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A/D轉(zhuǎn)換器是模擬信號源與計算機或其它數(shù)字系統(tǒng)之間聯(lián)系的橋梁，其任務是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計算機等數(shù)字系統(tǒng)進行處理、存儲、控制和顯示;在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集及許多其它領域中，它是不可缺少的重要組成部分。目前用軟件的方法雖然可以實現(xiàn)高精度的A/D轉(zhuǎn)換，但占用CPU時間長，限制了應用。而作為典型的A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，具有轉(zhuǎn)換速度快、價格低廉及與微型計算機接口簡便等一系列優(yōu)點，目前在8位單片機系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。下面將介紹其的原理：

1.主要特性

(1)具有轉(zhuǎn)換起停控制端;

(2)轉(zhuǎn)換時間為100μs;

(3)單個+5V電源供電;

(4)低功耗，約15mW;

(5)8路8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位;

(6)工作溫度范圍為-40～+85攝氏度;

(7)模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點和滿刻度校準。

2.內(nèi)部邏輯結(jié)構

ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構如圖1所示，它主要由三部分組成。第一部分：模擬輸入選擇部分，包括一個8路模擬開關、一個地址鎖存譯碼電路。輸入的3位通道地址信號由鎖存器鎖存，經(jīng)譯碼電路后控制模擬開關選擇相應的模擬輸入。第二部分：轉(zhuǎn)換器部分，主要包括比較器，8位A/D轉(zhuǎn)換器，逐次逼近寄存器SAR，電阻網(wǎng)絡以及控制邏輯電路等。第三部分：輸出部分，包括一個8位三態(tài)輸出緩沖器，可直接與CPU數(shù)據(jù)總線接口。

圖1 ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構圖

由于芯片性能特點是一個逐次逼近型的A/D 轉(zhuǎn)換器，外部供給基準電壓;分辨率為8位，帶有三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換結(jié)束時，可由CPU打開三態(tài)門，讀出8位的轉(zhuǎn)換結(jié)果;有8個模擬量的輸入端，可引入8路待轉(zhuǎn)換的模擬量。ADC0809的數(shù)據(jù)輸出結(jié)構是內(nèi)部有可控的三態(tài)緩沖器，所以它的數(shù)字量輸出信號線可以與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連。內(nèi)部的三態(tài)緩沖器由OE控制，當OE為高電平時，三態(tài)緩沖器打開，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出;當OE為低電平時，三態(tài)緩沖器處于阻斷狀態(tài)，內(nèi)部數(shù)據(jù)對外部的數(shù)據(jù)總線沒有影響。因此，在實際應用中，如果轉(zhuǎn)換結(jié)束，要讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果則只要在OE引腳上加一個正脈沖，ADC0809就會將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)總線上。

3.轉(zhuǎn)換過程

ADC0809的時序圖如圖2所示。從時序圖可以看出ADC0809的啟動信號START是脈沖信號，也即此芯片是靠脈沖啟動的。當模擬量送至某一通道后，由三位地址信號譯碼選擇，地址信號由地址鎖存允許信號ALE鎖存。啟動脈沖START到來后，ADC0809就開始進行轉(zhuǎn)換。啟動正脈沖的寬度應大于200ns，其上升沿復位逐次逼近SAR，其下降沿才正真開始轉(zhuǎn)換。START在上升沿后2us在加上8個時鐘周期的時間，EOC才變?yōu)榈碗娖?。當轉(zhuǎn)換完成后，輸出轉(zhuǎn)換信號EOC由低電平變?yōu)楦唠娖接行盘枴］敵鲈试S信號OE打開輸出三態(tài)緩沖器的門，把轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)總線上。使用時可利用EOC信號短接到OE端，也可利用EOC信號向CPU申請中斷。

圖2 ADC0809時序圖

本文總結(jié)了ADC0809的內(nèi)部結(jié)構以及工作過程。ADC0809作為逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，在精度、速度和價格上都適中，是最常用的A/D轉(zhuǎn)換器件。在與單片機的接口電路中，關鍵是要明確0809轉(zhuǎn)換的原理及單片機控制0809的工作過程，并且對軟件編程還有一定的要求。
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