智能压力传感器系统设计论文（可编辑）.doc

《智能压力传感器系统设计论文（可编辑）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能压力传感器系统设计论文（可编辑）.doc（80页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 一、题目智能压力传感器系统设计二、指导思想和目的要求1. 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能提高解决实际问题的能力从而达到巩固、深化所学的知识与技能；2. 培养学生建立正确的科学思想培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风；3. 培养学生调查研究收集资料熟悉有关技术文件锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力三、主要技术指标1. 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能提高解决实际问题的能力从而达到巩固、深化所学的知识与技能；2. 培养学生建立正确的科学思想培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风；3. 培养学生调查研究收集

2、资料熟悉有关技术文件锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力三、主要技术指标本设计主要设计一个智能压力传感器的设计要求如下：被测介质： 气体、液体及蒸气量程： 0Pa500pa综合精度：0.25%FS供电： 24V Dc（1236VDC）介质温度：-20150环境温度：-2085过载能力： 150%FS响应时间：10mS稳定性：0.15%FS/年 能实时显示目标压力值和保存参数并能和上位机进行通信并具有较强的抗干扰能力所需要完成的工作：1.系统地掌握控制器的开发设计过程相关的电子技术和传感器技术等进行设计任务和功能的描述；2.进行系统设计方案的论证和总体设计；3.从全局考虑完成硬件和

3、软件资源分配和规划分别进行系统的硬件设计和软件设计；4.进行硬件调试软件调试和软硬件的联调；5. 查阅到15篇以上与题目相关的文献按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万（或翻译成中文后至少在3000字以上）字符以上的英文翻译四、进度和要求第01周-第02周：查阅相关资料并完成英文翻译；第03周-第04周：进行市场调查给出系统详细的设计任务和功能进行系统设计方案的论证和总体设计；第05周-第07周：完成硬件电路设计并用PROTEL画出硬件电路图；第08周-第10周：完成软件模块设计与调试；第11周-第12周：进行硬件调试软件调试和软硬件的联调；第13周-第14周：撰写毕业设计

4、论文；五、主要参考书及参考资料1. 单片机原理及应用张鑫等电子工业出版社2. MCS51单片机应用设计张毅刚等哈尔滨工业大学3. MCS51系列单片机实用接口技术李华等北京航天航空大学4. PROTEL2004电路原理图及PCB设计清源科技机械工业出版社5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究曹卫芳山东科技大 学200556. 单片机应用技术选编何立民北京航空航天大学出版社20007. 检测技术与系统设计张靖等中国电力出版社2001摘要压力是工业生产过程中的重要参数之一压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义本设

5、计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理使其完成智能化功能介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计并根据硬件进行了软件编程本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示是通过压力传感器将压力转换成电信号再经过运算放大器进行信号放大送至8位AD转换器然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息最后显示输出而在显示的过程中通过键盘向计算机系统输入各种数据和命令让单片机系统处于预定的功能状态显示需要的值本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理设计出了测量压力传感器的硬件应用单片机技术测量电路简单成本低应用面广但是由于自身的稳定性其测量结果

6、仍存在误差关键词: 压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LCD显示；AbstractPressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating which is of great significance. The single-chip i

7、s infiltrating into all fields of our lives so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design primarily through by using single-chip and dedicated chip handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent

8、function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor and conduct software development to the hardware.The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. Af

9、ter using operational amplifier the signal is amplified and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor and finally

10、 display output. In the course of show through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. In additionbased sensor thermal drift and nonlinearity principlethis paper has designedIntell

11、igent sensor hardware circuit and edited a C51Program.The circuit with micro-Process issimple and cheapthough the result has still a little error.Key words: pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LCD monitor;目录第一章 绪 论11.1前言11.2选题的背景和意义11.3智能压力传感器的发展方向21.4本文研究的内容3第二章 系统总体方案设计4

12、2.1系统任务描述42.1.1控制系统要求42.1.2主要仪器的选择42.2系统总体设计62.2.1系统组成62.2.2基于单片机的智能压力检测的原理6第三章 压力传感系统硬件设计73.1压力传感器73.1.1金属应变片的工作原理73.1.2 电阻应变片的基本结构83.1.3电阻应变片的测量电路83.1.4电桥电路的工作原理93.1.5非线性误差及温度补偿103.2信号放大电路113.2.1三运放放大电路113.3 A/D转换器123.3.1 A/D转换器的简介123.3.2 配置位说明133.3.3 工作时序图143.3.4 单片机对ADC0832的控制原理153.4 单片机173.4.1

13、AT89C51单片机简介173.4.2主要特性173.4.3管脚说明183.4.4振荡器特性193.4.5芯片擦除203.5 液晶屏LCD简介203.5.1液晶显示器原理203.5.2液晶显示器分类203.5.3字符的显示213.5.4 LM016L引脚功能说明213.6 报警模块22第四章 软件设计234.1 系统的主程序234.2 A/D转换器的软件设计254.2.1 ADC0832芯片接口程序的编写254.3 LCD数码管显示程序设计274.3.1 LM016LCD的RAM地址映射及标准字库表27第五章 PROTEUS 仿真调试295.1仿真软件了解295.1.1proteus软件介绍2

14、95.1.2protuse功能和特点295.2本次设计仿真过程305.2.1 创建原理图305.2.2 绘制仿真原理图305.2.3 系统调试315.2.4 开始仿真31第六章 总结336.1 设计总结336.2展望和不足34致谢35参考文献36附录一 PROTEL图37附录二 源程序38第一章 绪 论1.1前言 在信息高速发展的今天传感器检测系统的智能化和集成化成为其发展的两个重要方向而传感器检测系统智能化和集成化的程度主要取决于与之相结合的微处理器的性能具有数据处理能力能够进行自动检测、自动校准、自动误差补偿、自动抽样、以及标度变换功能的智能压力传感器检测系统已成为国内外开发和研究的热点传

15、感器技术是现代测量和自动化技术的重要技术之一从宇宙探索到海洋开发从生产过程的控制到现代文明生活几乎每一项现代科学技术都离不开传感器在工业、农业、国防、科技等各个领域传感器技术都得到了广泛的应用并展现出极其广阔的前景因此许多国家对传感器技术的发展十分重视例如在日本传感器技术被列为六大核心技术（传感器、通信、激光、半导体、超导和计算机）之一并且是将传感器列为十大技术之首；美国将90年代看作是传感器时代将传感器技术列为90年代22项关键技术之一我国对传感器的研究也有二十多年的历史并取得了很大的成就目前在科学技术就是第一生产力的思想指引下各项科学技术取得了突飞猛进的发展传感器技术也越来越受到各方面的重

16、视虽然在某些方面已赶上或者接近世界先进水平但是从总体来看与国外传感器技术的发展相比我国对传感器技术的研究和生产还比较落后现正处于方兴未艾的阶段由于智能传感器系统的研究起步较晚其理论和实践远未成熟离实际应用需求差距很大尤其是用于压力测量的高性能、小体积、低成本智能压力传感器系统更是有待于进一步开发因此研究开发高性能的智能压力传感器系统对于促进信息技术及自动化技术的发展、提高设备的性能及自动化水平具有不可低估的意义1.2选题的背景和意义近年来随着微型计算机的发展他的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍工业过程控制是计算机的一个重要应用领域其中由单片机构成的嵌入式系统已经越来越受到人们的关注现在可

17、以毫不夸张的说没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统的时代已经到来压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义在工业生产中为了高效、安全生产必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用因此有必要准确测量压力为了测到不同位置的压力值本次设计为基于单片机智能压力测量系统通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号再经过运算放大器进行信号放大送至8位AD转换器然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号再经单片机转换成LCD显示器可以识别的信息最后显示输出基于单片机的智能压力检测系统选择的单片机

18、是基于AT89C51单片机的测量与显示将压力经过压力传感器变为电信号再通过三运放放将电信号放大为标准信号为0-5V的电压信号然后进入A/D转换器将模拟量转换为数字量我们所采样的A/D转换器为ADC0832ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片其最高分辨可达256级可以适应一般的模拟量转换要求其内部电源输入与参考电压的复用使得芯片的模拟电压输入在05V之间芯片转换时间仅为32S据有双数据输出可作为数据校验以减少数据误差转换速度快且稳定性能强独立的芯片使能输入使多器件挂接和处理器控制变的更加方便通过DI数据输入端可以轻易的实现通道功能的选择正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线分别

19、是CS、CLK、DO、DI但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用为了提高单片机系统I/O口线的利用效率利用单片机AT87C51的串行口和液晶显示屏LM016L来显示.1.3智能压力传感器的发展方向 （1）向高智能高精度发展:随着自动化生产程度的不断提高对传感器的要求也在不断提高必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性目前能生产精度在万分之一以上的传感器的厂家为数很少其产最也远远不能满足要求 （2）向高可靠性、宽温度范围发展:传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性

20、能研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向提高温度范围历来是大课题大部分传感器其工作范围都在一2070在军用系统中要求工作温度在一40OC一85OC范围而汽车锅炉等场合要求传感器工作在一20OC1200C在冶炼、焦化等方面对传感器的温度要求更高因此发展新兴材料 如陶瓷 的传感器将很有前途（3）向微型化发展:各种控制仪器设备的功能越来越人要求各个部件体积能占位置越小越好因而传感器本身体积也是越小越好这就要求发展新的材料及加工技术目前利用硅材料制作的传感器体积己经很小如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的体积较大、稳定性差、寿命也短而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积

21、非常小、互换性可靠性都较好（4）高智能化：将压力传感器和单片机联系在一起使其能够在实际应用中能更好地实现人机互换交流增加仪器的数字化和智能化1.4本文研究的内容 研究开发一个智能压力传感器要实现的主要目标是：1.系统地掌握单片机的开发设计过程相关的电子技术和传感器技术等进行设计任务和功能的描述2.进行系统设计方案的论证和总体设计3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划分别进行系统的硬件设计和软件设计4.进行硬件调试软件调试和软硬件的联调第二章 系统总体方案设计2.1系统任务描述 该系统的任务是能够测量出被测物的压力并能实时显示目标压力值和保存参数并能和上位机进行通信并具有较强的抗干扰能力2.

22、1.1控制系统要求 该控制系统要求满足以下几点要求：（1）被测介质： 气体、液体及蒸气（2）量程： 0Pa500pa（3）综合精度：0.25%FS（4）供电： 24V Dc（1236VDC）（5）介质温度：-20150（6）环境温度：-2085 （7）当压力超过一定范围是可以报警（8）能实时显示目标压力值和保存参数并能和上位机进行通信并具有较强的抗干扰能力2.1.2主要仪器的比较选择1、压力传感器的选择压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出给显示仪表显示压力值或供控制和报警使用力学传感器的种类繁多如电阻应变片压力传感器、半导体应变片

23、压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等 而电阻应变式传感器具有悠久的历史由于它具有结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高等诸多优点因此是目前应用最广泛的传感器之一电阻应变式传感器由弹性元件和电阻应变片构成当弹性元件感受到物理量时其表面产生应变粘贴在弹性元件表面的电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化通过测量电阻应变片的电阻值变化可以用来测量各种参数2、放大器的选择被测的非电量经传感器得到的电信号幅度很小无法进行A/D转换必须对这些模拟电信号进行放大处理为使电路简单便

24、于调试本设计采用三运算放大器因为在具有较大共模电压的条件下仪表放大器能够对很微弱的差分电压信号进行放大并且具有很高的输入阻抗这些特性使其受到众多应用的欢迎广泛用于测量压力和温度的应变仪电桥接口、热电耦温度检测和各种低边、高边电流检测3、A/D转换器的选择 目前单片机在电子产品中已得到广泛应用许多类型的单片机内部已带有A/D转换电路但此类单片机会比无A/D转换功能的单片机在价格上高几元甚至很多我们采用一个普通的单片机加上一个A/D转换器实现A/D转换的功能这里A/D转换器可选ADC0832、ADC0809等；串行和并行接口模式是A/D转换器诸多分类中的一种但却是应用中器件选择的一个重要指标在同样

25、的转换分辨率及转换速度的前提下不同的接口方式会对电路结构及采用周期产生影响对A/D转换器的选择我们通过比较ADC0809和ADC0832来决定这两个转换器都是常见的A/D转换器其中ADC0809的并行接口A/D转换器ADC0832是串行接口A/D转换器我们所做的设计选择ADC0832A/D转换在单片机接口中应用广泛 串行 A/D转换器具有功耗低、性价比较高、芯片引脚少等特点4、主控制器的选择单片机是一种在线式实时控制计算机在线式就是现场控制需要的是有较强的抗干扰能力较低的成本这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别它拥有基于复杂指令集（CISC）的单片机内核虽然其速度不快12个振荡周期

26、才执行一个单周期指令但其端口结构为准双向并行口可兼有外部并行总线故使其扩展性能非常强大51的内部硬件预设可用特殊功能寄存器对其进行编辑2.1.3总体方案的选择 经过上述总结本设计采用89C51单片机作为控制芯片采用电阻应变片压力传感器采集压力信号通过压力传感器将采集的压力信号转换成与之对应的电信号经过ADC0832放大处理通过89C51在LCD屏幕上显示压力数据在超过压力限制时由蜂鸣器报警2.2系统总体设计2.2.1系统组成图2.1 智能压力传感器原理方框图2.2.2基于单片机的智能压力检测的原理 本次设计是以单片机组成的压力测量系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道用来采集输入信息压力的测

27、量需要传感器利用传感器将压力转换成电信号后再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理然后用LCD进行显示我们这次主要做的是A/D转换单片机和显示我们选用的A/D转换器是ADC0832单片机为AT89C51显示为液晶显示LCD根据硬件电路编程调试出来并显示结果第三章 压力传感系统硬件设计3.1压力传感器3.1.1金属应变片的工作原理 应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种金属电阻

28、应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上当基体受力发生应力变化时电阻应变片也一起产生形变使应变片的阻值发生改变从而使加在电阻上的电压发生变化这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小一般这种应变片都组成应变电桥并通过后续的仪表放大器进行放大再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构其阻值随压力所产生的应变而变化金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象俗称为电阻应变效应对于金属导体一段圆截面的导线的金属丝设其长为L截面积为A（直径为D） 原始电阻为 R金属导体的电阻值可用下式表示：

29、R LMA 3.1 式中：-金属导体的电阻率（?cm2/m） S-导体的截面积（cm2） L-导体的长度（m）当金属丝受到轴向力 F而被拉伸或压缩产生形变 其电阻值会随之变化 通过对（3.1）式两边取对数后再取全微分得: （3.2）式中为材料轴向线应变 且 跟据材料力学 在金属丝单向受力状态下 有 3.3 式中为导体材料的泊松比因此 有 3.4 试验发现 金属材料电阻率的相对变化与其体的相对变化间的关系为 3.5 式中 c为常数 由一定的材料和加工方式决定 将式 3.5 代入 3.4 且当R R时 可得 3.6 式中k 1+2 +c 1-2 为金属丝材料的应变灵敏系数上式表明 金属材料电阻的相

30、对变化与其线应变成正比这就是金属材料的应变电阻效应电阻变化率 R/R 的表达式为：K R/R/式中-材料的泊松系数；-应变量当金属丝受外力作用时其长度和截面积都会发生变化从上式中可很容易看出其电阻值即会发生改变假如金属丝受外力作用而伸长时其长度增加而截面积减少电阻值便会增大当金属丝受外力作用而压缩时长度减小而截面增加电阻值则会减小只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压）即可获得应变金属丝的应变情3.1.2 电阻应变片的基本结构 电阻应变片主要由四部分组成电阻丝是应变片敏感元件;基片、覆盖片起定位和保护电阻丝的作用并使电阻丝和被测试件之间绝缘;引出线用以连接测量导线3.1.3电阻应变片

31、的测量电路 应变片可以将应变转换为电阻的变化为了显示于记录应变的大小还要将电阻的变化再转换为电压或电流的变化因此需要有专用的测量电路通常采用直流电桥和交流电桥3.1.4电桥电路的工作原理 由于应变片的电桥电路的输出信号一般比较微弱所以目前大部分电阻应变式传感器的电桥输出端与直流放大器相连如图3.1所示图3.1直流电桥设电桥的各臂的电阻分别为R1R3R2R4 它们可以全部或部分是应变片由于直流放大器的输入电阻比电桥电阻大的多因此可将电桥输出端看成开路这种电桥成为电压输出桥输出电压U0 为 U0 （3.7）由上式可见：若R1R3 R2R4则输出电压必为零此时电桥处于平衡状态称为平衡电桥平衡电桥的平

32、衡条件为：R1R3 R2R4 应变片工作时其电阻变化R此时有不平衡电压输出 （3.8）由式（3.8）表明：R R1 时电桥的输出电压于应变成线性关系若相邻两桥臂的应变极性一致即同为拉应变活压应变时输出电压为两者之差若不同时则输出电压为两者之和若相对两桥臂的极性一直输出电压为两者之和反之则为两者之差电桥供电电压U越高输出电压U0 越大但是当U大时电阻应变片通过的电流也大若超过电阻应变片所允许通过的最大工作电流传感器就会出现蠕变和零漂基于这些原因可以合理的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度3.1.5非线性误差及温度补偿由式（3.8）的线性关系是在应变片的参数变化很小R R1 的情况下得出的若应变

33、片承受的压力太大则上述假设不成立电桥的输出电压应变之间成非线性关系在在这种情况下用按线性关系刻度的仪表进行测量必然带来非线性误差为了消除非线性误差在实际应用中常采用半桥差动或全桥差动电路如图3.2所示以改善非线性误差和提高输出灵敏度 U U a 半桥差动电路 （b） 全桥差动电路 图3.2 差动电桥图3.2（a）为半桥差动电路在传感器这中经常使用这种方法粘贴应变片时使两个应变片一个受压一个受拉应变符号相反工作时将两个应变片接入电桥的相邻两臂设电桥在初始时所示平衡的且为等臂电桥考虑到R R1 R2 则得半桥差动电路的输出电压为 （3.9）由上式可见半桥差动电路不仅可以消除非线性误差而且还使电桥的

34、输出灵敏度提高了一倍同时还能起到温度补偿的作用如果按图3.2（b）所示构成全桥差动电路同样考虑到 R R1 R2 R3 R4时得全桥差动电路的输出电压为 （3.10）可见全桥的电压灵敏度比单臂工作时的灵敏度提高了4倍非线性误差也得到了消除同时还具有温度补偿的作用该电路也得到了广泛的应用3.2信号放大电路3.2.1三运放放大电路 本次设计的放大器采用了三运放因为它具有高共模抑制比的放大电路它由三个集成运算放大器组成如图3.3所示3.3 三运放高共摸抑制比放大电路其中AR1和AR2为两个性能一致 主要指输入阻抗共模抑制比和增益 的同相输入通用集成运算放大器构成平衡对称差动放大输入级AR3构成双端输

35、入单端输出的输出级用来进一步抑制AR1和AR2的共模信号并适应接地负载的需要由于每个放大器求和点的电压等于施加在各自正输入端的电压因此整个差分输入电压现在都呈现在RG两端因为输入电压经过放大后（在A1 和A2的输出端）的差分电压呈现在R5RG和R6这三只电阻上所以差分增益可以通过仅改变RG进行调整如果R5 R6R1 R3和R2 R4则VOUT VIN2VIN1 12R5/RG （R2/R1）由于RG两端的电压等于VIN所以流过RG的电流等于VIN/RG因此输入信号将通过A1 和A2 获得增益并得到放大然而须注意的是对加到放大器输入端的共模电压在RG两端具有相同的电位从而不会在RG上产生电流由于

36、没有电流流过RG（也就无电流流过R5和R6）放大器AR1 和AR2 将作为单位增益跟随器而工作因此共模信号将以单位增益通过输入缓冲器而差分电压将按1（2 RF/RG）的增益系数被放大这也就意味着该电路的共模抑制比相比与原来的差分电路增大了1（2 RF/RG）倍 在理论上表明得到所要求的前端增益（由RG来决定）而不增加共模增益和误差即差分信号将按增益成比例增加而共模误差则不然所以比率增益（差分输入电压）/（共模误差电压）将增大因此CMR理论上直接与增益成比例增加这是一个非常有用的特性 最后由于结构上的对称性输入放大器的共模误差如果它们跟踪将被输出级的减法器消除这包括诸如共模抑制随频率变换的误差3

37、.3 A/D转换器 模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量能够完成这一任务的器件称之为模数转换器简称A/D转换器本次设计的中A/D转换器的任务是将放大器输出的模拟信号转换位数字量进行输出3.3.1 A/D转换器的简介本次设计A/D转换器选用两通道输入的八位ADC0832它是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片由于它体积小兼容性强性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎其目前已经有很高的普及率ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片其最高分辨可达256级可以适应一般的模拟量转换要求其内部电源输入与参考电压的复用使得芯片的模拟电压输入在05V之间芯片转换时间仅为32S据

38、有双数据输出可作为数据校验以减少数据误差转换速度快且稳定性能强独立的芯片使能输入使多器件挂接和处理器控制变得更加方便通过DI 数据输入端可以轻易的实现通道功能的选择有关引脚说明如下：? CS 片选使能低电平芯片使能? CH0 模拟输入通道0或作为IN+/-使用? CH1 模拟输入通道1或作为IN+/-使用? GND 芯片参考0电位（地）? DI 数据信号输入选择通道控制? DO 数据信号输出转换数据输出? CLK 芯片时钟输入? Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线分别是CS、CLK、DO、DI它的结构示意图如图3.4所示图3.4

39、 ADC0832结构示意图3.3.2 配置位说明ADC0832工作时模拟通道的选择及单端输入和差分输入的选择都取决于输入时序的配置位当差输入时要分配输入通道的极性两个输入通道的任何一个通道都可作为正极或负极ADC0832的配置位逻辑表如表3.1所示输入格式配置位选择通道号CH0CH1CH0CH1差分LL+-LH+-单端HL+-HH+-表3.1的配置位逻辑表表中+表示输入通道的端点为正极性；-表示输入端点为负极性H或L表示高、低电平输入配置位时高位（CH0）在前低位（CH1 ）在后3.3.3 工作时序图当 CS由高变低时选中ADC0832 在时钟的上升沿DI 端的数据移入 ADC0832内部的多

40、路地址移位寄存器在第一个时钟期间DI为高表示启动位紧接着输入两位配置位当输入启动位和配置位后选通输入模拟通道转换开始转换开始后经过一个时钟周期延接着在第一个时钟周期延迟以使选定的通道稳定ADC0832紧接着在第4个时钟下降沿输出转换数据数据输出时先输出最高位（D7D0）输出完转换结果后又以最低位开始重新遍数据（D7D0 ）两次发送的最低位共用当片选CS为高时内部所有寄存器清 输出变为高阻态如果要再进行一次模 数转换片选 必须再次从高向低跳变后面再输入启动位和配置位图3.5 ADC083工作时序图3.3.4 单片机对ADC0832的控制原理图3.6 ADC0832与单片机的接口电路 正常情况下A

41、DC0832与单片机的接口应为4条数据线分别是CS、CLK、DO、DI但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用 当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平此时芯片禁用CLK和DO/DI的电平可任意当要进行A/D转换时须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束此时芯片开始转换工作同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平表示启始信号在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能其功能项见表3.2MUX Address ChannelSGL/DIFODD/SIGN0110+-11-+表3.2ADC0832的功能表如表3.2所示当此2位数据为1、0时只对CH0进行单通道转换当2位数据为1、1时只对CH1进行单通道转换当2位数据为0、0时将CH0作为正输入端IN+CH1作为负输入端IN-进行输入当2位数据