A/D转换器的重要指标:
1) 转换时间和转换速率:转换时间A/D完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。
(2)分辨率:A/D转换器的分辨率习惯上用输出二进制位数或BCD码位数表示。
A/D转换器ADC0804时序图
如图,为单片机AD转换器的一种:
ADC0804单片集成A/D转换器。它采用CMOS工艺20引脚集成芯片,分辩率为8位,转换时间为100μs,输入电压范围为0~5V。芯片内具有三态输出数据锁存器,可直接接在数据总线上。
打开ADC0804的数据手册,我们可以看到以下典型的电路接法:
我们可以用仿真软件画出来:
接下来,我们分析一下上图的工作原理:
①ADC0804的片选端CS连接U2锁存哭的Q7输出端,我们可通过控制锁存器来控制CS,这样接的原因是TX-1C实验板扩展的外围太多,没有多余的I/O口独立控制ADC0804的CS端,所以选择U2。
② VIN(+)接电位器的中间滑动端,VIN(-)接地,因为这两端可以输入差分电压,即它可测量VIN(+)与VIN(-)之间的电压,当VIN(-)接地时,VIN(+)端的电压即为ADC0804的模拟输入电压。VIN(+)与电位器之间串联一个10kΩ电阻,目的是限制流入VIN(+)端的电流,防止电流过大而烧坏A/D芯片,当用短路帽短接插针ADIN后,电位器的中间滑动端便通过电阻R12与VIN(+)连接,此时调节电位器的旋钮,其中间滑动端的电压便在0~VCC变化,进而ADC0804的数字输出端也在0x00~0xFF变化。
③ CLKR,CLR,GND之间用电阻和电容组成RC振荡电路,用来给ADC0804提供工作所需的脉冲,其脉冲的频率为1/(1.1RC),按芯片手册上说明,R取10kΩ,C取150pF,TX-1C实验板上为了减少元件种类和焊接方便,C选用的是104磁片电容。大家在设计自己的电路时,可选择150pF电容,否则会影响A/D的转换速率。
④ VREF/2端用两个1kΩ的电阻分压得到VCC/2电压,即2.5V,将该电压作为A/D芯片工作时内部的参考电压。
⑤WR#、 RD#分别接单片机的P3.6和P3.7引脚,数字输出端接单片机的P1口。
⑥ 将AGND和DGND同时连接到实验板的GND上。我们在设计产品时,若用到A/D和D/A,一般这些芯片都提供独立的模拟地(AGND)和数字地(DGND)引脚,为了达到精度高,稳定性好的目的,最好将所有器件的模拟地和数字地分别连接,最后将模拟地与数字地仅在一点连接。
⑦ INTR#引脚未连接,TX-1C实验板上读取A/D数据未用中断法,因此可不接该引脚。数字芯片在操作时首先要分析它的操作时序图,图4.4.6是ADC0804的启动转换时序图。
审核编辑:黄飞
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