模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc0809的研究

模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc0809的研究

1.雙轉(zhuǎn)換器防節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集大多數(shù)測試系統(tǒng)都進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以進(jìn)行精確、連續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模數(shù)。ADC0809是一種在數(shù)據(jù)采集中比較常見的8路模數(shù)轉(zhuǎn)換器。但是如果要實(shí)現(xiàn)更多通道數(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的話則比較麻煩,本文旨在通過用兩片ADC0809構(gòu)建一個16通道的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),從而滿足了多通道A/D轉(zhuǎn)換的要求。2.fpgac7d-u3000引腳設(shè)計(1)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809是一種COMS單片型8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等組成。因此,ADC0809可處理8路模擬量輸入,且有三態(tài)輸出能力,既可與各種微處理器相連,也可單獨(dú)工作。ADC0809數(shù)據(jù)采集方式有3種:延時,查詢,中斷。它們在電路連接和程序編寫中都有所不同。在設(shè)計中可以選擇其中的一種或多種,本文中的電路連接采用的是中斷方式。ADC0809的A、B、C三個引腳用于選擇模擬信號的輸入端IN0～I(xiàn)N7中的任意一路,引腳A、B、C選擇通道的二進(jìn)制編碼如表1所示。(2)74LS74觸發(fā)器74LS74是一種上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器,該芯片帶有預(yù)置和清除端的兩組D型觸發(fā)器,其真值表如表2所示。從表可以看出,要使觸發(fā)器正常工作,SD端和RD端應(yīng)同時置于高電平,輸出端才能受控于輸入端,也可將他們懸空,上電默認(rèn)為高電平。要想復(fù)位或者置位,只需給它一個低電平即可。(3)74LS373鎖存器74LS373為三態(tài)輸出的八D透明鎖存器,373的輸出端1Q～8Q可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OC為低電平時,1Q～8Q為正常邏輯狀態(tài),可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng)OC為高電平時,1Q～8Q呈高阻態(tài),既不驅(qū)動總線,也不為總線的負(fù)載,但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端C為高電平時,Q隨數(shù)據(jù)輸入端D而變。當(dāng)C為低電平時,Q被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。其真值表如圖3所示。(4)微處理器STC15F2K60S2單片機(jī)本文根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計需求采用宏晶公司開發(fā)的STCl5F2K60S2系列單片機(jī),其具有高速、高可靠、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等特點(diǎn),加密性超強(qiáng),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8～12倍。內(nèi)部集成高精度R/C時鐘,5MHz～35MHz寬范圍可設(shè)置,可徹底省掉外部昂貴的晶振和外部復(fù)位電路。3路CCP/PWM/PCA,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(30萬次/秒),內(nèi)置2K字節(jié)大容量SRAM,2組高速異步串行通信端口,1組高速同步串行通信端口SPI,針對多串行口通信、電機(jī)控制、強(qiáng)干擾場合。3.p2p.7控制adc粗本文介紹的采集系統(tǒng)的總體思路是把第一片ADC0809的8位數(shù)據(jù)線輸出口與STC15F2K60S2的一組I/O口(P0.0～P0.7)直接相連,74LS374輸出的低3位地址1Q、2Q、3Q加到ADC0809的通道選擇端A、B、C,可作為通道編碼。STC15F2K60S2的WR與P2.7經(jīng)過或非門后,可接至ADC0809的START及ALE引腳,RD與P2.7經(jīng)過或非門后接至ADC0809的OE引腳,ADC0809的EOC經(jīng)反相后接到STC15F2K60S2的INT0引腳。同理,第二片ADC0809的8位數(shù)據(jù)線輸出口與STC15F2K60S2的另一組I/O口(P1.0～P1.7)直接相連,具體連接方法與第一片ADC0809類似,如圖1所示。ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路,所需的時鐘信號必須由外部提供,其要求的時鐘頻率必須小于640KHz。為了設(shè)計方便簡單,特借助STC15F2K60S2的時鐘信號為ADC0809提供外部時鐘信號,其ALE引腳在不訪問片外存儲器時,可作為對外輸出的時鐘信號,得到的外部時鐘頻率為單片機(jī)時鐘的1/6。為了方便,將兩片ADC0809的CLK引腳都與74LS74的2Q引腳相連,將1CLK引腳直接與STC15F2K60S2的ALE引腳相連,共同使用單片機(jī)的時鐘脈沖。ADC0809工作時將三態(tài)允許控制端OC置為低電平,使輸出端1Q～8Q為正常邏輯狀態(tài)。P2.7(地址總線最高位A15)可作為A/D轉(zhuǎn)換的啟動開關(guān),P2.7為低電平有效。在啟動A/D轉(zhuǎn)換時,可由寫信號WR和P2.7控制ADC0809的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動。而在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時,則由讀信號RD和P2.7控制ADC0809的OE信號。輸入3位地址A、B、C,并使ALE置為1,以將地址存入鎖存器中,此地址經(jīng)譯碼可選通兩個ADC0809的共16路模擬輸入之一到比較器中,START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號,在A/D轉(zhuǎn)換期間,EOC維持低電平,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,EOC變?yōu)楦唠娖健DC0809的START端收到下降沿后,并不立即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,而是延時后,才開始A/D轉(zhuǎn)換,EOC變?yōu)楦唠娖健纹瑱C(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方式主要有三種,本文采用的是中斷法。兩個ADC0809的EOC必須經(jīng)過非門接到STC15F2K60S2的中斷請求輸入端INT0和INT1上,單片機(jī)的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。STC15F2K60S2啟動A/D轉(zhuǎn)換后可以做其他工作,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,EOC由低電平變?yōu)楦唠娖?經(jīng)過非門傳到INT端,STC15F2K60S2收到中斷請求信號。若STC15F2K60S2開著中斷,則進(jìn)入中斷服務(wù)程序,在中斷服務(wù)程序中讀取A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)