AD器件的存在必要

1、ADC0809AD器件的存在必要： 在現(xiàn)實(shí)生活中，我們遇到的信號(hào)基本上都是離散或者說(shuō)是模擬信號(hào)，比如說(shuō)電壓、音樂(lè)、圖片、溫度值等等，單片機(jī)無(wú)法直接接收這樣的信號(hào)并處理，以電壓為例，單片機(jī)如果想獲得電壓的大小，顯然我們不可能直接將這根電線聯(lián)在單片機(jī)的管腳上面，單片機(jī)的管腳是只能識(shí)別0V（0）或者5V（1）的。為了獲得這個(gè)電壓值，就必須有一種元器件將這個(gè)電壓值轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)再交給單片機(jī)來(lái)進(jìn)行處理，完成這個(gè)任務(wù)的器件就被稱(chēng)為AD器件。AD器件的參數(shù)說(shuō)明： AD或者DA器件最重要的參數(shù)是位數(shù)，我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到說(shuō)是幾位AD（DA），是指這種器件的精度，8位AD可以精確到1/256，而16位AD就可以將外

2、部信號(hào)精確到1/65535。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)8位的AD器件用于接收外部的0-5V信號(hào)，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，如果是0V，則AD器件就將其變換成數(shù)字0，如果是5V就變換成數(shù)字255，可以看到這種AD可識(shí)別的精度大約是0.02V，實(shí)際上選用何種AD或DA器件要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定，比如聲音信號(hào)差不多需要12位的AD才能比較清晰的分辨，而心電圖等人體電流信號(hào)可能需要16位或更高的精度才能測(cè)量。AD轉(zhuǎn)換的原理： AD轉(zhuǎn)換原理有好多種，此處就以學(xué)習(xí)板上采用的ADC0809來(lái)說(shuō)明。0809是一款8通道復(fù)用的8位AD轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵部分是它的8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。這個(gè)部分主要是由3部分組成：256R的階梯網(wǎng)絡(luò)，

3、連續(xù)逼近的電阻，和比較器。連續(xù)逼近電阻（SAR）通過(guò)8次迭代去大約逼近輸入電壓，只要輸出是幾位，那么就需要幾次迭代。SAR通過(guò)8組開(kāi)關(guān)組和比較器完成獲取輸入電壓對(duì)應(yīng)參考電壓的數(shù)字信號(hào)。下圖展示了一個(gè)3位轉(zhuǎn)換器的典型例子，0809只是把這個(gè)位數(shù)延伸到8位而已。學(xué)習(xí)板AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)： 原理圖如下： 雖然ADC0809有8個(gè)輸入通道，但是原理圖中只使用了IN-0通道，通道的選擇是有管腳ADD-A，ADD-B，ADD-C的值來(lái)決定的。所以如果由CPU控制這3個(gè)輸入就可以任意切換模擬信號(hào)輸入通道，從而達(dá)到8通道復(fù)用的目的。學(xué)習(xí)板上把這三個(gè)管腳都接地，即都為0，對(duì)應(yīng)輸入通道是IN-0通道。具體的對(duì)應(yīng)關(guān)

4、系請(qǐng)參考芯片手冊(cè)。 因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取是相對(duì)于參考電壓而來(lái)的，此處參考電壓的值分別是REF(+)=VCC，REF(-)=GND。所以輸入的模擬信號(hào)不應(yīng)該超出這個(gè)參考電壓范圍，否則就會(huì)超出量程。學(xué)習(xí)板上的IN-0通道輸入是由一個(gè)三端電位器的中心端輸入的，因此最大最小輸入信號(hào)都在VCCGND之間，不會(huì)超出量程。 下圖是ADC0809的工作時(shí)序圖。從時(shí)序圖可以看出，要獲取AD信號(hào)，必須首先啟動(dòng)AD，然后等待轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，最好讀取轉(zhuǎn)換獲得的數(shù)字信號(hào)。在學(xué)習(xí)板上對(duì)應(yīng)的操作過(guò)程是這樣的：首先，由高位地址線A12A15通過(guò)138組成譯碼電路產(chǎn)生ADC0809的片選信號(hào)CS_0809。要啟動(dòng)ADC0809必須首先啟

5、動(dòng)ADC0809的ALE端和START端，這兩個(gè)信號(hào)有CS_0809和CPU來(lái)的WR信號(hào)控制，因此要啟動(dòng)AD必須首先向使能CS_0809信號(hào)的對(duì)應(yīng)譯碼地址寫(xiě)任意一個(gè)數(shù)值，以能給ALE和START端產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖。這個(gè)對(duì)應(yīng)的譯碼地址從74HC138的電路可以看出是0xF000H，事實(shí)上只要高4位地址全為1就可以。當(dāng)在ADC0809的ALE和START端產(chǎn)生了啟動(dòng)脈沖后，ADC0809就進(jìn)入轉(zhuǎn)換工作，EOC端輸出低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，EOC端會(huì)有一個(gè)上升沿，變成高電平。學(xué)習(xí)板中把EOC端輸出通過(guò)一個(gè)74HC00與非門(mén)接到INT_0809信號(hào)上，這個(gè)信號(hào)通過(guò)跳線連接到CPU的INT1中斷上，因此，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)在CPU的INT1端產(chǎn)生一個(gè)下降沿中斷，從而程序進(jìn)入中斷服務(wù)程序，開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)。讀數(shù)據(jù)信號(hào)要使能ADC0809的ENABLE信號(hào)，這個(gè)信號(hào)就有RD信號(hào)和CS_0809來(lái)組成，所以要讀取數(shù)值，必須向ADC0809對(duì)應(yīng)的譯碼地址發(fā)一個(gè)讀命令就能獲取數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)了。 大家可以注意到ADC0809的采樣時(shí)鐘信號(hào)CLOCK是