模拟量输入通道计资料

第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 4、ADC0809介绍
1.内部结构
26 27 28 1 2 3 4 5
START
CLK
6
IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
10 7
EOC
8 路 模 拟 开 关
控制电路 三 态 输 出 锁 存 器
比较器
SFR
树状开关
ADDA ADDB ADDC ALE
21 20 19 18 8 15 14 17
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
25 24 23 22
地址锁存 与译码器
256电阻阶梯
OE
11
VCC
13
GND
12
Vref+
16
Vref-
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展
拟电压转换成某种中间变量，然后再把这个中间
变量转换为数字代码输出。 目前应用较广泛的主要有：逐次逼近式A/D转 换器、双积分式A/D转换器和V/F变换式A/D转换器。
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 A/D转换器分类图
电荷再分配A/D转换器 逐次逼近式A/D转换器 反馈比较型 直接A/D转换器 跟踪计数式A/D转换器 串联方式A/D转换器 非反馈比较型 A/D转换器 并联方式A/D转换器 串并联方式A/D转换器 单积分型A/D转换器 双积分型A/D转换器 电压-------时间变换器 间接A/D转换器 四重积分型A/D转换器 五重积分型A/D转换器 脉宽调制积分型A/D转换器 电压--------频率变换型A/D转换器(V-F变换器)
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 2.2 模拟量输入通道 模拟量输入通道: 数据采集系统输入通道中的一种，它 的任务是把传感器转换后的电信号经过适当的调理，然后转 换成数字量输入计算机。 一、 模拟量输入通道的一般结构
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 2.2 模拟量输入通道 多路模拟量输入通道结构图
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 2、逐次逼近式A/D转换器结构原理
UREF D/A
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
UIN （ 模拟输入 ） A B Ui 比较器
数 据 输 出
输出锁存器 控制逻辑 移位寄存器
时钟
START EOC
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展
2.外部特性（引脚功能） IN0～IN7：8路输入通道的模拟量输入端口。 D0～D7：8位数字量输出端。 A、B、C：用于选通8路模拟输入中的一路。 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START：A/D转换启动信号。 EOC： A／D转换结束信号。 OE：数据输出允许信号，高电平有效。 CLK：时钟脉冲输入端。 REF（+）、REF（—）：参考电压端输入。 Vcc：电源，典型值+5V。 GND：模拟和数字地。
第 2章 章 过程输入输出接口 第4 MCS-51单片机系统功能的扩展
微机控制技术
沈阳建筑大学 信息与控制工程学院
马斌
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展
第2章 过程输入输出接口
2.2 模拟量输入通道
2.3模拟量输入通道接口设计
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展
CD4051通道选择表
C B 0 0 A 0 1 X接通 X0 X1
0 INH0 0 … 0 1 0 … 1 ×
1 ×
1 ×
X7 全不通
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三、采样保持器
VIN
－
A1
＋
K VC
＋
A2
－
VOUT
采样时，k 闭合， VIN通过A1对CH快 速充电，VOUT跟随 VIN；保持期间，k 断开，由于A2的输 入阻抗很高，理想 情况下VOUT =VC 保持不变，采样保 持器一旦进入保持 期，便应立即启动 A/D转换器，保证 A/D转换期间输入 恒定。
3、A/D转换器主要性能指标
Fra Baidu bibliotek
1.分辨率：通常用转换器输出数字量的位数
来表示。 2.精度：是指与数字输出量所对应的模拟输 入量的实际值与理论值之间的差值 。 3.转换时间:完成一次A/D转换所需要的时间。
4.温度系数和增益系数：A/D转换器受环境
温度影响的程度。 5.对电源电压变化的抑制比：改变电源电压 使数据发生±1LSB变化范围 。
逻辑控制
CH
图13
2
采样保持器的组成
OFFSET
R1
V1

V2

VIN
IN IN
3 8 7

A1
K

A2
5
VO


A3
R2
6 CH
图14 集成采样保持器LF398的原理图
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四、A/D转换元件的结构和工作原理
1、A/D转换器类型
根据转换的原理可将A/D转换器分成两大类： 一类是直接型A/D转换器，输入的模拟电压被 直接转换成数字代码，不经任何中间变量； 另一类是间接型A/D转换器，首先把输入的模
第2章 过程输入输出接口
在数据采集的过程中，经过各种传感器来获取数据， 传感器将各种温度、湿度、光照、压力和酸碱度等物理 信号或化学信号转换为电信号。 有些采集的信息还需要对电信号进行放大、去噪， 再经A/D转换后变成离散的数字信号送给单片机。 采集来的信号给单片机进行处理分析，数字滤波、 工程量变换等处理，以反映实际测量的数值，这也是单 片机系统检测部分的核心。
第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展 3.ADC0809工作时序
1/f CLOCK START ALE A,B,C 模拟量 输入 比较器内 部输入 OE EOC 输出 tD
tWS tWE
tEOC tC
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第4 2章 过程输入输出接口 MCS-51单片机系统功能的扩展
VDD
二、多路转换器
多路转换器又称 多路开关，多路开关 的作用是用来将各路 被测信号依次地或随 机地切换到公共放大 器或A/D转换上。
VSS
INH A
B C
VEE
电平 转化
译码驱动电路
┅
X
X0 X1
┇
X7
┇
图11 表1
CD4051原理图