第九章 d/a 和 a/d 转换器接口

Northwest A&F University

第九章 D/A 和 A/D 转换器接口

基于 KEIL 和 PROTEUS 的单片机技术侯俊才



单片机的外部设备不一定都是数字式的，也经常会和模拟式的设备连接。

例如单片机来控制温度、压力时，温度和压力都是连续变化的，都是模拟量，在单片机与外部环境通信的时候，就需要有一种转换器来把模拟信号变为数字信号，以便能够输送给单片机进行处理。而单片机送出的控制信号，也必须经过变换器变成模拟信号，才能为控制电路所接受。这种变换器就称为数模 (D ／ A) 转换器和模数 (A ／ D) 转换器。

CPU 与模拟外设之间的接口电路称为模拟接口。



9.1 D/A 转换器及其与 MCS-51 的接口技术 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。9.1 .1 D/A 转换器的主要技术指标 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。有

关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或 BCD 码）等。

（ 1 ）分辨率 (Resolution)

（ 2 ）偏移误差 (OffsetError)

(3) 线性度 (Linearity)

(4) 精度 (Accuracy)

(5) 转换速度 (ConvemionRate)

(6) 温度灵敏度 (TemperatureSensitivity)

分辨率反映了数字量在最低位上变化 1 位时输出模拟量的最小变化。一般用相对值表示。对于 8 位 D ／ A 转换器来说，分辨率为最大输出幅度的 0 ． 39 ％，即为 1 ／ 256 。而对于 10 位 D ／ A 转换器来说，分辨率可以提高到 0 ． 1 ％，即 1 ／ 1 024 。




9.1 D/A 转换器及其与 MCS-51 的接口技术 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。9.1 .1 D/A 转换器的主要技术指标 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟

量。有关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或 BCD 码）等。

（ 1 ）分辨率 (Resolution) （ 2 ）偏移误差 (OffsetError) (3) 线性度 (Linearity) (4) 精度 (Accuracy) (5) 转换速度 (ConvemionRate) (6) 温度灵敏度 (TemperatureSensitivity)

偏移误差是指输人数字量为 0 时，输出模拟量对 0 的偏移值。这种误差一般可在 D ／ A 转换器外部用电位器调节到最小。




9.1 D/A 转换器及其与 MCS-51 的接口技术 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。9.1 .1 D/A 转换器的主要技术指标 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。

有关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或 BCD 码）等。


线性度是指 D ／ A 转换器的实际转移特性与理想直线之间的最大误差，或最大偏移。一般情况下，偏差值应小于土言 LSB 。这里 LSB 是指最低一位数字量变化所带来的幅度变化。




9.1 D/A 转换器及其与 MCS-51 的接口技术 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。9.1 .1 D/A 转换器的主要技术指标 D/A 转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟

量。有关 D/A 转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或 BCD 码）等。


精度为实际模拟输出与理想模拟输出之间的最大偏差。除了线性度不好会影响精度之外，参考电源的波动等因素都会影响精度。可以理解为线性度是在一定测试条件下得到的 D ／ A转换器的误差，而精度是指在实际工作时的 D／ A 转换器的误差，一般质量的 D ／ A 转换器的精度为满量程的 o ． 2 ％ ± 言 LSB 。







转换速度即每秒钟可以转换的次数，其倒数为转换时间。







温度灵敏度是指输入不变的情况下，输出模拟信号随温度的变化。一般 D ／ A 转换器的温度灵敏度约为 ±50X10—6 ／ o()(ppm 为百万分之一，即 partspermillion) 。





9.1.2 DAC0832 的结构

8 位输入寄存器由 8个 D 锁存器组成，用来作为输入数据的缓冲寄存器。它的 8 个数据输入可以直接和微机的数据总线相连。 LE1 为其控制输入， LE1=1时， D 触发器接收信号， IE1=0 时，为锁存状态。

8 位 DAC 寄存器它也由 8 个 D 锁存器组成。 8 位输人数据只有经过 DAC 寄存器才能送到 D ／ A 转换器去转换。它的控制端为 LE2 ，当 LE2=1 时，输出跟随输入，而当 LE2=0 时为锁存状态。 DAC 寄存器的输出直接送到 8 位 D ／ A 转换器进行数模转换。

LE1=1 的条件： ILE=1 ， WR1=0 ， CS=0

LE2=1 的条件： WR2=0 ， XFER=0

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器

DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7

＆+

+

ILECSWR1

XFERWR2

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2

Rfb




9.1.3 DAC0832 的引脚

DAC0832 是 CMOS 工艺，双列直插式 20 引脚。 ① VCC 电源可以在 5-15V 内变化。典型使用

时用 15V 电源。 ② AGND 为模拟量地线， DGND 为数字量地

线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③ 参考电压 VREF 接外部的标准电源， VREF一般可在 +10V 到— 10V 范围内选用。

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR2

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2

Rfb

DAC0832

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

CS VCC

ILE

WR2

XFER

DI4

DI5

DI6

DI7

Iout2

Iout1

WR1

AGND

DI3

DI2

DI1

DI0

Vref

Rfb

DGND 11

12

13

14

15

16

17

18

19

20


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2

DAC0832 是 CMOS 工艺，双列直插式 20 引脚。

① VCC 电源可以在 5-15V 内变化。典型使用时用 15V 电源。

② AGND 为模拟量地线， DGND 为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。③ 参考电压 VREF 接外部的标准电源， VREF一般可在 +10V 到— 10V 范围内选用。

它的输出是与数字量成比例的电流， Vref 为参考电压输入，Rfb 为运算放大器的反馈电阻，引脚 Rfb则是这个反馈电阻瑞，接到运算放大器的输出端。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




DAC0832 有两个电流输出端： Ioutl 为 DAC 电流输出 1 ，当 DAC 寄存器中为全 1 时，输出电流最大，当 DAC 寄存器中为全 0时，输出电流为 0 。 Iout2 为 DAC 电流输出 2 ， Iout2 为一常数与 Ioutl 之差，即 Ioutl+Iout2 ． = 常数

在实际使用时，总是将电流转为电压来使用，即将 Ioutl 和 Iout2 加到一个运算放大器的输入。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




DI0—DI7 是数字量输入信号线。可以直接和微机的数据总线相连。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




ILE ：输入锁存允许信号，高电平有效。只有当 ILE=1 时，输人数字量才可能进入 8 位输入寄存器。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




CS ：片选输入，低电子有效。只有当 WR1·CS=0 时，这片 0832 才被选中工作。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




WR1 ：写信号 1 ，低电平有效，控制输入寄存器的写入。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




XFER ：传送控制信号，低电平有效。控制数据从输入寄存器到 DAC 寄存器的传送。

Rfb


DAC0832 的引脚

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2




WR2 ：写信号 2 ，低电平有效，控制 DAC 寄存器的写人。

Rfb


9.1.4 DAC0832 的接口DAC0832 转换器可以有三种工作方法，即直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。直通方式：这时两个 8 位数据寄存器都处于数据接收状态，即 LEI 和 IE2 都为 1 。输人数据直接送到内部 D ／ A 转换器去转换。单缓冲方式：这时两个 8 位数据寄存器中有一个处于直通方式 ( 数据接收状态 ) ，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时， 0832 中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将 8 位 DAC 寄存器置于直通方式。双缓冲方式：这时两个 8 位数据寄存器都不处于直通方式，单片机或其他微机必须送两次写信号才能完成一次 D ／ A 转换。

8 位输入

寄存器

8 位DAC

寄存器

8 位D/A转换器


＆+

+

ILECSWR1

XFERWR2

VREF

IOUT1

IOUT2

DGNDLE1 LE2

Rfb


DAC0832 的接口——直通方式

直通方式：这时两个 8 位数据寄存器都处于数据接收状态，即 LEI 和 IE2 都为 1 。因此， IEL =1 ，而 CS 、 WRl 、 WR2 和 XFER 为 0 。输人数据直接送到内部 D／ A 转换器去转换。这种方式可用于一些不带微机的控制系统中。

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B

Date: 13-Feb-1999 Sheet of File: C:\My Documents\¿¼ÊÔ\ÌâÍ¼.ddb Drawn By:

EA/VP31

X119

X218

RESET9

INT012

INT113

T014

T115

P1.01

P1.12

P1.23

P1.34

P1.45

P1.56

P1.67

P1.78

P0.039

P0.138

P0.2 37

P0.336

P0.4 35

P0.534

P0.633

P0.732

P2.021

P2.122

P2.2 23

P2.324

P2.4 25

P2.526

P2.627

P2.728

RD 17

WR16

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

Vcc20

Iout111

lsbDI07

Iout212

DI16

DI2 5

Rfb9

DI34

DI4 16

Vref8

DI515

DI614

msbDI713

ILE19

WR2 18

CS 1

WR12

Xfer17

DAC0832

Vcc

GND


1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


GND

EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P03 36

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P2425

P2526

P26 27

P2728

PSEN29

ALE/P30

TXD11 RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38 Q3 9

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

Vcc20

Iout1 11lsbDI0

7

Iout212

DI16

DI25

Rfb9

DI34

DI416

Vref 8

DI515

DI614

msbDI713

ILE19

WR218

CS1

WR12

Xfer17

U?

DAC0832

vcc

DAC0832 的接口——单缓冲方式单缓冲方式：这时两个 8 位数据寄存器中有一个处于直通方式 ( 数据接收状态 ) ，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时， 0832 中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将 8 位 DAC 寄存器置于直通方式。为此，应将 WR2 和 XFER固定接零。而输入寄存器是工作于锁存器状态，它对于8031 单片机来说，相当于一个外部 RAM 单元。


DAC0832 的接口——双缓冲方式

双缓冲方式：这时两个 8 位数据寄存器都不处于直通方式，单片机或其他微机必须送两次写信号才能完成一次 D ／ A 转换。若采用双缓冲方式，则 DAC0832 应被看作是外部 RAM 的两个单元而不是一个单元。

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B

Date: 13-Mar-2012 Sheet of File: F:\¹¤×÷\¾«Æ·¿Î\µ¥Æ¬»ú½Ì°̧ .ddb Drawn By:

EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD 17WR

16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P0138

P0237

P03 36

P0435

P05 34

P0633

P0732

P2021

P21 22

P2223

P2324

P2425

P2526

P26 27

P2728

PSEN29

ALE/P30

TXD11 RXD10

8PC51

D03

Q02

D14

Q15

D27

Q26

D38 Q3 9

D413

Q412

D514 Q5 15

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74LS373P00P01P02P03P04P05P06P07

P00P01P02P03P04P05P06P07

AB0AB1AB2AB3AB4AB5AB6AB7

AB8AB9AB10AB11AB12AB13AB14AB15

AG

ND

3V

cc20

Iout1 11

lsbDI07

Iout212

DI16

DI25

Rfb 9DI34

DI416

Vref8

DI515

DI614

msbDI713

ILE19

WR218

CS1

WR12 Xfer 17

DAC0832

P00P01P02P03P04P05P06P07

+5V



第九章 D/A 和 A/D 转换器接口9.1.5 DAC0830/DAC0831/DAC0832 的模拟输出方式

DAC0830/DAC0831/DAC0832属于电流输出型的 D/A 转换器，其转换结果是与输入数字量成正比的电流。这种形式的输出不能直接带动负载，需经运算放大器放大并转换成电压输出。电压输出又根据不同的场合，需要单极性电压输出和双极性电压输出。

P236图 9-5 的接口电路是单极性电压输出，运放的输出电压为

REFOUT VD

V 82

其中， D 为用十进制表示的数字输入量。



例如，设 VREF =-5 V ，当 D=FFH=255 时，

VVOUT 98.4)5(256

255

这是最大的输出电压。

若 D=01H=1 时，这是最低位 LSB 对应的输出电压。运放的输出电压与参考电压 VREF 是反极性。

VVOUT 02.0)5(256

1




8032 双极性输出



根据运放的理想情况，运放 A2 的反向输入端 "虚地 " ，且 I1+I2=0 ，而

,3

2

21 R

V

R

VI OUTREF

1

12 R

VI OUT

如果选择 R2=R3=2R1 ，则可以得到

VOUT2=–(2VOUT1+VREF)

设 VREF=+5 V ，当 VOUT1=0 V 时， VOUT2=5 V； VOUT1=–2.5 V 时 ,

VOUT2=0 V； VOUT1=–5 V 时 , VOUT2=5 V 。可见， VOUT2 将 VOUT1 输出电压范围 0~5 V 转换成双极性电压范围– 5~+5 V 。因



REF8OUT V2

DV


所以

REFREFREF V128

128D)V2V

256

D(V




锯齿波分为正向锯齿波和负向锯齿波。其中正向锯齿波应用广泛。在许多控制应用中，要求有一个线性增长的电压（正向锯齿）来控制检测过程，移动记录笔或移动电子束等。正向锯齿波形如图所示：产生正向锯齿波的方法：通过在 DAC0832 的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现。 DAC0832 的输入寄存器的地址为 7FFFH ：

锯齿波的产生

CS


P0.7~P0.0

WR1

WR2

VCCILE

Vref

£«

£

XFER

£«

£

10 k 10 k

10 k

£«10 V

£ 10 V

Rfb

Iout1

Iout2

DAC0832

£«5 V

WR

µØÖ·ÒëÂëÊä³ö

MOV DPTR ， #7FFFH

MOV A ， #00H

WW: MOVX @DPTR ， A

INC A

NOP

NOP

NOP

AJMP WW基于 KEIL 和 PROTEUS 的单片机技术侯俊才


MOV DPTR ， #7FFFH

MOV A ， #00H

WW: MOVX @DPTR ， A

DEC A

NOP

NOP

NOP

AJMP WW

思考 1 ：以下程序将产生何种波形？

CS


P0.7~P0.0

WR1

WR2

VCCILE

Vref

£«

£

XFER

£«

£

10 k 10 k

10 k

£«10 V

£ 10 V

Rfb

Iout1

Iout2

DAC0832

£«5 V

WR


思考 2 ：编程产生如下锯齿波？

4V

1V

START ： CLR A UP ： MOV P1 ， A

INC A JNZ UP

MOV A ， #254

DOWN ： MOV P1 ，A

DEC A JNZ DOWN

SJMP UP



三角波是由两段直线组成的，先送出一个线性增长的波形，达到最大值时，再进出一个线性减少的波形，两者结合，就成为三角波。然后使之不断地重复，就能得到一个连续的波形。实际上这里所说的线性波形仍是一些台阶很小的阶梯波形。为了更逼近线性增长，应使台阶的幅度尽可能小 (1 位 LSB) ，并且整个波形中台阶的高度和宽度应保持不变。为此，要特别注意转折处的处理，避免出现台阶的宽度变宽或其他影响波形线性的现象出现。

三角波的产生

START ： CLR A

UP ： MOV P1 ， A

INC A

JNZ UP

MOV A ， #254

DOWN ： MOV P1 ， A

DEC A

JNZ DOWN

SJMP UP


正弦波是双极性电压，最简单的办法就是将一个周期内电压变化的幅值（ -5V~+5V ）按 8 位 D/A 转换器的分辨率分为 256 个数值并列成表格，然后依次将这些数字量送入 D/A 转换器进行转换输出。只要循环不断地送数，在输出端就能获得正弦波。

正弦波的产生

SIN: MOV R7, #00HDAS0 ： MOV A ， R7 MOV @DPTR ， #TAB MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0BFFH ; 指向 D/A 转换器 MOVX @DPTR,A INC R7 LJMP DAS0 TAB ： DB 80H, 83H,86H,89H …… DB 76H,79H,7CH,80H ;正弦波表

CS


P0.7~P0.0

WR1

WR2

VCCILE

Vref

£«

£

XFER

£«

£

10 k 10 k

10 k

£«10 V

£ 10 V

Rfb

Iout1

Iout2

DAC0832

£«5 V

WR




9.2 D/A 转换接口电路

A/D 转换器用于实现模拟量→数字量的转换，按转换原理可分为4 种，即：计数式 A/D 转换器、双积分式 A/D 转换器、逐次逼近式A/D 转换器和并行式 A/D 转换器。

目前最常用的是双积分式 A/D 转换器和逐次逼近式 A/D 转换器。双积分式 A/D 转换器的主要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜。其缺点是转换速度较慢，因此，这种转换器主要用于速度要求不高的场合。另一种常用的 A/D 转换器是逐次逼近式的，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 μs 到几百 μs 之间。通常使用的逐次逼近式典型 A/D 转换器芯片有 ADC0801~ADC0805 型 8 位 MOS 型 A/D 转换器、 ADC0808 /

0809 型 8 位 MOS 型 A/D 转换器。




9.2.1 A/D 转换器的主要技术指标分辨率（ Resolution）分辨率是指 A/D转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数

字量的二进制位数。转换精度（ Conversion Accuracy）转换精度指满量程时 ADC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。量程 (满刻度范围——FULL Scale Range) 量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有 10V的单极性

范围或 -5 ～ +5V的双极性范围。则它们的量程都为 10V。满刻度只是个名义值，实际的 A/D， D/A转换器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n， n为转换器的位数。例如 12位的 A/D转换器，其满刻度值为 10V，而实际的最大输出值为 :

)(9976.94096

409510

2

11010

12V




线性度（ Linearity）线性度是指 ADC 的实际转换特性曲线和理想直线之间

的最大偏移差。

转换时间（ Conversion Time）从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代码所需的

时间称为转换时间，转换时间与转换器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转换器，通常位数越多，其转换时间越长。




9.2.2 ADC0809 简介 ADC0809 是一种 8 路模拟输入 8 路数字输出的逐次比较

型 A/D 转换器。目前在 8 位单片机系统中有着广泛的使用。

地址锁存

与译码

8位

A/D转换器

输出锁存与缓冲

IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

CLOCK




1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B

Date: 19-Jun-2004 Sheet of File: F:\¹¤×÷\¾«Æ·¿Î\µ¥Æ¬»ú½Ì°̧ .ddb Drawn By:

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-42

EOC7

IN-53

ADD-A25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75

ALE22

ref(-)16

ENABLE9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

ADC0809 的引脚

地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTARTEOC

Vref+Vref-

ADC0809芯片为 28 引脚双列直插式封装。

CLOCK




ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-IN7～ IN0 ：模拟量输入通道。 ADC0809 对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围 0～ 5 V ，若信号过小还需进行放大。另外，在 A/D 转换过程中，模拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

ADDA 、 ADDB 、 ADDC ：地址线。 ADDA 为低位地址，ADDC 为高位地址，用于对模拟通道进行选择。

地址状态与通道相对应的关系表

CLOCK


地址状态与通道相对应的关系表

ADDC ADDB ADDA 选择的通道

0000 0 10 1 00 1 11 0 01 0 1 1 1 0 1 1 1

IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7

通道选择表




ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

ALE ：地址锁存允许信号。在对应 ALE 上跳沿， ADDA 、ADDB 、 ASSC 地址状态送入地址锁存器中。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

START ：转换启动信号。 START 上跳沿时，所有内部寄存器清 0； START 下跳沿时，开始进行 A/D 转换；在 A/D 转换期间， START 应保持低电平。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

OE ：输出允许信号。其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 ，输出数据线呈高电阻； OE=1 ，输出转换得到的数据。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

EOC ：转换结束状态信号。 EOC=0 ，正在进行转换；EOC=1 ，转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-CLOCK ：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。

CLOCK



ADC0809 的引脚


地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

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 +5 V（ Vref (+) =+5 V ， Vref(-) =0 V ）

CLOCK


ADC0809 的接口

ADC0809 与 89C51 单片机的连接方式很多。电路连接主要涉及两个问题，一是 8路模拟信号通道选择，二是 A/D转换完成后转换数据的传送。

地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

CLOCK



ADC0809 的接口

8 路模拟信号通道选择线的连接方法有 2 种：与DB连接和

与 AB连接。

地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

CLOCK



ADC0809 的接口方法

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P0336

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P24 25

P2526

P26 27

P2728

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38

Q39

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3ADD-A

25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75ALE

22

ref(-) 16ENABLE

9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

GND

DB0DB1DB2

DB0DB1DB2

12

3 A

74ALS02

12

3 A

74ALS02



ADC0809 的接口方法

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P0336

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P24 25

P2526

P26 27

P2728

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38

Q39

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3ADD-A

25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75ALE

22

ref(-) 16ENABLE

9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

GND

DB0DB1DB2

DB0DB1DB2

12

3 A

74ALS02

12

3 A

74ALS02

AB0AB1AB2



ADC0809 的接口

A/D 转换后得到的是数字量的数据，这些数据应传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认 A/D 转换完成，因为只有确认数据转换完成后，才能进行传送。为此，可采用下述三种方式。

1) 定时传送方式

2) 查询方式

3) 中断方式

地址锁存

与译码

8位

A/D转换器


IN0IN1IN2IN3IN4IN5

D0D1D2D3D4D5D6D7

IN6IN7

ADDBADDA

ADDC

ALE

OESTART

EOC

Vref+Vref-

CLOCK



对于一种 A/D 转换器来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如 ,ADC0809 转换时间为 128 μs ，相当于 6 MHz 的MCS-51 单片机 R 64 个机器周期。可据此设计一个延时子程序， A/D 转换启动后即调用这个延时子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。在这种方式下， EOC 引脚悬空。

定时传送方式

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P0336

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P24 25

P2526

P26 27

P2728

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38

Q39

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3ADD-A

25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75ALE

22

ref(-) 16ENABLE

9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

GND

DB0DB1DB2

DB0DB1DB2

12

3 A

74ALS02

12

3 A

74ALS02


查询传送方式

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P0336

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P24 25

P2526

P26 27

P2728

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38

Q39

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3ADD-A

25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75ALE

22

ref(-) 16ENABLE

9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

GND

DB0DB1DB2

DB0DB1DB2

12

3 A

74ALS02

12

3 A

74ALS02

单片机启动 0809 后，延迟 10us ，检测 EOC ，若 EOC=0 则A/D 转换没有结束，继续检测 EOC ，直到 EOC=1 。当 EOC=1 时，A/D 转换已经结束，单片机读取 A/D 转换结果。在这种方式下， EOC 必须接到 8051 的一条 I/O 线上。

P1.0


中断传送方式

1 2 3 4 5 6

A

B

C

D

654321

D

C

B

A

Title

Number RevisionSize

B


EA/VP31

X119

X218

RESET9

RD17

WR16

INT012INT1

13

T014

T115

P101

P112

P123

P134

P145

P156

P167

P178

P0039

P01 38

P0237

P0336

P0435

P0534

P0633

P0732

P2021

P2122

P2223

P2324

P24 25

P2526

P26 27

P2728

PSEN 29

ALE/P30

TXD11

RXD10

8051

D03

Q02

D14 Q1 5

D27

Q26

D38

Q39

D413

Q412

D514

Q515

D617

Q616

D718

Q719

OE1

LE11

74HC373

IN-026

msb2-121

2-220

IN-127

2-319

2-418

IN-228

2-58

2-615

IN-31

2-714

lsb2-817

IN-4 2

EOC7

IN-5 3ADD-A

25

IN-64

ADD-B24

ADD-C23

IN-75ALE

22

ref(-) 16ENABLE

9

START6

ref(+)12

CLOCK10

ADC0809

GND

DB0DB1DB2

DB0DB1DB2

12

3 A

74ALS02

12

3 A

74ALS02

单片机启动 A/D 转换后可以做其它工作，当 A/D 转换结束时， EOC 由 0---1 经过非门传到 INT 端， 8051 收到中断请求信号，若 8051开着中断，则进入中断服务程序，在中断服务程序中单片机读取 A/D 转换的结果。在这种方式下， EOC 必须经过非门接到 8051 的中断请求输入线 INT0 或 INT1 上， 89C51 的中断触发方式为下降沿触发。

INT0


例：用 ADC0809 的 IN7 通道连续采集 40 个数据，存于内 RAM 中以 50H

为起始地址的单元中。试编程。 MOV R0 ， #50H ；内 RAM 首地址 MOV R7 ， #40 ；采集 40 个数据 MOV R2,#07H ；通道 IN7 地址号 MOV DPTR,#0000H ； 0809 的地址UP:MOV A,R2

MOVX @DPTR,A ；启动 A/D 转换 LCALL D1MS ；等待 A/D 转换结束 MOVX A,@DPTR ；读取 A/D 转换结果 MOV @R0,A ；存入内 RAM

INC R0 ；修改内 RAM 单元地址 DJNZ R7,UP

SJMP $

定时方式单路数据采集



例：用 ADC0809 的 IN7 通道连续采集 40 个数据，存于内 RA

M 中以 50H 为起始地址的单元中。试编程。 MOV R0 ， #50H ；内 RAM首地 MOV R7 ， #8 ；采集 40 个数据 MOV R2,#00H ；通道 IN7 地址号 MOV DPTR,#0000H ； 0809 的地址 UP:MOV A,R2 MOVX @DPTR,A ；启动 A/D 转换 JNB P1.0,$ ；查询 A/D 转换是否结束 MOVX A,@DPTR ；读取 A/D 转换结果 MOV @R0,A ；存入内 RAM INC R0 ；修改内 RAM 单元地址 DJNZ R7,UP SJMP $

查询方式单路数据采集



例：用 ADC0809 的 IN7 通道连续采集 40 个数据，存于内 RAM 中以 50H 为起始地址的单元中。试编程。

ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP AINTMAIN: MOV IE,#81HMOV R0 ， #50H MOV R7 ， #40MOV R2,#00HMOV DPTR,#0000HMOV A,R2MOVX @DPTR,A ；启动 A/D 转换SJMP $ ；等待中断

中断方式单路数据采集

AINT: MOVX A,@DPTR

MOV @R0,A ；存入内 RAM

INC R0 ；修改内 RAM 单元地址 DJNZ R7,AINT0

RETI

AINT0: MOV A,R2

MOVX @DPTR,A ；再次启动 A/D 转换 RETI
