ADC0809的詳細資料及單片機程序和仿真

ID:115111 · 發(fā)表于 2016-5-11 23:34

ADC0809是美國國家半導體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。目前僅在單片機初學應用設計中較為常見。

我們在做一個單片機系統(tǒng)時，常常會遇到這樣那樣的數(shù)據(jù)采集，在這些被采集的數(shù)據(jù)中，大部分可以通過我們的I/O口擴展接口電路直接得到，由于51單片機大部分不帶AD轉(zhuǎn)換器，所以模擬量的采集就必須靠A/D或V/F實現(xiàn)。下現(xiàn)我們就來了解一下AD0809與51單片機的接口及其程序設計。

1、ADc0809的邏輯結(jié)構(gòu)

ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成（見圖1）。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。

2、AD0809的工作原理

IN0－IN7：8條模擬量輸入通道

ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。

地址輸入和控制線：4條

ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示

數(shù)字量輸出及控制線：11條

ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。

CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，

VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。

3、ADC0809應用說明

（1）． ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。

（2）．初始化時，使ST和OE信號全為低電平。

（3）．送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。

（4）．在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。

（5）．是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。

（6）．當EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。

4、AD0809的應用

了解完A/D轉(zhuǎn)換芯片，下面我們以圖2為例來完成它的程序設計。

電路說明：

電路見圖（2），主要由AD轉(zhuǎn)換器AD0809，頻率發(fā)生器SUN7474，單片機AT89S51及顯示用數(shù)碼管組成。

AD0809的啟動方式為脈沖啟動方式，啟動信號START啟動后開始轉(zhuǎn)換，EOC信號在START的下降沿10us后才變?yōu)闊o效的低電平。這要求查詢程序待EOC無效后再開始查詢，轉(zhuǎn)換完成后，EOC輸出高電平，再由OE變?yōu)楦唠娖絹磔敵鲛D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。我們在設計程序時可以利用EOC信號來通知單片機（查詢法或中斷法）讀入已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，也可以在啟動AD0809后經(jīng)適當?shù)难訒r再讀入已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。

AT89S51的輸出頻為晶振頻的1/6（2MHZ），AT89S1與SUN7474連接經(jīng)與7474的ST腳提供AD0809的工作時鐘。AD0809的工作頻范圍為10KHZ-1280KHZ,當頻率范圍為500KHZ時，其轉(zhuǎn)換速度為128us。

AD0809的數(shù)據(jù)輸出公式為：Dout=Vin*255/5=Vin*51,其中Vin為輸入模擬電壓，Vout

為輸出數(shù)據(jù)。

當輸入電壓為5V時，讀得的數(shù)據(jù)為255再乘以2，得510。我們用510*98%得499,再將百位數(shù)碼管的小數(shù)點點亮，顯示為４.99V，顯示值與輸入值基本吻合。

軟件設計思路及程序流程

編程思路：

（1）向AD0809寫入通道號并啟動轉(zhuǎn)換

（2）延時1ms后等待EOC出現(xiàn)高電平(JNB EOC,$)

（3）給OE置高并讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)地址或數(shù)組中。

（4）顯示

（5）

#include <at89x51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit st=P3^2;
sbit oe=P3^1;
sbit eoc=P3^0;
uchar code tab[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};//數(shù)碼管顯示段碼
uchar code td[]={0x00,0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70};//通道先擇數(shù)組
uint ad_0809,ad_data1,ad_data2,ad_data3,ad_data0;
uchar m,number;
uchar x[8];//八通道數(shù)據(jù)待存數(shù)組
void delaynms(uint x);//nms延時程序
void display();//顯示程序
void ad0809();//芯片啟動程序
void key();//鍵掃描程序
main()
{
number=1;
P1=0x00;
while(1)
{
ad0809();//調(diào)AD0809啟動子程序
key();//調(diào)按鍵子程序
ad_0809=x[number];//把相關(guān)通道數(shù)據(jù)給ad_0809
display();//調(diào)顯示
}}
//nms延時程序
void delaynms(uint x)
{
uchar i;
while(x-->0)
{
for(i=0;i<125;i++)
{;}}}
void display()
{
uchar a;
ad_data1=(ad_0809*49/25)/100;//讀得的數(shù)據(jù)乘以2再乘以98%除以100得百位
ad_data2=((ad_0809*49/25)%100)/10;//讀得的數(shù)據(jù)乘以2再乘以98%再分出十位
ad_data3=(((ad_0809*49/25)%100)%10);//讀得的數(shù)據(jù)乘以2再乘以98%再分出個位
for(a=0;a<10;a++)
{
P0=tab[ad_data3];//送小數(shù)點后第二位顯示
P2=0x07;//選通第一個數(shù)碼管
delaynms(3);
P0=tab[ad_data2];//送小數(shù)點后第一位顯示
P2=0x0b;//選通第二個數(shù)碼管
delaynms(3);
P0=tab[ad_data1];//送整數(shù)顯示
P0_7=0;//點亮第三個數(shù)碼管小數(shù)點
P2=0x0d;// 選通第三個數(shù)碼管
delaynms(3);
P0=tab[number];//送通道號顯示
P2=0x0e;
delaynms(3);
}}
void ad0809()
{
uchar i,m=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
P0=td[i];//選通通道
oe=0;//以下三條指令為起動AD0809
st=0;
st=1;
st=0;
delaynms(1);
while(!eoc);//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束
oe=1;//取出讀得的數(shù)據(jù)
x[m]=P2;//送相關(guān)通道數(shù)組
oe=0;
m++;
}}
void key()
{
if(!P3_5)//P3.5是否按下
{
delaynms(20);//延時判誤
if(!P3_5)//再一次判斷P3。5是否按下
{
while(!P3_5);//等待P3。5為高電平
number++;//通道號顯示加一
if(number>8)number=1;//八通道
}}}