整個轉(zhuǎn)換周期的三分之一），則將極性相反的標(biāo)準(zhǔn)電壓加到積分電路上，積分電路從剛才積分的終值開始進(jìn)行反向積分（ 放電 ）。與此同時，計數(shù)器清零并重新開始對時鐘脈沖計數(shù)，直至積分器輸出到達(dá)零（ 放電完畢 ），使計數(shù)器停止計數(shù)（ 取得數(shù)字信號 ）。這時控制邏輯電路向 CPU發(fā)出 “ 數(shù)據(jù)有效 ” 的狀態(tài)信號、CPU可從計數(shù)器的輸出端得到轉(zhuǎn)換結(jié)果。輸入模擬電壓 Uin幅度越大，在固定時間積分的終了時，積分器的輸出電壓值也越大，因而反向積分所需的時間也越長。如圖所示。 A／ D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 在 A／ D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計時，需了解 A／ D轉(zhuǎn)換器（簡稱ADC） 主要性能指標(biāo)。 （ 1）分辨率。通常用數(shù)字量的位數(shù)表示，如 8位， 10位， 12位， 16位分辨率等。若分辨率為 8位，表示它可以對全量程的 1／ 28=1／ 256的增量作出反應(yīng)。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時對輸入量的微小變化的反應(yīng)越靈敏。 （ 2）量程。即所能轉(zhuǎn)換的電壓范圍，如 5V， 10V等。 （ 3）精度。有絕對精度和相對精度兩種表示方法，常用數(shù)字量的位數(shù)作為度量精度的單位，如精度為士 1／ 2LSB， 而用百分比來表示滿量程時的相對誤差，如士 ％。 精度和分辨率是不同的概念，精度指的是轉(zhuǎn)換后所得結(jié)果相對于實(shí)際值的準(zhǔn)確度，而分辨率是指對轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)生影響的最小輸入量。分辨率很高者可能由于溫度漂移、線性不良等原因而并不具有很高的精度。 （ 4）轉(zhuǎn)換時間。完成一次 A／ D轉(zhuǎn)換所需的時間稱轉(zhuǎn)換時間。不同型式、不同分辨率的器件，其轉(zhuǎn)換時間的長短相差很大，可為幾微秒至幾百毫秒。在選擇器件時要根據(jù)應(yīng)用的需要和成本來具體地考慮。 （ 5）輸出邏輯電平。多數(shù)與 TTL電平配合、在考慮數(shù)字輸出量與微機(jī)數(shù)據(jù)總線的關(guān)系時，還要對其它一些問題加以考慮，如是否要用三態(tài)邏輯輸出 ?采用何種編碼制式等。 （ 6）工作溫度范圍。由于溫度會對運(yùn)算放大器和電阻解碼網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)生影響，所以只有在一定的溫度范圍內(nèi)才能保證額定的溫度指標(biāo)、較好的轉(zhuǎn)換器件的工作溫度為一 40～ 85C， 較差者為 0～ 70℃ 。 A／ D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口技術(shù) 、 ADC0809與 51單片機(jī)接口的設(shè)計 ADC0809是 8位逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，為單片 COMS器件，包括 8位的數(shù)／模轉(zhuǎn)換器、 8通道多路轉(zhuǎn)換器與微處理器兼容的控制邏輯。 8 通道多路轉(zhuǎn)換器直接連接 8位單端模擬信號中的任何一個。 ADC0809設(shè)計時考慮了若干種模／數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的長處，適宜于實(shí)時測試和過程控制。 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。片內(nèi)具有鎖存功能的 8路模擬多路開關(guān)，可對電路中 0～ 5V的輸入模擬電壓信號分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼和鎖存電路、比較器、256電阻 T型網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、逐次逼近數(shù)碼寄存器 SAR、控制與時序電路等。輸出具有 TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。 、 ADC0809的主要特性有 : （ l） 分辨率為 8位； （ 2）最大不可調(diào)誤差小于土 1LSB； （ 3） 轉(zhuǎn)換時間為當(dāng) CLK=500kHz時， 128us； （ 4） 不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整； （ 5）功耗為 15mw； （ 6） 單一十 5V供電，模擬輸入范圍為 0～ 5V。 、 ADC0809的引腳其功能為： （ l） IN78為 8路模擬量輸入端； （ 2） D0D8為 8位數(shù)字量輸出端； （ 3） START、 ALE； START為啟動輸入端，在該信號的上升沿清除 ADC內(nèi)的寄存器，在下降沿啟動內(nèi)部控制邏輯開始轉(zhuǎn)換。此脈沖可由程序給出， ALE為地址鎖存控制信號，在該信號的前沿處把 A， B， C選擇狀態(tài)鎖存在寄存器中。 當(dāng)該線為高電平時，地址才解鎖，便可選擇通道。以上兩個信號可連接在一起，通過程序輸入一個正脈沖啟動 A／ D轉(zhuǎn)換。 （ 4） EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束， EOC由低變高，經(jīng)反相器反相后可作中斷請求信號 INT0。 （ 5） OE為輸出允許控制，在 OE為高電平時，打開三態(tài)門，數(shù)據(jù)線被解鎖，把內(nèi)部轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)總線上。 （ 6） REF（＋）、 GND為主電源輸入端和接地端子。一般 REF（ 十）與 VCC連接在一起， REF（ 一）與 GND連接在一起。 （ 7） CLK為時鐘輸入端， ADC0809要求外接時鐘，其頻率為10— 1280kHz， 一般用 500kHz。 （ 8） A、 B、 C為 8路模擬開關(guān)的三位地址選通輸入端，以選擇對應(yīng)的輸入通道進(jìn)行 A／ D轉(zhuǎn)換。其對應(yīng)關(guān)系如表所示。 、 ADC0809與 8031的接口方式 （線選法） ADC0809與 8031單片機(jī)的硬件接口有三種方式；查詢方式、中斷方式和等待延時方式。究竟采用何種方式，應(yīng)視具體情況，按總體要求而選擇、下面我們介紹最常用的兩種接口方式，即查詢方式和中斷方式。 1） 查詢方式： 查詢方式的電路圖如圖所示。 由于 ADC0809片內(nèi)無時鐘，可利用 8031提供的地址鎖存允許信號 ALE經(jīng) D觸發(fā)器二分頻后獲得， ALE腳的頻率是8031單片機(jī)時鐘頻率的 1／ 6。如果單片機(jī)時鐘頻率采用6MHz， 則 ALE引腳的輸出頻率為 1MHz， 再經(jīng)二分頻后為500kHz， 正好符合 ADC0809對時鐘頻率的要求。 地址譯碼引用 A、 B、 C， 分別與地址總線的低三位 A0、A A2相接，以選通 IN0IN7中的某一通道，將 （ 地址總線最高位 A15）作為片選信號，在啟動 A/D轉(zhuǎn)換時由輸出指令 MOVX ＠ DPTR, A或 MOVX ＠ Ri, A產(chǎn)生 WR寫信號和 都為零，經(jīng)或非門后控制 ADC0809 需要的啟動轉(zhuǎn)換信號 START和地址鎖存允許信號 ALE。 由于 ALE和 START連在一起因此在地址解鎖的同時便啟動轉(zhuǎn)換。 大約經(jīng)過 125us的轉(zhuǎn)換時間后，轉(zhuǎn)換結(jié)束，由該指令 MOVX A, ＠ DPTR或 MOVX A, ＠ Ri 產(chǎn)生的 RD和 都為零，經(jīng)或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為輸出允許 OE信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器，就可將轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號讀入單片機(jī)中的 A。 由于由 8031的 WR啟動轉(zhuǎn)換，因而其端口地址為 7FF8H～ 7FFFH， 其中 A0A1A2分別接選擇模擬通道的 A， B， C。 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC經(jīng)反相后接 。 2） 中斷方式： ADC0809與 8031單片機(jī)通過中斷方式的接口如圖所示。此接口電路與上面敘述的查詢方式接口電路差別，僅為 EOC經(jīng)反相器后接 INT1端 （ ）， ， 因而其端口地址為 FEF8H～ FEFFH， CLK直接由 8031的 ALE提供。 54 鍵盤與單片機(jī)接口