MCS-51单片机与A/D转换器的接口和应用

  A/D转换器用于实现模拟量向数字量的转换，由于模数转换电路的种类很多，选择A/D转换器件主要从速度、精度和价格方面考虑的。按转换原理可分为4种，即：

1. 计数式A/D转换器。

2. 双积分式A/D转换器。

3. 逐次逼近式A/D转换器。

4. 并行式A/D转换器。

         目前最常用的是双积分式和逐次逼近式。双积分式A/D转换器的优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜；但转换速度较慢。因此这种转换器主要用于速度要求不高的场合。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快、精度较高的转换器，其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。常用的这类芯片有：

1. ADC0801～ADC0805型8位MOS型A/D转换器；

2. ADC0808/0809型8位MOS型A/D转换器；

3. ADC0816/0817型8位MOS型A/D转换器。

9.2.1 典型A/D转换器芯片ADC0809

    8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。

1. ADC0809的内部逻辑结构

ADC0809的内部逻辑结构图如图9-7所示。

图9.7 ADC0809内部逻辑结构

图9.8 ADC0809引脚图

      图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表9-1为通道选择表。

                             表9-1 通道选择表

2．信号引脚

         ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列见图9.8。

             对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：

         IN₇～IN₀——模拟量输入通道

A、B、C——地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。

ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST.

D₇～D₀——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D₀为最低位，D₇为最高

OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。

CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号

EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。

Vcc—— +5V电源。

Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref₍₊₎=+5V, Vref_(-)=-5V).

9.2.2 MCS-51单片机与ADC0809的接口

        ADC0809与MCS-51单片机的连接如图9.10所示。

      电路连接主要涉及两个问题。一是8路模拟信号通道的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。

1. 8路模拟通道选择

图9.10 ADC0809与MCS-51的连接

    如图9.11所示模拟通道选择信号A、B、C分别接最低三位地址A₀、A₁、A₂即（P_0.0、P_0.1、P_0.2），而地址锁存允许信号ALE由P_2.0控制，则8路模拟通道的地址为0FEF8H～0FEFFH.此外，通道地址选择以作写选通信号，这一部分电路连接如图9.12所示。

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