AD转换器(8)

A/D转换器
一．主要技术指标
1．分辨率
能分辨出的最小模拟输入量的能力。

即输出变化一个LSB所对应的模拟输入电压的变化量。

例：8位数据输出，满度5V的A/D转换器，其分辨率是：5/255=19.5mv
更多是直接采用数据位数来表示A/D分辨率。

例如8位、10位、12位等。

也有采用10进制位来表示分辨率。

例如3位半（0000—1999），4位半（00000-19999）等。

2．精度
A/D转换后所得结果相对实际值的准确程度。

由于量化效应，设模拟量在一个Δ范围内只对应一个数字量输出。

这个Δ理论上应等于分辨率（一个LSB）。

但实际上，由于误差的存在，这个范围一般大于分辨率Δ（一个LSB）。

超出一个LSB部分即为精度的大小。

3.转换时间.
完成一次A/D转换所需要的时间.
快的:几个ns—几百个ns
慢的:几个ms—几百个ms
4. 温度系数和增益系数
5.对电源电压变化的抑制比
常见A/D转换器见表10-3
二.A/D转换器的工作原理
1.A/D转换的4个步骤
采样—保持—量化—编码
a.采样是将时间上连续的模拟量,以一定的时间间隔取其
值,使其变为时间上离散,但大小仍然连续的模拟量.
实际采样保持过程
分析采样原理框图及实际采样电路图.
b.保持
即将采样得到的模拟信号保持下来。

即使在S(t)=0时，输出不变为0，而是保持采样瞬间的最后值。

分析保持电路原理。

实际上，采样过程与保持过程一样均需一定时间。

见上图。

c.量化和编码
量化即用基本的量化电平个数来表示采—保所得的模拟电压。

（见上4图中的量化、编码图）
由于模拟量的值不可能刚好为0q、1q、2q、……等，在量化时会产生误差—量化误差。

编码就是把已经量化的模拟值，用二进制、BCD码等来表示
三．常见A/D转换方法
速度最快的是直接比较法,常见AD转换有逐次逼近、双积分、计数法及电压-频率转换法等。

1．逐次逼近
三部分：1。

比较器 2。

控制输出 3。

D/A转换
分析逐次逼近AD原理，这种方法A/D转换时间是固定的，与输入电压无关。

速度中等.
2．双积分
正反两次积分,转换时间较长.但其抗干扰性能很好. 3．电压-频率转换（见P270）。

四.ADC0809 A/D转换器
是典型的8位逐次逼近A/D转换器.美国国家半导体公
司生产.
1.A DC0809结构
8路输入量IN0—IN7由模拟开关选择其一作为VIN输入, 模拟开关倒向哪一侧由片内地址译码输出决定.其输入为三位地址线ADDA、ADDB、ADDC。

❖IN0~IN7：8路输入通道的模拟量输入端口❖2-1~2-8 (D7~D0)：8位数字量输出端口❖START: 启动转换控制输入端口
❖ALE：地址锁存控制信号端口❖EOC：转换结束信号脉冲输出端口❖OE：为输出允许控制端口，将转换结果的数字量输出到数据总线上。

❖REF（+）、REF（-）、VCC、GND：
参考电压输入端，电源输入端，接地端❖CLK：时钟输入端3．ADC0809与系统总线的连接
ADC0809起动方法：
（1）CPU 通过写端口指令，将一定的地址送到ADDA、ADDB、ADDC 3个模拟通道选择地
址线。

例如选择IN3则只要执行：
MOV DX，PORT_AD_3 ;ADDC,ADDB,ADDA OUT DX，AL ; 0 1 1 （2）写端口时，起动A/D，各信号作用
（3）判断A/D转换结束的两种方法：
a.检测EOC引脚（或通过某I/O口线读取，或直
接接到CPU的INTR引脚产生中断）
b.延时（0809的转换时间为100us，如起动后延时
150us则AD转换肯定结束）
（4）读A/D转换结果
在检测到A/D转换结束后，只要使0809的OE引脚为高，即可从数据总线上读取A/D转换结果。

（利用IN AL，DX命令即可）
例：在IN3通道引入脚输入模拟电压，编写A/D转换程序
MOV DX，PORT_AD_3
OUT DX，AL；起动AD，选通IN3
CALL DELAY_100us
IN AL，DX ；触发OE 读取结果
HLT
DELAY_100us：PUSH BX
MOV BX，50000
RP：SUB BX，1
JNZ RP
POP BX
RET
例：编写上图中的A/D 转换程序，具体要求如下：
①顺序采样IN 0 ～IN 7 8 个输入通道的模拟信号;
②结果依次保存在ADDBUF 开始的八个内存单元中;
③上述采样每隔100ms 循环一次。

设DELAY 是一延时100ms 子程序。

分析：
（1 ）模拟输入通道IN0～IN7 由A0～A2 决定其端口地址，分别为300H～307H ，与相配合，可启动ADC0809 进行转换；
（2 ）查询端口和读A/D 转换结果寄存器的地址分别为：308H 和300H 。

相应的采集程序如下：
AD ：MOV CX，0008H；通道计数单元CX 赋初值MOV DI，OFFSET ADDBUF；寻址数据区，结果保存
在ADDBUF 存储区START：MOV DX，300H；取IN0 启动地址
LOOP1：OUT DX，AL；启动A/D 转换，AL 可为任意值PUSH DX；保存通道地址
MOV DX，308H；取查询EOC 状态的端口地址
W AIT：IN AL，DX；读EOC 状态
TEST AL，80H；测试A/D 转换是否结束
JZ W AIT；未结束，则跳到W AIT 处
MOV DX，300H；取读A/D 转换结果寄存器的端
口地址
IN AL，DX；读A/D 转换结果
MOV [DI]，AL；保存转换结果
INC DI ；指向下一保存单元
POP DX；恢复通道地址
INC DX ；指向下一个模拟通道
LOOP LOOP1；未完，转入下一通道采样
CALL DELAY；延时100ms
JMP AD；进行下一次循环采样，跳至AD 处。

4．利用I/O口线与ADC0809相连5. ADC0809连续转换
START:
push cs
pop ds
call delay
MOV DX,Z8279
MOV AL,LEDMOD
OUT DX,AL
MOV AL,LEDFEQ
OUT DX,AL
MOV CX,06H
XZ: MOV DX,D8279
MOV AL,00H
OUT DX,AL
LOOP XZ
MOV DX,D8279
MOV AL,5eH
OUT DX,AL
MOV DX,D8279
MOV AL,77H
OUT DX,AL ;以上为写(AD )
NOP
bg: mov dx, 208h ;指向ADC0809，且A2A1A0=000 mov al, 0
out dx, al ;启动AD转换
call delay ;延时100us等待转换结束
in al, dx
mov cl, 04h
ror al, cl
and al, 0fh
;MOV BL,AL ;查表,将键码放入AL中
push ax
mov dx,z8279
mov al,83h
out dx,al
pop ax
LEA BX, LED
XLAT
MOV DX, D8279 ;将AL中内容写到数码管上OUT DX, AL
call delay
jmp bg
LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,
7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H
DB 5EH,79H,71H
delay proc near ；延时100us
push cx
mov cx,0f00h
loop $
pop cx
ret
delay endp。