16位高性能并行输出A_D转换器ADS7805及其应用

16 位高性能并行输出 A / D 转换器
AD S7805 及其应用
黄晓芩 刘延冰 华中理工大学 ( 430074)
摘要 A D S 7805 是一种高性能 16 位 A / D 转 机 、微机系统 , 而不需另加电源 。

( 6) 采用 28 脚 013 英寸双列直插封装 , 比 标准的 28 脚双列直插封装体积缩小一倍 。

换芯片 , 它自带采样/ 保持器 , 最高采样频率可 达 100k Hz ,采样结果全 16 位并行输出 ,采用单
+ 5V 电源供电 。

文中还详细介绍了 A D S 7805
的 功 能 及 使 用 方 法 , 并 给 出 了 A D S7805 与 80C196 单片机的接口电路和编程方法 。

关键词 A / D 转换器 并行接口 单片机
概 述
随着计算机应用的普及 , A / D 转换成为微 机控制中一个不可缺少的重要环节 。

在某些应 用场合 , 使用者对采样精度的要求很高 , 12 位
A / D 转换器已不能满足要求 。

16 位 A / D 转换
器应用得最多的是串行输出 A / D 转换器 , 但 串行输出 A / D 转换器与并行总线接口麻烦 , 读数慢 , 在一些对采样频率要求很高的场合不 适用 。

相比之下 ,并行输出的 A / D 芯片则更有 优势 。

美国 BB 公司出品的 16 位 A / D 芯片 A D S 7805 可适用于这样的应用场合 , 它具有如 下突出特点 。

( 1) 自带采样/ 保持器 , 方便对交流信号的 采样 。

( 2) 连续两次采样之间只需间隔 10μs , 最
高采样频率可达 100k Hz 。

( 3) 转换结果全 16 位并行输出 , 具有三态
缓冲功能 ,与 16 位数据总线接口方便 。

同时 ,可
由 B Y T E 信号线动态控制输出数据高低八位 的位置 (如图 1) , 这样与 8 位数据总线接口时 , 可分两次读出 16 位数据 ,极大方便了使用者 。

( 4) 提供 ±10V 的输入范围 , 与工业标准
兼容 。

( 5) 单 + 5V 电源供电 , 可方便地用于单片
图
1
A D S 7805 管脚符号及功能
管 脚
符 号
功 能
模拟量输入线 模拟地 外参考电压输入线 参考电压输出线 模拟地 数据线 数字地 数据线 输出选择线 。

当 B YT E 为低
时 ,D 1 5 ～D 8 输出高八位 ,D 7 ～ D 0 输出低八位 ;当 B YT E 为 高时 ,D 1 5 ～D 8 输出低八位 ,
D 7 ～D 0 输出高八位 1 2 3 4 5 6～13 14 15～22 23
V IN A G ND 1 R E F CA P A G ND 2 D 1 5 ～D 8 D G ND D 7 ～D 0 B YT E 读/ 转换信号线 。

当 CS 为低 、 24
R / C
B U S Y 为高时
, R / C 为低 ,将启 动转换 ; R / C 为高 ,将输出转换
数据 片选信号线 25 26
CS
状态线 。

B U S Y 为低 ,表示正在 B U S Y 转换 ;B U S Y 为高 ,表示转换已 结束
模拟电源线 。

一般接 + 5V 数字电源线 。

一般接 + 5V 27 28
V A N A
V D I G
管脚功能说明
A D 7805 管脚功能说明如上表 。

基本操作及时序
A D S 7805 的一次完整操作过程是由启动 用很灵活 ,一般有两种使用方法 。

1 211 CS 始终接低电平 ,由 R / C 来控制操作
时序如图 2 。

R / C 的下跳沿将启动一次新 的转换 , 在转换的同时将输出前一次转换的结 果 ; 在转换结束之后 ,输出本次转换结果 。

所以 在这种方式下有两种操作方式 :
2 转换和读数据两部分构成 。

CS 和 R / C 两根信 号线控制着整个操作时序 。

由于 CS 和 R / C 在 芯片内部是逻辑或的关系 ,使得 A D S7805 的使
图
2
线直到其变高表示转换完毕 ,读转换数据 ,再开 始下次的转换 。

( 1) 转换与读数同时进行 让 R / C 为低启动转换 ,在转换的同时读上 一次的转换结果 , 但是由于启动转换后上一次 的转换结果只在 7μs 内有效 , 所以必须在启动 转换后 7μs 内读数才有效 ,否则数据无效 。

( 2) 先转换 ,后读数 212 由 CS 控制操作
时序如图 3 所示 。

这种情况操作比较简单 , C S 、R / C 同时为低将启动转换 ; CS 为低 , R / C 为高将输出转换数据 。

让 R / C 为低启动转换 , 查询 B U S Y 信号
应用实例
在 “500k V 组合式光纤电流 、电压传感系 统”课题中 ,采用两片 A D S 7805 实现对电流 、电
压 信 号 的 同 时 采 样 。

为 了 同 时 控 制 两 片
A D S 7805 , 采用 8255 构成接口电路 , 如图 4 所 示 。

3
图 4
L DB
L DB S TB L DB L DB L DB S TB
CL ,0A 000 H 0 ;
AL , # 0 F H 0 ; AL ,0C 000 H 0 ; B H ,8000 H 0 ; C H ,0A 000 H 0 ; AL , # 05 H ; AL ,0C 000 H 0 ;
为简化操作 , 将 CS 接地 , 由 R / C 控制转
换 。

编程时采用先转换后读数的操作方式 。

通 读高字节
过查询 B U S Y 信号线可知转换是否完毕 , 由于
转换至多在 8μs 内完成 , 所以也可 在启动转换 后延时 8μs 直接读数 , 而不必查询 B U S Y 信号
线 。

程序片断如下 :
为下次转换作准备
注意事项
( 1) A D S 7805 的外围电阻 、电位器 (如图 4)
用来补偿零点误差和增益误差 。

最好选用 1 %
精度的金属膜电阻 。

4
初始化 8255 L DB S TB L DB S TB L DB S TB L DB S TB L DB
L OO P :DJ N Z L DB
AL , # 9A H ; AL ,0 E000 H 0 ; AL , # 05 H ; AL ,0C 000 H 0 ; AL , # 00 H ; AL ,0C 000 H 0 ; AL , # 05 H ; AL ,0C 000 H 0 ; AL , # 06 H ; AL ,L OO P ;
BL ,8000 H 0 ;
初始化 AD S 7805 同时启动两片 AD S8255 ( 2) 在 B U S Y 信号线变为高电平之前 , CS 或 R / C 必须恢复至高电平 , 否则转换数据无
效 ,故启动脉冲宽度应介于 40n s 与 7μs 之间 。

( 3) A D S7805 的输出数据采用补码表示 。

收稿日期 : 1998 - 12 - 20
(周广义 编发)
恢复 R/ C 为高电平 延时 8μs ,等待转换完毕 读低字节。