adc0809中文资料

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1、典型的集成典型的集成 ADC 芯片芯片 为了满足多种需要，目前国内外各半导体器件生产厂家设计并生产出了多种多样的 ADC 芯片。仅美国 AD 公司的 ADC 产品就有几十个系列、近百种型号之多。从性能上讲， 它们有的精度高、速度快，有的则价格低廉。从功能上讲，有的不仅具有 A/D 转换的基本 功能，还包括内部放大器和三态输出锁存器；有的甚至还包括多路开关、采样保持器等，已 发展为一个单片的小型数据采集系统。 尽管 ADC 芯片的品种、型号很多，其内部功能强弱、转换速度快慢、转换精度高低有 很大差别，但从用户最关心的外特性看，无论哪种芯片，都必不可少地要包括以下四种基本 信号引脚端：模拟信号输入

2、端(单极性或双极性)；数字量输出端(并行或串行)；转换启动信 号输入端；转换结束信号输出端。除此之外，各种不同型号的芯片可能还会有一些其他各不 相同的控制信号端。选用 ADC 芯片时，除了必须考虑各种技术要求外，通常还需了解芯片 以下两方面的特性。 （1）数字输出的方式是否有可控三态输出。有可控三态输出的 ADC 芯片允许输出线与微机系统的数据总线直接相连， 并在转换结束后利用读数信号RD选通三态门，将转换结 果送上总线。没有可控三态输出(包括内部根本没有输出三态门和虽有三态门、但外部不可 控两种情况)的 ADC 芯片则不允许数据输出线与系统的数据总线直接相连，而必须通过 I/O 接口与 MP

3、U 交换信息。 （2）启动转换的控制方式是脉冲控制式还是电平控制式。对脉冲启动转换的 ADC 芯 片， 只要在其启动转换引脚上施加一个宽度符合芯片要求的脉冲信号， 就能启动转换并自动 完成。一般能和 MPU 配套使用的芯片，MPU 的 I/O 写脉冲都能满足 ADC 芯片对启动脉冲 的要求。对电平启动转换的 ADC 芯片，在转换过程中启动信号必须保持规定的电平不变， 否则，如中途撤消规定的电平，就会停止转换而可能得到错误的结果。为此，必须用 D 触 发器或可编程并行 I/O 接口芯片的某一位来锁存这个电平， 或用单稳等电路来对启动信号进 行定时变换。 具有上述两种数字输出方式和两种启动转换控制

4、方式的 ADC 芯片都不少，在实际使用芯片 时要特别注意看清芯片说明。下面介绍两种常用芯片的性能和使用方法。 1. ADC 0808/0809 ADC 0808 和 ADC 0809 除精度略有差别外(前者精度为 8 位、后者精度为 7 位)，其余 各方面完全相同。它们都是 CMOS 器件，不仅包括一个 8 位的逐次逼近型的 ADC 部分，而 且还提供一个 8 通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑， 因而有理由把它作为简单的 “数据采 集系统” 。利用它可直接输入 8 个单端的模拟信号分时进行 A/D 转换，在多点巡回检测和过 程控制、运动控制中应用十分广泛。 1) 主要技术指标和特性 （1）分辨

5、率： 8 位。 （2）总的不可调误差： ADC0808 为21LSB,ADC 0809 为1LSB。 （3）转换时间： 取决于芯片时钟频率，如 CLK=500kHz 时，TCONV=128s。 （4）单一电源： +5V。 （5）模拟输入电压范围： 单极性 05V；双极性5V,10V(需外加一定电路)。 （6）具有可控三态输出缓存器。 （7）启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使 A/D 转换开始。 （8）使用时不需进行零点和满刻度调节。 2) 内部结构和外部引脚 ADC0808/0809 的内部结构和外部引脚分别如图 11.19 和图 11.20 所示。内部各部分

6、的 作用和工作原理在内部结构图中已一目了然， 在此就不再赘述， 下面仅对各引脚定义分述如 下： PDF pdfFactory 图 11.19 ADC0808/0809 内部结构框图 （1）IN0IN78 路模拟输入，通过 3 根地址译码线 ADDA、ADDB、ADDC来选通 一路。 （2）D7D0A/D 转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数 据线连接。8 位排列顺序是 D7为最高位，D0为最低位。 （3）ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。 地址信号与选中通道对应关系如表 11.3 所示。 （4）VR(+)、VR(- )正、负参

7、考电压输入端，用于提供片内 DAC 电阻网络的基准电 压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(- )=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(- )分别接正、负极 性的参考电压。 图 11.20 ADC0808/0809 外部引脚图 表表 11.3 地址信号与选中通道的关系地址信号与选中通道的关系 地 址 ADDC ADDB ADDA 选中通道 PDF pdfFactory 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 （5）ALE地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A

8、、B、C 三位地址 信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号常和 START 信号连在一起， 以便同时锁存通道地址和启动 A/D 转换。 （6）STARTA/D 转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼 近寄存器清零，下降沿开始 A/D 转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的 转换进程被中止，重新从头开始转换。 （7）EOC转换结束信号，高电平有效。该信号在 A/D 转换过程中为低电平，其余 时间为高电平。该信号可作为被 CPU 查询的状态信号，也可作为对 CPU 的中断请求信号。 在需要对某个模拟量不断采样、 转换的情况下， EOC 也可作为启动信号反馈

9、接到 START 端， 但在刚加电时需由外电路第一次启动。 （8）OE输出允许信号，高电平有效。当微处理器送出该信号时，ADC0808/0809 的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下，该信号往往是 CPU 发出的中断请求响应信号。 3) 工作时序与使用说明 ADC 0808/0809 的工作时序如图 11.21 所示。 当通道选择地址有效时， ALE 信号一出现， 地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随 ALE 之后(或与 ALE 同时)出现。START 的上升 沿将逐次逼近寄存器 SAR 复位，在该上升沿之后的 2s 加 8 个时钟周期内(不定)，EOC 信 号

10、将变低电平，以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后 EOC 再变高电平。微处理器 收到变为高电平的 EOC 信号后，便立即送出 OE 信号，打开三态门，读取转换结果。 图 11.21 ADC 0808/0809 工作时序 模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能在转换过程中进PDF pdfFactory 行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为 ADC0808/0809 的时间特性允许 这样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道 的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。 如用 EOC 信号去

11、产生中断请求，要特别注意 EOC 的变低相对于启动信号有 2s+8 个时钟 周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用 EOC 上升沿产生中断 请求，而不是靠高电平产生中断请求。 2. AD574A AD574A 是美国 AD 公司的产品，是目前国际市场上较先进的、价格低廉、应用较广的 混合集成 12 位逐次逼近式 ADC 芯片。它分 6 个等级，即 AD574AJ、AK、AL、AS、AT、 AU，前三种使用温度范围为 0+70，后三种为- 55+125。它们除线性度及其他某些 特性因等级不同而异外，主要性能指标和工作特点是相同的。 1) 主要技术指标和特性 （1）非线性误差

12、： 1LSB 或21LSB(因等级不同而异)。 （2）电压输入范围： 单极性 0+10V，0+20V，双极性5V,10V。 （3）转换时间： 35s。 （4）供电电源： +5V，15V。 （5）启动转换方式： 由多个信号联合控制，属脉冲式。 （6）输出方式： 具有多路方式的可控三态输出缓存器。 （7）无需外加时钟。 （8）片内有基准电压源。可外加 VR，也可通过将 VO(R)与 Vi(R)相连而自己提供 VR。 内部提供的 VR 为(10.000.1)V(max)，可供外部使用，其最大输出电流为 1.5mA； （9）可进行 12 位或 8 位转换。12 位输出可一次完成，也可两次完成(先高 8

13、 位，后低 4 位)。 2) 内部结构与引脚功能 AD574A 的内部结构与外部引脚如图 11.22 所示。从图可见，它由两片大规模集成电路 混合而成： 一片为以 D/A 转换器 AD565 和 10V 基准源为主的模拟片，一片为集成了逐次 逼近寄存器 SAR 和转换控制电路、时钟电路、三态输出缓冲器电路和高分辨率比较器的数 字片，其中 12 位三态输出缓冲器分成独立的 A、B、C 三段，每段 4 位，目的是便于与各 种字长微处理器的数据总线直接相连。AD574A 为 28 引脚双列直插式封装，各引脚信号的 功能定义分述如下： PDF pdfFactory 图 11.22 AD574A 的结构

14、框图与引脚 （1）12/8输出数据方式选择。当接高电平时，输出数据是 12 位字长；当接低电 平时，是将转换输出的数变成两个 8 位字输出。 （2）A0转换数据长度选择。当 A0为低电平时，进行 12 位转换；A0为高电平时， 则为 8 位长度的转换。 （3）CS片选信号。 （4）R/C读或转换选择。当为高电平时，可将转换后数据读出；当为低电平时， 启动转换。 （5） CE芯片允许信号， 用来控制转换与读操作。 只有当它为高电平时， 并且CS=0时，R/信号的控制才起作用。CE 和CS、R/C、12/8、A0信号配合进行转换和读操作的控 制真值表如表 11.4 所示。 （6）VCC正电源，电压

15、范围为 0+16.5V。 （7）Vo(R)+10V 参考电压输出端，具有 1.5mA 的带负载能力。 表表 11.4 AD574A 的转换和读操作控制真值表的转换和读操作控制真值表 CE CS CR/12 /8 A0 操作内容 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 +5V DGND DGND 0 1 0 1 无操作 无操作 启动一次 12 位转换 启动一次 8 位转换 并行读出 12 位 读出高 8 位(A 段和 B 段) 读出 C 段低 4 位， 并自动后跟 4 个 0 （8）AGND模拟地。 （9）GND数字地。 （10）Vi(R)参考电压输入端。 （11）VEE负电源，可选加- 11.4V- 16.5V 之间的电压。 （12）BIP OFF双极性偏移端，用于极性控制。单极性输入时接模拟地(AGND)， 双极性输入时接 Vo(R)端。 （13）Vi(10)单极性 010V 范围输入端，双极性5V 范围输入端。 （14）Vi(20)单极性 020V 范围输入端，双极性10V 范围输入端。 （15）STS转换状态输出端，只在转换进行过程中呈现高电平，转换一结束立即返 回到低电平。可用查询方式检测此端电平变化，来判