第08章模数转换课件.ppt
A/D与D/A接口能够把模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器（ADC）。能够把数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器（DAC）。D/A与A/D转换是计算机用于工业控制等领域的一项重要技术，其在控制系统中的作用如下图所示。它主要由以下几个部件组成：,ADC0809 电路连接图,针对右图实现编程控制,学习导引,硬件结构决定着程序设计，在程序设计时应该考虑的问题ADC0809的功能是什么？如何编程控制ADC0809？ADC0809实现模数转换的基本原理是什么？ADC0809的引脚功能是什么？ADC0809的内部结构？ADC0809的控制步骤？在掌握ADC0809编程控制的基本知识后，接下来呢如何确定ADC0809的端口地址？如何对ADC0809进行读写操作？,以 应用 简介 ADC0809 功能,基本转换原理？,8位计数式A/D转换原理,逐次逼近式A/D转换原理（0809采用）,ADC主要有以下性能指标：(1)分辨率 分辨率表明了A/D转换器能够分辨最小的模拟信号的能力，即V/2n(n为转换的数据宽度).分辨率仅表明了A/D转换器在理论上可以达到的精度。(2)转换精度 转换精度是A/D转换器实际输出值和理想输出值的误差,可用绝对精度或相对精度来表示。绝对精度：绝对精度等于实际转换结果与理论转换结果之差，通常以数字量的最小有效位（LSB）的分数值来表示。例如，1LSB，1/2LSB，1/4LSB等。相对精度：相对精度是绝对精度与模拟电压满量程的百分比.,(3)转换时间 转换时间是指模拟信号输入启动转换到转换结束，输出达到最终值并稳定所经历的时间.A/D转换芯片ADC0809 主要技术指标如下：*分辨率：8位；*转换方法：逐次逼近法；*转换时间：100s；*输入模拟电压范围：8路模拟电压均为05V；*电源电压：5V。,图 ADC0809引脚图,ADC0809的引脚,和CPU三总线相连的引脚 D7D0：8位数字量输出引脚。ADDA、ADDB、ADDC：通道地址选择信号，其中，ADDA为低位，ADDC为高位。ADDC、ADDB、ADDA 的111000对应IN7IN0。START：A/D转换启动信号。当START引脚出现一个宽度不小于100us的高电平时，使逐次逼近寄存器清0，并启动0809开始转换。ALE：地址锁存允许信号，当引脚出现一个宽度不小于100us的高电平时，锁存ADDA、ADDB、ADDC通道地址选择信号。OE：允许输出信号，当OE1时，打开0809内部的输出 锁存器，把ADC的转换结果送往数据总线D0D7。EOC：转换结束指示。该引脚在转换开始及转换中间均为低电平。转换结束后，EOC呈现高电平，该引脚可用于向CPU提出中断请求。,其他引脚 IN0IN7：8路模拟输入，具体由ADDA、ADDB、ADDC 三位地址编码选择其中的一路。VREF(+)、VREF（）：二个参考电压输入引脚，通常参考电压从VREF(+)端引入，而VREF（）与模拟地AGND相连。当VREF(+)接5V时，输入电压范围为0V5V。CLK：时钟输入信号，要求频率不高于1280kHz。GND：ADC的数字接地端。,ADC0809内部结构,图 ADC0809的时序图ADC0809的一次转换分为以下4个阶段：1，在ALE信号的作用下，地址引脚ADDCADDA上的信号被锁存。随后，由地址引脚选择的模拟信号被多路开关接通，进入ADC0809；2，在启动脉冲START的作用下，A/D转换开始。,3，转换完成后，ADC0809转换结束信号EOC由低电平变为高电平，该信号可以作为状态信号由CPU查询，也可以作为中断请求信号通知CPU一次A/D转换已经完成。4，CPU在查询式I/O程序或中断服务程序中执行读ADC0809 数据端口的指令，该指令经地址译码电路产生高电平，OE有效信号，打开输出三态缓冲器，转换结果通过系统 数据总线进入CPU。,图 ADC0809的时序图,构思：ADC0809电路连接,ADC0809采取三总线方式与CPU相连ADC0809的数据线连接？ADC0809三根地址线的连接？ADC0809的控制线和状态线呢？必须使START引脚输入高电平才可以启动转换；必须使ALE引脚输入高电平才可以锁存地址信号，选中被转换的INn引脚。（注：这两个引脚可以被CPU同时控制）若想将转换数据传送到数据总线，从而进入到CPU，必须使OE引脚输入1（当然由CPU控制输入），该信号如何控制？EOC引脚如何使用？程序控制方式与EOC引脚有什么关联？ADC0809有片选信号么？如何确定0809的端口地址？ADC0809的其他引脚：CLK,REF+,REF-,电路连接雏形,设计：ADC0809 硬件电路连接,#define IN0_ADRXBYTE0 xc000/11xx xxxx xxxx x000Bmain()unsigned char temp;while(1)IN0_ADR=x;/写入什么数无所谓.关键是发出写操作，/该操作会使START与ALE信号有效，/锁定对IN0引脚输入并转换delay();temp=IN0_ADR;,如何编程控制，启动两路转换,与CPU的又一连接方案 ADC0809的接口设计需考虑的问题如下：ADDA、ADDB、ADDC三端可直接连接到CPU地址总线 A0、A1、A2端，但此种方法占用的I/O口地址多。每一个模拟输入端对应一个口地址，8个模拟输入端占用8个口 地址，对于微机系统外设资源的占用太多，因而一般 ADDA、ADDB、ADDC分别接在数据总线的D0、D1、D2 端，通过数据线输出一个控制字作为模拟通道选择的控制信号。ALE信号为启动ADC0809选择开关的控制信号，该控制信号可以和启动转换信号START同时有效。,针对上一 连接方案 的 硬件连线图,如果引入了中断，程序如何？,电路板ADC0809模块电路设计,1A，2A：时钟输入端，脉冲下降沿有效1clear，2clear：异步清0端1QA1QD，2QA2QD:输出端VCC：电源端GND：地端,引脚功能：,CLK信号的生成CLK：时钟输入信号，要求频率不高于640kHz实际设计中，通常采用 将ALE信号分频 方式来获得本电路板中使用了一片74ls393芯片74ls393芯片是 双四位二进制 计数器,74ls393内部结构,74LS393真值表,注：H1L0,74LS393电路连线设计,对ALE信号做2分频,对ALE信号做4分频,注：ALE在每个机器周期内输出两个脉冲，即它的输出频率为：晶振频率/12*2,电路板 ADC0809连线,连接数据总线JP20或JP23,译码电路生成控制信号,使用中断时，连引脚INT0或INT1,连地址总线JP22,连74ls393输出,
