第二章 模拟量输入 / 输出通道的接口技术2.1 多路开关及采样-保持器

　2.2 模拟量输出通道的接口技术　2.3 模拟量输入通道接口技术

2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术 A/D 转换器与微型机接口技术 : · 与系统的接法 · A/D 转换器的启动方式 · 模拟量输入通道的接法 · 参考电源如何提供 · 状态的检测及锁存 · 时钟信号的引入等

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A/D 转换器与微型机接口技术1 ．模拟量输入信号的连接 (1) 0～ 5V 的标准电压信号 · A/D 转换器的输入除单极性外，也可以接成双极性。 · 用户可通过改变外接线路来改变量程 ( AD574 ) 。 · 有的 A/D 转换器可以直接接入传感器的信号，如 AD670 。 (2) 单通道输入、多通道输入方式。 两种设计方法 : · 采用单通道 A/D 芯片 : ( 需在模拟量输入端加接多路开关、采样 / 保持器 ) · 采用带有多路开关的 A/D 转换器， ( 如 ADC0808 和 AD7581 、 ADC0816 )

2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术2 ．数字量输出引脚的连接 (1) A/D 转换器内部未含输出锁存器 需通过锁存器或 I/O 接口与微型机相连。 常用芯片 Intel 8155 、 8255 、 8243 74LS273 、 74LS373 、 8212 等。 (2) A/D 转换器内部含有数据输出锁存器 可直接与微型机相连。 也可以通过 I/O 接口连接 , 以便增加控制功能。

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术3 ． A/D 转换器的启动方式 (1) 任何 A/D 转换器都只在接到启动信号后，才开始进行转换 (2) 芯片不同，要求的启动方式也不同。 (3) 两种启动方式 ① 脉冲启动 可用 /WR 信号或 译码器的输出 Y i 通过逻辑电路实现。 如 : ADC0809 、 ADC80 、 AD574A ② 电平启动 · 启动电平加上后， A/D 转换即刻开始 . · 在转换过程中，必须保持这一电平，否则停止转换。 · 通过锁存器， D 触发器、或并行 I/O 接口等来实现。 如 : AD570 、 ADC0801 、和 AD670 等。 微机控制技术

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图 2-15 启动控制逻辑电路图微机控制技术

2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术4 ．转换结束信号的处理方法 A/D 转换过程完成后发出转换结束信号。 微型机检查判断 A/D 转换结束的方法有以下三种：（ 1 ）中断方式 · 硬件接线 : 将转换结束标志信号接到微型机的中断申 请引脚。 · 软件编程 : 微型机查询到中断申请并响应后 , 在中断服务程序中读取数据。 · 特点 : 中断方式使 A/D 转换器与微型机的并行工作。 常用于实时性要求比较强或多参数的数据采集系统。

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术（ 2 ）查询方式 · 硬件接法 : 把转换结束信号送到 CPU 数据总线或

I/O 接口的某一位上。 · 软件编程 : 微型机向 A/D 转换器发出启动信号。 查询 A/D 转换结束信号 : 未结束 , 继续查询。 结束，读出结果数据。 · 特点 : 程序设计比较简单，实时性也较强。 应用最多。

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术（ 3 ）软件延时方法 · 作法 : 微型机启动 A/D 转换后， 根据完成转换所需要的时间， 调用一段软件延时程序延时程序 , 待延时时间到位 , 即可读出结果数据。 · 特点 : 可靠性比较高，不必增加硬件连线。 但占用 CPU 的机时较多。 多用在 CPU 处理任务较少的系统中。

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术5 ．参考电平的连接 A/D 转换是在 D/A 转换的基础上实现的。(1) 参考电平是供给其内部 D/A 转换器的标准电源， 它直接关系到 A/D 转换的精度。 因而对该电源的要求比较高，(2) 要求由稳压电源供电。(3) 不同的 A/D 转换器，参考电源的提供方法也不一样。 通常 8 位 A/D 转换器采用外电源供给， 如： AD7574 、 ADC0809 等。 更高位数 A/D 转换器，则常在内部设有精密参考电源 : 如 AD574A 、 ADC80 等。

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术

(4) 参考电平的接法 · 单极性输入 VREF(+) VREF(-) +5V 地 · 双极性输入 VREF(+) VREF(-)

+5V/+10V -5V/-10V

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2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术6 ．时钟的连接 P39 、 P40 A/D 转换过程都是在时钟作用下完成的, 时钟频率是决定芯片转换速度的基准。时钟的提供方法：（ 1 ）内部提供，经常外接 RC 电路来提供。（ 2 ）一种是由外部时钟提供，提供方法 · 可以用单独的振荡器 。 · 用 CPU 时钟经分频后，送至 A/D 转换器的相应时 钟端子。 · 内部时钟，或外部时钟均可。

2.3.2 8 位 A/D 转换器接口技术 7 ．接地问题 · 意义 : 接地问题的处理关系到系统对于干扰的抵抗能力 · 作法 : 模拟地和数字地也要分别连接。 再把这两种”地”用一根导线连接起来。

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2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计

① 程序设计必须和硬件接口电路结合起来进行。 · 中断方式 · 查询方式 · 延时方式 ② A/D 转换器的程序设计主要分三步： · 启动 A/D 转换； · 查询或等待 A/D 转换结束； · 读出转换结果。

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2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计1. 中断方式 (1) 硬件设计 · 把 A/D 转换器的结束标志线与单片机或微型机 中断请求引脚相连。 · 若 A/D 转换器的结束标志线电平有与中断请求引 脚要求有别 , 需加一级反向器后再连接。 采用中断方式的 A/D 转换接口电路， 如 图 2.20 所示。

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2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计

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图 2—20 ADC0809 与 8031 的中断接口方式

2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计(2) 软件编程 完成中断方式的 A/D 转换的程序有两部分 : ① 主程序 · 设置触发方式（本例是边沿触发） · 安排中断矢量 · 开中断等 · 启动 A/D ② 中断服务程序。 · 读取转换结果

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TCON. 0, 即 IT00003HEA 、 EX0

2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计 主程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP ATOD ；转至中断服务程序ORG 0200H ；主程序 MAIN： SETB IT0 ；选择边沿触发方式SETB EX0 ；允许外部中断 0SETB EA ；开放总中断MOV DPTR ， #AREAD ；建立 A/D 转换器地址指针MOVX @DPTR ， A ；启动 A/D 转换 HERE： AJMP HERE ；模拟主程序

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FF80H1111111110000000

2. 3 ． 3 8 位 A/D 转换器程序设计 中断服务程序： ORG 0220H ATOD ： PUSH PSW ；保护现场PUSH ACCPUSH DPLPUSH DPHMOV DPTR ， #AREAD MOVX A ， @DPTR ；读 A/D 转换结果MOV DATA ， A POP DPH ；恢复现场POP DPLPOP ACCPOP PSWRETI ；返回主程序 AREAD EQU OFF80H DATA EQU 50H 微机控制技术