FPGA与ADC0809接口电路详解

FPGA与ADC0809接口电路详解
注：（1）本程序基于FPGA和vhdl编写
有详尽的程序解释和原理分析
以及原理图，状态图
（2）对于adc0809具体资料可上网查在此不累述
一．FPGA与ADC0809的接口电路图原理
二．关于ADC0809的说明（重点）
（1）ale信号（引脚）：高电平时把三个地址信号送入地址锁存器，并经译码器得到地址数据，以选择相应的模拟输入通道。

（2）oe信号（引脚）en使能信号：电平由低变高时，打开数据输出锁存器，将转换数据送到数据总线上
（3）eoc信号（引脚）：eoc为高电平时完成转换，为低电平时正在转换。

（4）start信号（引脚）：要给start线送一个100ns宽的启动正脉冲，start下跳沿时，开始进行A/D转换，在转换期间start以保持低电平。

三．转换状态图
对于状态图的真值表未列出 注意对应的注释为vhdl 语句
ale<='1';start<='0';en<='0';
----eoc='1' ale<='0';start<='0';en<='0';--再次检测数据是否转换完 if eoc='0' then next_state<=st4;
else next_state<=st5;
器，将数据送入数据总线
存器
四．ADC0809采样接口电路程序
--*********ADC0809采样控制*************
--******因为FPGA 的时钟频率为50MHz ，则256分频后，即ADC0809输入时钟为195KHz****** --******对ADC0809进行简单的采样控制，得到的数据进FPGA 送到8个并排的数码管显示***** library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity PL_AD is
port ( d : in std_logic_vector(7 downto 0); --ADC0809输出的采样数据输入FPGA clk,eoc: in std_logic; --clk 为系统时钟，eoc 为ADC0809转换结束信号输入FPGA lock1,start, ale,en: out std_logic; --ADC0809控制信号FPGA 输出信号 abc_in :in std_logic_vector(2 downto 0); --模拟选通信号
abc_out :std_logic_vector(2 downto 0);--ADC0809模拟信号选通信号
q : out std_logic_vector(7 downto 0));送至8个并排数码管信号FPGA 输出数字信号 end pl_AD;
architecture behav of PL_AD is
type states is ( st0,st1, st2, st3, st4,st5,st6);--定义状态类型枚举类型
signal current_state, next_state:states:=st0;--定义总体两个状态现态和次态并且初值为st0态
signal regl :std_logic_vector(7 downto 0);--定义中间寄存器
signal lock : std_logic;
signal qq:std_logic_vector(7 downto 0);--定义计数器用于分频
begin
com:process(current_state,eoc) –此进程主要是驱动ADC0809工作即数据转换过程
begin
case current_state is
when st0=>next_state<=st1;ale<='0';start<='0';en<='0';--准备
when st1=>next_state<=st2;ale<='1';start<='0';en<='0';--三个地址信号送入地址锁存器
when st2=>next_state<=st3;ale<='0';start<='1';en<='0';--开始数据转换
when st3=> ale<='0';start<='0';en<='0';--检测数据是否转换完
if eoc='1' then next_state<=st3;
else next_state<=st4;
end if;
when st4=> ale<='0';start<='0';en<='0';--再次检测数据是否转换完
if eoc='0' then next_state<=st4;
else next_state<=st5;
end if;
when st5=>next_state<=st6;ale<='0';start<='0';en<='1'; --打开输出数据锁存器，将数据送入数据总线
when st6=>next_state<=st0;ale<='0';start<='0';en<='1';regl<=d;--打开输出数据锁存器,将数据送入寄存器regl when others=> next_state<=st0;ale<='0';start<='0';en<='0';
end case;
end process;
clock:process(clk) --对系统时钟进行分频，得到驱动ADC0809的时钟信号
begin
if clk'event and clk='1' then qq<=qq+1;
if QQ="01111111" THEN lock<='1';--实现分频
current_state <=next_state;--在lock上升沿，转换至下一状态
elsif qq<="01111111" then lock<='0';
end if;
end if;
end process;
q<=regl;--寄存器数据输出即FPGA输出
lock1<=lock;
abc_out<=abc_in;--模拟选通信号送往ADC0809
end behav;
注：有错
when st3=> ale<='0';start<='0';en<='0';--检测数据是否转换完
if eoc='1' then next_state<=st3;
else next_state<=st4;
end if;
when st4=> ale<='0';start<='0';en<='0';--再次检测数据是否转换完
if eoc='0' then next_state<=st4;
else next_state<=st5;
end if;
不过我这里的注释好像错了，这两个when合起来才是检测数据是否转换完的。

正确的注释是：
when st3=> ale<='0';start<='0';en<='0';--检测EOC的下降沿
if eoc='1' then next_state<=st3;--如果eoc=1则保持在st3
else next_state<=st4;--否则进入下一状态
end if;
when st4=> ale<='0';start<='0';en<='0';--检测eoc的上升沿
if eoc='0' then next_state<=st4;--如果eoc=0则保持在st4
else next_state<=st5;--否则进入下一状态
end if;
看了ADC0809的工作时序图就知道了：
start是转换启动信号，一个正脉冲后A/D开始转换;ale是3位通道选择地址信号锁存信号。

当模拟量送至某一输入端时，有3位地址信号选择，而地址信号由ALE锁存。

EOC是转换情况状态信号，当启动装换约100us后，eoc将产生一个负脉冲，以示转换完成，在eoc的上升沿后，且输出使能信号enanle为高电时，则打开三态缓冲器，把转换好的8位数据送入数据总线，这样便完成了一次转换。