8位逐次渐进式AD转换器设计
8位逐次比较型adc转换器的逻辑电路
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八位DA转换器设计
西安电子科技大学卓越班电路课大作业及综合设计实验课题：八位D/A 转换器设计实验报告》小组成员：时间：2013年11月14日XIDIAN UNIVERSITY西安电子科技大学卓越班电路课大作业及综合设计实验一、课程设计目的二、课程设计内容和要求2.1 、设计内容2.2 、设计要求三、课程设计方案3.1 、设计思路3.2 、总体设计框图3.3 、工作原理3.4 、仿真电路设计3.4.1 、仿真电路图3.4.2 、仿真实验说明3.4.3 、仿真实验结果四、课程设计总结五、参考文献西安电子科技大学卓越班电路课大作业及综合设计实验一、课程设计目的在现代测控系统中，通常需要将经计算机处理后的数字信号（二进制数码0 和1）转换为模拟信号（连续变化的电流和电压），以便直接输出或控制执行机构（如电动机等）。
将数字信号转换为模拟信号的电路称为数/ 模（D/A）转换电路。
①掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；②学习使用Proteus 7.4 Professional 等软件绘制电路原理图及印刷板图；③掌握运用Proteus 7.4 Professional 对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
二、课程设计内容和要求2.1 、设计内容设计出八位D/A 转换器电路，符合实际，并能基于此模型印出PCB版。
2.2 、设计要求实际模型时分辨率、转换精度、转换速度、非线性误差、温度系数等达到生产要求。
XIDIAN UNIVERSITY三、课程设计方案3.1 、设计思路数/ 模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。
组成D/A 转换器的基本指导思想：将数字量按权展开相加，即得到与数字量成正比的模拟量。
3.2 、总体设计框图XIDIAN UNIVERSITY3.3 、工作原理如图为一实用的四位T 形权电阻网络D/A 转换由于集成运算放大器的电流求和点Σ为虚地，所以每个2R电阻的上端都相当于接地，从网络的A、B、C点分别向右看的对地电阻都是2R。
逐次渐近型AD转换器1
一、设计目的1. 了解数—模和模—数转换的概念，数—模转换器和模—数转换器的用途。
移位寄存器和三态缓存器的一些用途。
2. 数—模转换器和模—数转换器输入信号和输出信号间的关系。
3. D/A转换器和A/D转换器的主要性能指标，转换精度和转换速度的关系。
4．了解逐次渐进型A/D转换器的基本组成和工作原理。
5. 增强动手能力，思考能力，阅读资料的能力。
二、设计要求1) 转换精度0.5%。
2) 速度10000次/秒以上。
3) 模拟电压输入范围为0V – 5V。
4) 要求采取必要的提高抗干扰能力措施。
三、设计的总体结构1、电路的总体原理框图A/D转换器中因为输入模拟信号在时间上是连续的，而输出的数字信号是离散的，所以只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样，然后再将这些取样值转化成输出的数字量。
取样后进行保持，量化和编码。
表㈠拟信号进行比较图一电路原理框图2、电路原理逐次渐进性A/D转换器转换开始时先将寄存器清零，那么加给D/A转换器的数字量也是全0。
转换控制信号VL变为高电平时开始转换，时钟信号首相将寄存器的最高位置而成1，使寄存器的输出为100…00。
该数字量被D/A转换器装换成相应的模拟电压V O,并送到比较器与输入信号VI进行比较.若结果V O>V I,则数字过大，这个数字不要，应去掉；反之，保留。
依次用同样的方法将次高位置1，并进行比较V O和V I的大小来确定该位是否要保留。
逐位比较下去，直到比较完为止。
将逐次渐进寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。
四、所用器件电压比较器、555定时器构成的多谐振荡器、D触发器构成的环形移位寄器、JK 构成的逐次渐进寄存器、三态输出缓存器、DA转换器。
五、各部分电路设计1、CLK设计电路图二555定时器做成的多谐振荡电路该电路为555定时器构成的多谐振荡器，其不需要外加触发信号，使其输入电压在Vt+和Vt-之间不停地往复变化，便能自动产生矩形脉冲。
逐次渐近型AD转换器
电子学课程设计课题:逐次渐近型A/D转换器系另躍电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化姓名：______________________________ 学号：______________________________ 指导教师：___________________________河南城建学院2010年6月指导教师评语: 成绩:一、设计目的1、掌握一些常用的电子器件的功能及其使用方法；2、学会设计一些电子线路，加深对电子技术的认识和理解；3、利用A/D转换器的原理设计8位逐次渐近型A/D转换器；4、培养严谨治学的态度，锻炼动手操作能力。
二、设计要求1、转换精度0. 5%；2、转换速率10"/秒以上；3、模拟电压输入范围0〜5V；4、要求采取必要的提高抗干扰能力措施。
三、总体设计思想与原理1、工作原理基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减舷码进行试探。
逐次渐近法转换过程是：初始化时将逐次渐近寄存器各位清零；转换开始时, 先将逐次渐近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为U0,与送入电压比较器的待转换的模拟量Ui进行比较，若Uo<Ui,该位1被保留, 否则被清除。
然后再置逐次渐近寄存器次高位为1,将寄存器中新的数字量送D/A转换器, 输出的Uo再与Ui比较，若Uo<Ui,该位1被保留，否则被清除。
重复此过程，直至渐近寄存器最低位。
转换结束后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。
2、设计的总体原理框图下图是设讣的逐次渐近型A/D转换器的总体原理框架，主要有顺序脉冲发生器、逐次渐近寄存器、D/A转换器和电压比较器等儿部分组成。
输出数字杲：输入模拟电压逐次渐近型A/D转换器原理框图3、总电路图（见附图）四、部分电路的设计1、顺疗;脉冲发生器顺序脉冲发生器的作用是产生比较用的节拍脉冲，由74LS42和 拍脉冲。
8通道8位模_数转换器ADC0808_0809原理及应用
网络纵横
２００７年第１１期 132
８通道８位模/数转换器ADC0808/0809原理及应用
实验十、8路8位AD转换器接口设计实验
实验十、8路8位A/D转换器接口设计实验一、实验目的1．了解ADC0809转换器的工作原理2．掌握51单片机与ADC0809转换器的接口电路设计及编程二、实验设备1．A/D转换模块（ADC0809）2．单片机最小系统3．静态数码管显示模块三、实验要求要求用单片机最小系统、A/D转换模块、数码管显示模块组成一个简单的“数字电压表”。
将实验箱上可以手动调节的电位器的1、3脚分别连接＋5V和地，2脚输出的0～5V的模拟信号作为“数字电压表”的输入；通过数码管显示测得的当前电压值，精确到0.1V。
从0～5V之间取20个值进行测量，并与校准过的万用表测量值进行比较。
四、实验原理计算机处理的信息为数字量，而对控制现场进行控制时，被控制对象一般是连续变化的模拟量，模拟量必须经过转换，变为数字量送入计算机才能进行处理，将模拟量转变为数字量的过程称为A/D转换。
1．ADC0809工作原理和结构ADC0809单片CMOS数据采集器件，8位8通道复用，控制逻辑微处理器兼容。
8位A/D 转换器的转换技术为逐次逼近法。
具有一个高输入阻抗的比较器。
一个256R具有模拟开关树的分压电阻阵列，以便逼近输入电压。
器件不需要外部调零或满量程调整。
通过锁存、复用地址解码、TTL三态输出，可以很方便的与微处理器接口。
逻辑如图10-1。
图21-1逻辑图D 01D 2D 3D 4D 5D 6D 7图10－1 内部逻辑图图10－2 ADC0809引脚图◆ 单一5V 操作◆ 5V 参考或者外部提供参考。
◆ 非调整误差±1.2 LSB and ±1 LSB ◆ 输入单极性电压0-5V 。
◆ 低功耗15mW 。
◆ 转换时间100uS 。
DIP28封装管脚图如图10-2所示。
管脚定义如表10-1所示。
表10-1 管脚定义2通过地址ADD C ，ADD B 和ADD A ，选择输入的模拟电压通道，如表10-2。
表10-2操作时序图如图10-3，典型应用如图10-4图10-3 操作时序图图10-4 典型应用电路图五、实验步骤1．电路连接硬件连线如图10-5：图10-5：硬件连线图该电路由51单片机、ADC0809电路及七段数码显示电路三部分组成。
第22章基本型 8 位 AD 转换器
第 22 章 基本型 8 位 A/D 转换器
22.2 控制寄存器
寄存器 22-1: R/W-0 ADCS1 bit 7 bit 7:6 ADCS1:ADCS0:A/D 转换时钟选择位 00 = FOSC/2 01 = FOSC/8 10 = FOSC/32 11 = FRC ( 来自 A/D 模块内部 RC 振荡器的时钟 ) 未用 : 读为 '0'。 ADCON0 寄存器 R/W-0 U-0 ADCS0 —
(1)
R/W-0 CHS1
R/W-0 CHS0
R/W-0 GO/DONE
R/W-0 ADIF / —
(2)
R/W-0 ADON bit 0
22
基本型 8 位 A/D 转换器
bit 5 bit 4:3
CHS1:CHS0: 模拟通道选择位 00 = 通道 0, (AN0) 01 = 通道 1, (AN1) 10 = 通道 2, (AN2) 11 = 通道 3, (AN3) GO/DONE: A/D 转换状态位 如果 ADON = 1 1 = A/D 转换正在进行 ( 该位置 1 启动 A/D 转换 ) 0 = 未进行 A/D 转换 ( 在 A/D 转换完成后，该位自动被硬件清零 ) ADIF (2): A/D 转换完成中断标志位 1 = 转换完成 ( 必须用软件清零 ) 0 = 转换没有完成 ADON: A/D 模块开启位 1 = A/D 转换器模块工作 0 = A/D 转换器关闭，不消耗工作电流 图注 R = 可读位 U = 未使用，读为 ‘0’ W = 可写位 - n = 上电复位值
CHS1:CHS0
11 VAIN ( 输入电压 ) 基本型 8 位 A/D 转换器 10 01 00 VDD VREF ( 参考电压） 01 PCFG1:PCFG0 00 or 10 or 11
8位的adc设计原理
8位的adc设计原理8位的ADC设计原理一、引言模数转换器（ADC）是将模拟信号转换为数字信号的重要电子元件。
8位的ADC是指其输出为8位二进制数，即能将模拟信号按照256个离散的电平进行量化。
本文将介绍8位ADC的设计原理。
二、ADC的基本原理ADC的基本原理是将模拟信号进行采样和量化处理。
采样是指在一定的时间间隔内对模拟信号进行离散取样，量化是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
三、8位ADC的设计步骤1. 选择采样频率：采样频率决定了ADC对模拟信号进行离散取样的速度。
一般情况下，采样频率要满足奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号最高频率的两倍。
2. 设计模拟前端电路：模拟前端电路主要包括信号放大电路、滤波电路和抗混叠电路。
信号放大电路用于放大模拟信号的幅度，滤波电路用于去除高频噪声，抗混叠电路用于防止由于采样频率低于奈奎斯特频率而引起的混叠失真。
3. 设计采样电路：采样电路一般采用开关电容式采样电路。
采样电路的关键是选择合适的采样电容和采样电阻，以及设计合理的采样触发电路。
4. 设计比较器电路：比较器电路用于将采样电路的输出与参考电压进行比较，得到数字信号的高低电平。
5. 设计数字输出电路：数字输出电路将比较器输出的高低电平转换为二进制数，一般采用编码器和锁存器的组合电路实现。
6. 设计时钟信号电路：时钟信号电路用于同步各个模块的工作，保证ADC的稳定性和准确性。
四、8位ADC的性能指标1. 分辨率：分辨率是指ADC能够区分的最小电平变化。
对于8位ADC，其分辨率为电压参考范围除以256。
2. 采样速率：采样速率是指ADC每秒钟能够进行的采样次数。
对于8位ADC，其采样速率一般在几十至上百兆赫范围内。
3. 信噪比：信噪比是指ADC输出的有效信号与噪声信号的比值。
信噪比越高，表示ADC的输出信号质量越好。
4. 无线电频率范围：无线电频率范围是指ADC能够处理的模拟信号频率范围。
五、ADC的应用领域ADC广泛应用于各个领域，如通信、音频、视频、仪器仪表等。
使用ADC0809的AD转换实验
实验二 使用ADC0809的A/D 转换实验一、实验目的加深理解逐次逼近法模数转换器的特征和工作原理，掌握ADC0809的接口方法以及A/D 输入程序的设计和调试方法。
二、预备知识逐次逼近法A/D 也称逐次比较法A/D 。
它由结果寄存器、D/A 、比较器和置位控制逻辑等部件组成，如图5－1所示。
图5－1三、实验内容1 、实验原理本实验采用 ADC0809 做 A/D 转换实验。
ADC0809 是一种8路模拟输入、8位数字输出的逐次逼近法A/D 器件，转换时间约100us ，转换精度为±1/512，适用于多路数据采集系统。
ADC0809片内有三态输出的数据锁存器，故可以与8088微机总线直接接口。
IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-42E OC7IN-53ADD-A 25IN-64ADD-B 24ADD-C 23IN-75ALE22ref(-)16E NABL E 9ST ART 6ref(+)12CLOCK 10UB43ADC0809123UB42A 74L S02456UB42B 74L S02E B4122U/16VCB41103RB41510IORIOWVCCADD0ADD1ADD2GNDGNDGNDVre f+5VIN6IN7IN1IN2IN3IN4IN5D7D0D1D2D3D4D5D6E OC/EOCIN0CS_0809CLK_080912UA32A 74L S04WA5110K VCCGNDRA51100V1Y61MHZ图中ADC0809的CLK 信号接CLK=，基准电压Vref(+)接Vcc 。
一般在实际应用系统中应该接精确+5V ，以提高转换精度，ADC0809片选信号0809CS 和/IOW 、/IOR 经逻辑组合后，去控制ADC0809的ALE 、START 、ENABLE 信号。
逐次渐进型AD转换器
逐次渐进型A\D转换器一．设计任务和要求1.转换精度0.5%2.速度10\秒以上3.模拟电压要求输入范围为0v~5V4.要求采取必要的提高抗干扰能力措施二．原理电路设计1.A\D转换器是把模拟量转换成数字量，即把模拟信号转换成数字信号，本课程选用的芯片是ADC0809,8位转换器。
通过该芯片可以把IN端的0~5v直流信号转换为数字信号并送LED显示，故选用该芯片作为显示电路和微处理器的接口芯片。
2.需要解决的问题是，信号输入. 锁存与译码. 信号转换.输出信号三．选择与比较硬件及说明1 用8255A实现并行接口的连接，并作为8位数字显示电路的的微处理器的接口芯片2.LED在功耗上还有寿命上都要有很好的优势四.软件的选择及说明采用查询法检测转换结束标志，用8255控制0809.0809将从IN端读入的8路模拟量转换成数字量送入8255的B口再从A口输出至七段显示管显示出来。
ADC0809功能分析它是一种八位转换器，是一种单片CMOS器件，其内部图如下当ALE为高电平时，通道地址输入到地址锁存器中，下降沿将地址所存，在START上升沿时，所有的的内部寄存器清零，在下降沿时，开始进行A\D转换，此期间START应保持低电平，在START下降咽喉10us左右，转换结束信号变为低电平，EOC变为低电平时，表示正在转换，为高电平时，表示转换结束，OE为低电平时，DO~D7为高阻状态，OE为低电平时，允许转换结果输出。
他的低功耗约为15mv，转换时间为100us8255A在本设计中起输出，输入作用，C口为输出，pc1。
Pc0作为七段LED显示器的选位码，A口作为输出方式，做七段LED的选位码B口为输入方式，读取0809转换后的数字量即8255通过B口读入0809转换后的数字量有PC1。
Pc0产生位选，A口产生段选后七段LED显示出数字量其原理及功能表如下方式0的工作特点。
通常不用联络信号，不适用中断，3个通道中的每一个都可以由程序选定作为输入或输出。
multisim8位adc转换器电压量化二进制数的位数
multisim8位adc转换器电压量化二进制数的位数1. 引言1.1 概述本文将讨论Multisim8位ADC转换器在电压量化方面的应用和二进制数表示的位数。
ADC转换器在各种电子设备中广泛应用，用于将模拟信号转换为数字信号。
而电压量化是ADC转换器中非常重要的一步，它将连续变化的模拟信号转换为离散的数字表达形式。
二进制数则是一种常见且有效的数字表示方式。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行阐述。
首先，在第二部分，我们将简要介绍ADC转换器的基本原理，包括其工作原理以及8位ADC转换器的概述。
然后，在第三部分，我们将介绍Multisim软件，并详细解释如何使用该软件来实现ADC模拟电路。
在第四部分，我们将深入探讨计算8位ADC转换器电压量化所需的二进制位数的方法，其中包括数字量化基础知识、最大分辨率和最小可分辨电压的计算，以及误差评估和优化方法。
最后，在结论部分，我们将总结文章内容并给出一些相关观点和建议。
1.3 目的本文旨在帮助读者了解ADC转换器的基本原理，特别是在电压量化和二进制数方面的应用。
同时，我们将介绍Multisim软件作为一种常用的模拟电路设计和仿真工具，并提供详细的使用方法。
最后，我们将介绍计算8位ADC转换器电压量化所需的二进制位数的方法，并讨论相关误差评估和优化方法。
通过阅读本文，读者将能够更好地理解和应用ADC转换器，并能够对数字量化过程有更深入的认识。
2. ADC转换器的基本原理:2.1 ADC工作原理概述:ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）是一种电子设备，用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
它是数字系统与模拟系统之间的桥梁。
ADC通过对输入信号进行采样和量化处理，将模拟信号转换为对应的数字表示。
ADC可以应用于各种领域，如通信、控制系统、仪器仪表等。
2.2 8位ADC转换器简介:8位ADC是一种采用8个二进制位表示数字输出的转换器。
8位逐次渐进式AD转换器设计
8位逐次渐进式A D转换器设计(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--XXX 大学课程设计资料归档名称逐次渐进式A/D转换器设计院部机械工程学院班级机电11-2BF指导教师 XXX审核材料目录组长：XXX组员：XXX、XXXX X X大学电子技术课程设计任务书设计题目：逐次渐进式A/D转换器设计院部：机械学院专业：机械电子工程学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXXX起迄日期: 2013 年 12月30日2014年1月5日指导教师: XXX教研室主任：目录一、设计目的二、设计要求三、元器件列表四、设计内容1、总体设计2、工作原理3、电路图与仿真运行现象4、各部分电路设计五、设计过程中遇到的问题以及解决过程六、电路参数七、设计总结八、参考文献8位逐次渐近式A/D转换器的设计一、设计目的：1、培养学生理论联系实际的正确设计思想，严谨治学的态度，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
4 、培养学生的创新能力，根据逐次渐进式原理设计一个8位的A/D转换器。
二、设计要求：1、能够将0~5V的直流信号转换为8位二进制数。
2、要求转换误差小于。
3、设置一启动键，按下启动键开始转换。
4、设置一个指示灯，显示转换完毕。
三、元器件列表四、设计内容总体设计（1）总框架图图计数式8位A/D转换器的总体设计框图图2：8位逐次比较型A/D转换器波形图工作原理：逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。
天平称重物过程是，从最重的砝码开始试放，与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。
实验一 8位DA转换
实验一8位D/A转换
一、设计目的:
实现数字量到模拟量的转换.
二、设计任务:
1、8位D／A通过一个开关控制能够完成单双极性转换；
2、能够完成自动和手动转换控制；自动时即能够把数字量从00～FF循环转换模拟量；手动时，要求手动输入数字量，然后通过开设转换的按钮开始转换，输出转换后的模拟量(用电压表观察输出量)；
3、用两位LED数码管显示手动输入的数字量.
三、操作流图：
操作说明：
1.K1不闭合，为自动DA转换，数字量从
0x00～0xFF变化；
2.输出模拟量，第一个电压表观察单极性，
3.闭合K2，第二个电压表观察双极性；
4.K1闭合为手动输入数字量，手动输入数字量，
按开始转换按钮K3，LED显示输入的数字量，
电压表显示转换后的模拟量。
四、接线图
五、原理框图:
AT89752 P0[0..7]
P2[0..7] P1[0..7] P3[0..7]
8155H
PB
PA
PC DAC0832
D[0..7]
out1
out2
输入数字量2位LED
运算放大
器
开关运算放大
器
电压表一电压表二。
数字电子技术-课程设计：计数式8位AD转换器的设计与制作
《数字电子技术》课程设计报告课题：计数式8位A/D转换器的设计与制作班级X 学号 X学生姓名 X专业 X系别 X学院指导教师电子技术课程设计指导小组XX学院XX学院20XX年6月计数式8位AD转换器的设计与制作1、设计目的：1.1 培养学生的创新能力。
1.2培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
1.3学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
1.4进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
2、设计要求：2.1 电源±5V；2.2 输出数字量8位；2.3 误差1LSB；2.4 定时开始转换或手动控制开始2.5 有转换结束标志；2.6 输入电压直流电压0～2.5V；2.7 主要单元电路和元器件参数计算、选择；2.8 画出总体电路图；2.9 安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。
焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象；2.10 调试电路；2.11 电路性能指标测试；2.12 提交格式上符合要求，内容完整的设计报告；3、总体设计图 3-13.1 总体设计框图上图为8位为计数式8位AD转换器的总体设计框图。
该八位AD转换器由以下几部分组成：（1）模拟电压产生电路（2）电压比较电路（3） DA转换电路（4）脉冲产生电路（5）控制电路（6）计数电路（7）输出电路3.2 电路组成图及工作原理图 3-2计数式8位AD转换器设计的思路是：先由555定时器构成的多谐振荡器产生方波信号，输入由控制芯片74LS00构成的与非门，再把74LS00的输出信号输入到由两片74161构成的计数器,74161的输出信号经DAC0832数模转换器后,输出的信号经LM324构成的比较器与待转换电压进行比较,最后结果由Q7，Q6，Q5，Q4，Q3，Q2，Q1，Q0输出。
AD转换器及其接口设计详解
输入
数字量输出不能直接与总线相连。 需加三态门才能与数据总线相连。
CLK A15~A0
D7~D0 IOR
PC 总线I/O读 时序
T1
T2
T3 Tw T4
输出带可控三态缓冲器的 其数字量输出可直接与微机的数据总线相连。
PC 总 地址线 线
数据线
地 址 译 码
IOR
执行 IN AL, DX时： 在IOR的上升沿打开三态门， 数字量进入CPU
如果模拟量在-ΔΔ范围内，都产生相对应的唯一数字量，这个的精度为±1/2 。 如果模拟量在(+3Δ/4～－3Δ/4)范围内，都产生相对应的唯一数字量，这个的精度为±1/4。
3．转换时间和转换率 转换时间指完成一次转换所需的时间， 从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的时间。
转换率是转换时间的倒数。
地
址
译 码
port_L
port_H
0 ≥1
0
0 ≥1
0
低
8位 三态
低8位
12 位
A/D 转
换
器
模拟量
输入
高
4 位
高4位
三态
读取转换结果到中: ,
, ,
1,
③ 转换启动信号
对D/A芯片，只要数字信号进入转换电路， 就开始D/A转换，无启动信号。
DI7~DI0 ILE
8位 输入 寄存器
LE1
≥1
CS
双积分型电路图
第一段对模拟输入积分。此时，
电容C放电为0，计数器复位，u 控制电路使S1接通模拟输入，
S
1
积分器A开始对积分，积分输
出为负值，输出为1，计数器
开始计数。计数器溢出后，控
8位AD说明书
8位A/D芯片说明主要特点8位逐次逼近型AD转换时间:3uS/bit工作电压范围：2.4V ~ 5.25V4线SPI®/ /MICROWIRE™接口8个模拟输入通道集成采样保持功能可外接参考电压自动低功耗模式4个扩展输出口模拟输入信号变化范围：0~V ref参考电压范围：0V ~ 5.25V16管脚封装DIP/SOP/SSOP功能描述本芯片是一款8位电荷再分布式逐次逼近型AD转换器，AD转换部分使用单电源供电。
它包含一个转换精度为8位的AD 转换器，8个模拟输入通道。
模拟输入电压范围为0到V ref。
V ref的范围为0到VDD。
该芯片通过一个4线SPI®//MICROWIRE™串行接口，与MCU通信。
每次当CS端口为低电平时，在CLK 的激励下，读入DI的控制字，对特定的输入通道作采样保持后，启动一次AD转换，结果通过带三态的输出端口DO传送回MCU。
此外第5至第8通道还具有扩展输出功能，通过设置控制字，实现输出功能。
扩展输出的设置在每次通信CLK最后一个上跳沿（第16个）到来时起效。
每次通信结束，CS变为高电平后，除了扩展输出外，整个芯片将自动进入低功耗模式。
封装示意C SIN1IN2IN3IN4IN5 / V1G N DVD DN CV re fD OD IC LKIN8 / V4IN7/ V3 IN6 / V2芯片结构IN 1IN 2IN 3IN 4IN 5IN 6IN 7IN 8C SC L KD ID OV re fG N DV D DN C管脚说明Pin # 名称 I/O 功能1 CS I 片选信号，低有效2 IN1 I 模拟输入通道13 IN2 I 模拟输入通道24 IN3 I 模拟输入通道35 IN4 I 模拟输入通道46 IN5 / V1 I/O 模拟输入通道5 / IO 输出端17 IN6 / V2 I/O 模拟输入通道6 / IO 输出端28 GND I 接地线9 IN7 / V3 I/O 模拟输入通道7 / IO 输出端3 10 IN8 / V4 I/O 模拟输入通道8 / IO 输出端4 11 CLK I 时钟输入端 12 DI I 数据输入端 13 DO O 数据输出端 14 V ref I 外部基准输入端 15 NC 空脚 16 VDDI电源性能指标(TA=25O C,V ref=5V,VDD=5V)串行通信4线SPI与MCU通信的电路，连接如下图：3线SPI 与MCU 通信的电路，连接如下图：时序波形4线SPI 一次通信的波形图，如下图：C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8D 7D 6D5D 4D 3D 2D 1D 0CS CL KD I D O3线SPI 一次通信的波形图，如下图：C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0CS CL KD O (D I/D O )D I (D I/D O )控制功能8位输入控制字的功能如下表：C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Addr2 Addr1 Addr0 I/O EN V4 V3 V2 V1解释：1．Addr2，addr1，addr0为三位输入通道选择码，用于指定本次A/D转换的模拟通道。
PCF8591—8位AD与DA转换器
PCF8591—8位A/D与D/A转换器
概述
PCF8591是一款单电源、低功耗8位COMS型A/D、D/A转换芯片，它具有4路模拟量输入通道、一路模拟量输出通道和1个I2C总线接口。
该器件I2C从地址的低三位由芯片的A0、A1和A2三个地址引脚决定，所以在不增加任何硬件的情况下同一条I2C总线最多可以连接8个同类型的器件。
该器件具有多路模拟量输入、片上跟踪保持、8位A/D转换和8位D/A转换等功能。
A/D与D/A
的最大转换速率由I2C总线的最大传输速率决定。
特点
单电源供电
正常工作电源电压范围为2.5V~6V
通过I2C总线完成数据的输入/输出
器件地址由3个地址引脚决定
采样频率由I2C总线传输速率决定
4路模拟量输入可编程为单端输入或差分输入
可配置转换通道号自动增加功能
模拟电压范围为V SS ~ V DD
片上跟踪保持功能
8位逐次逼近A/D转换
带有一路模拟量输出的乘法D/A转换
订购信息
功能框图
引脚分布引脚描述。
AD转换
A/D转换电路(ADC0809)
传感器传输的一般为模拟信号，在以微型计算机为核心组成的数据采集以及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，因此需对其进行数模转换，用于单片机系统的处理。
在此处选用的是ADC0809转换器芯片，ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
其结构与主要特性如下：
1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位；
2）具有转换起停控制端；
3）转换时间为100μs(时钟为640KHz时)，130μs（时钟为500KHz时）；
4）单个+5V电源供电；
5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准；;
6）工作温度范围为-40～+85摄氏度；
7）低功耗，约15mW。
ADDA
ADDB
ADDC
ALE
V CC GND REF+REF-OE D0-D7
CLK
START
图5.5 ADC0809结构图。
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XXX 大学课程设计资料归档名称逐次渐进式A/D转换器设计院部机械工程学院班级机电11-2BF指导教师XXX审核材料目录组长：XXX组员：XXX、XXXX X X大学电子技术课程设计任务书设计题目：逐次渐进式A/D转换器设计院部：机械学院专业：机械电子工程学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXXX起迄日期: 2013 年 12月30日2014年1月5日指导教师: XXX 教研室主任：目录一、设计目的二、设计要求三、元器件列表四、设计内容1、总体设计2、工作原理3、电路图与仿真运行现象4、各部分电路设计五、设计过程中遇到的问题以及解决过程六、电路参数七、设计总结八、参考文献8位逐次渐近式A/D转换器的设计一、设计目的：1、培养学生理论联系实际的正确设计思想，严谨治学的态度，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
4 、培养学生的创新能力，根据逐次渐进式原理设计一个8位的A/D转换器。
二、设计要求：1、能够将0~5V的直流信号转换为8位二进制数。
2、要求转换误差小于0.1V。
3、设置一启动键，按下启动键开始转换。
4、设置一个指示灯，显示转换完毕。
三、元器件列表8 200Ω定植电阻119 与门 210 与非门 111 TL082 212 5.1KΩ定植电阻 2四、设计内容4.1总体设计（1）总框架图图4.1.1 计数式8位A/D转换器的总体设计框图图2：8位逐次比较型A/D转换器波形图4.2工作原理：逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。
天平称重物过程是，从最重的砝码开始试放，与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。
再加上第二个次重砝码，由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。
照此一直加到最小一个砝码为止。
将所有留下的砝码重量相加，就得此物体的重量。
仿照这一思路，逐次比较型A/D转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。
对图1的电路，它由启动脉冲启动后，在第一个时钟脉冲作用下，控制电路使时序产生器的最高位置1，其他位置0，其输出经数据寄存器将1000……0，送入D/A转换器。
输入电压首先与D/A器输出电压（V REF/2）相比较，如v1≥V REF/2，比较器输出为1，若v I< V REF/2，则为0。
比较结果存于数据寄存器的Dn-1位。
然后在第二个CP作用下，移位寄存器的次高位置1，其他低位置0。
如最高位已存1，则此时v O'=（3/4）V REF。
于是v1再与（3/4）V REF相比较，如v1≥（3/4）V REF，则次高位Dn-2存1，否则Dn-2=0；如最高位为0，则v O'=V REF/4，与v O'比较，如v1≥V REF/4，则D n-2位存1，否则存0……。
以此类推，逐次比较得到输出数字量。
为了进一步理解逐次比较A/D转换器的工作原理及转换过程。
下面用实例加以说明设图1电路为8位A/D转换器，输入模拟量v A=6.84V，D/A转换器基准电压V REF=10V。
根据逐次比较D/A 转换器的工作原理，可画出在转换过程中CP、启动脉冲、D7～D0及D/A 转换器输出电压图2所示。
由图2可见，当启动脉冲低电平到来后转换开始，在第一个CP作用下，数据寄存器将D7～D0=10000000送入D/A转换器，其输出电压v0'=5V，v A与v0'比较，v A>v0'存1；第二个CP到来时，寄存器输出D7～D0=11000000，v0'为7.5V，v A再与7.5V比较，因v A<7.5V，所以D6存0；输入第三个CP时，D7～D0=10100000，v0'=6.25V；v A再与v0'比较，……如此重复比较下去，经8个时钟周期，转换结束。
由图中v0'的波形可见，在逐次比较过程中，与输出数字量对应的模拟电压v0'逐渐逼近v A值，最后得到A/D转换器转换结果D7～D0为10101111。
该数字量所对应的模拟电压为6.8359375V，与实际输入的模拟电压6.84V的相对误差仅为0.06%。
4.3电路图与仿真运行现象（1）本次课程设计电路图由Proteus软件进行仿真设计与运行，电路总图如下；（2）电路图左下角的脉冲指示灯（红色）、运行指示灯（黄色）、停止指示灯（绿色），电路工作时，脉冲指示灯闪烁，表示有脉冲，闪烁频率=脉冲频率，运行指示灯一直亮着，表示电路正在运行，电路转换完成时，只有停止指示灯亮，表示电路已经准换完成；（3）电路图右上角LED指示灯D7、D6……D1、D0，分别代表5/2V、5/4V、…… 5/256V电压，电路转换完成后，将其中亮着的灯所代表的数值相加，便得到输入的模拟电压的数字量；（4）转换过程是从最高位（D7）逐步向低位进行的，通过调节555集成电路的外接电阻，可以得到不同的工作频率，这里采用 5.1K Ω电阻，所得频率为500Hz ，若想看清转换过程，可将频率调为1Hz 。
图4.2总体电路设计图4.4各部分电路设计（1） 555信号发生器信号发生器原理图如下图所示，它是555定时器构成的多谐振荡器，Vcc 通过电阻R 1、R 2向电容C 充电，脚2与脚6直接相连。
电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过R1，R2向C 充电，以及C 通过RB 向放电端7端放电，使电路产生振荡。
广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
电容C 在CC V 31和CC V 32之间充电和放电其波形如下图所示图4.3.1(a) 充电和放电波形 图4.3.1(b) 555信号发生器 ①多谐振荡器的振荡频率为：121)2(43.11C R R t t f PH PL+≈+=②多谐振荡器的振荡周期：121)2(7.0C R R t t T PH PL +≈+=（2） D/A转换器DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数/模转换器。
它将输入的八位电平信号转换为电压信号输出，下图是DAC0832的逻辑框图及引脚排列。
图4.3.4 DAC0832的逻辑框图及引脚排列DAC0832能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。
其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LS B，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V。
特点：从左图中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。
当ILE为高电平，片选信号/CS 和写信号/WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为高电平，这种情况下，输入寄存器的输出随输入变化。
此后，当 /WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。
对第二级锁存来说，传送控制信号/XFER和写信号/WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入变化，当/WR2由低电平变高时，控制信号变为低电平，将输入寄存器的信息锁存到DAC寄存器中。
图中其余各引脚的功能说明如下：① CS：片选信号，低电平有效。
② ILE：输入寄存器有效，高电平有效。
③ WR1：写信号1，低电平有效；WR2：写信号2，低电平有效。
④ XFER：传送控制信号，低电平有效，用来控制WR2。
⑤ D0～D7：8位的数据输入端，D7为最高位。
⑥ IOUT1：DAC电流输出端1；IOUT2：DAC电流输出端2。
⑦ RFB：反馈电阻引出端，DAC0832内部已经有反馈电阻，所以 RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输出端和输入端之间。
⑧ VREF：基准电压，VREF范围为（-10～+10）V。
⑨ Vcc：电源电压，范围为(+5～15)V。
⑩ AGND：模拟量地，即模拟电路接地端；DGND：数字量地。
（3） TL082TL082由两个运放组成，其中一个可以用来将DAC0832的输出电流转换成对应的电压，另一个则用做比较器。
五、设计过程中遇到的问题以及解决过程问题1：确定启动脉冲与工作脉冲的频率关系解决过程：经过对电路工作原理的分析，认为工作脉冲开始工作时，移位寄存器应事先已经置好数，而工作脉冲开始工作则是启动脉冲的上升沿控制，所以启动脉冲上升时间必须极短，且启动脉冲的脉冲频率不能小于工作脉冲1/8；问题2：控制工作脉冲进入工作电路的与门输出端总是低电位解决过程：通过分析，发现实际电路图的FF19的R端与原理图的FF19的R 端初始电位不一样，实际为100000001，而应该是000000001，于是又接了一个D触发器FF20，用FF20的输出Q作为FF19的触发信号C，用FF19的输出Q控制工作脉冲的通断。
问题3：DAC0832D/A转换器的输出电流经过TL082转换出来的比较电压不变解决过程：通过分析，认为连线没有问题，换用其它的运放器件，问题依然存在，于是将目标放在DAC0832上，经测试，其输出电流有变化，但强度太小，只有0.00013A——0.00018A，经过分析，发现是内置电源有差错。
六、电路参数测量范围： 0V —— 5V精度：5/256 = 0.01953V电路保护电压：-15V —— +15V启动脉冲：性质：单脉冲脉冲宽度 500ms （可调）工作脉冲：性质：连续脉冲脉冲频率 1s （可调）七、设计总结这次对计数式8位A/D转换器的设计与制作，使我对电路设计的方法、原理与设计理念有了一定的掌握，更深层次的了解了555定时器、TL082、DAC0832等元器件的使用，对电路的总体设计及各单元的设计等有了进一步的理解和掌握。
为了使设计更加合理，必须充分做好设计前的准备工作，原理图时要仔细标明元器件的引脚及其他接口，学习Proteus软件也是很有收获的，感觉这个软件很强大。
在整个设计过程中碰到不少的错误，从中吸取到的经验是难能可贵的，我将从错误中不断完善课程设计，尽自己的能力将设计做到完美。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且是对自己能力的一种提高。