模拟到数字转换
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AD转换基本原理概述:
首先置位选择SAR中的最高位 为1,其于为0,经DA转换器输出一个模拟电压Vf, 将V f与要进行的A/D转换的模拟电压VIN进行比较，若VIN<Vf,则最高位置1 保留，否则清0，然后使次高位置１，按上述方法，依次对次高位进行Ｄ／Ａ 转换、比较和判断，决定次高位为１还是０，重复上述过程，直至确定ＳＡ Ｒ最低是１还是０为止，此时ＳＡＲ内容就是与输入模拟电压相对应的二进 制数字代码，即Ａ／Ｄ转换的结果。
t
3. 模拟到数字转换
❖ 逐次逼近法A/D 转换原理
In < 4 ? 三位逐次逼近 A/D转换过程
<
=>
In < 2 ?
<
>=
In < 6 ?
>
<
=
In < 1 ?
<
> =
In=0 In=1
In < 3?
<
> =
In=2 In=3
In < 5 ?
<
>=
In=4 In=5
In < 7 ?
<
>=
In=6 In=7
tWS
…….
ALE 地址
tWALE
稳定
tS
tH
模拟输入
稳定
比较器 内部输入
输出允许
1/2LSB
tD
……. ……. …….
……. ……. ……. …….
…….
变换结束 EOC 输出
tEOC
……. tC
ADC 0809 工作时序
三态
3. 模拟到数字转换
❖ 逐次逼近法A/D 转换原理
V
VMAX
4-位逐次逼近A/D 转换过程
0.75 VMAX VIN
0.5 VMAX
0.5 VMAX
第一次猜测值 1000
0.75 VMAX
0.625 VMAX
第二次猜测值 1100
第三次猜测值 1010
0.6875 VMAX
第四次猜测值 1011
0
❖ 8位A/D转换集成电路ADC0801 ➢ 8位逐次逼近法A/D转换器； ➢ 模拟输入 ：0 — 5V 变化； ➢ 转换时间：100 uS；
VCC
10K
CS#
CLKR
RD#
CLKIN
µP
WR#
VIN(+)
接
INTR#
VIN(-)
口
(ADC0801)
DB7
AGND
|
VREF/2
DB0
DGND
定时：启动转换：
CS#
WR#
300ns RESET INTR#
内部状态 INTR #
….
….
1~8个CLK周期 开始 A TO D
…. BUSY
NOT BUSY 转换时间 > 66CLK
周期
FCLK=640KHz(TYP)
0.5 TCLK
3. 模拟到数字转换
❖ 8位A/D转换集成电路 ADC 0809
ADC 0809 内部结构框图
3. 模拟到数字转换
❖ 软件实现逐次逼近法A/D转换 ➢ 硬件：比较器、D/A 转换器、并行接口
DAC：1408；00H: 0V, FFH:-5V
-5V Analog in
(-5V~ 0 )
Vi _ VG +
OH: 0V FFH :-5V
+5V
1408 DAC
8255A PC7
µC
PB0~7 8
百度文库. 模拟到数字转换
IN0
八
：
路
：
模
：
拟
开
关
IN7
Start CLK 控制与时序
SAR
开关树
AD0 AD1 AD2 ALE
地址锁存 与译码
256R电阻网络
Vrdf+ Vrdf-
锁存与 三态 输出
电源
EOC D0
： ： ：
D7
OE
VCC END
3. 模拟到数字转换
❖ 8位A/D转换集成电路 ADC 0809
时钟 起动
1/f
首先置位选择SAR中的最高位 为1,其于为0,经DA转换器输出一个模拟电压Vf, 将V f与要进行的A/D转换的模拟电压VIN进行比较，若VIN<Vf,则最高位置1 保留，否则清0，然后使次高位置１，按上述方法，依次对次高位进行Ｄ／Ａ 转换、比较和判断，决定次高位为１还是０，重复上述过程，直至确定ＳＡ Ｒ最低是１还是０为止，此时ＳＡＲ内容就是与输入模拟电压相对应的二进 制数字代码，即Ａ／Ｄ转换的结果。
t
3. 模拟到数字转换
❖ 逐次逼近法A/D 转换原理
In < 4 ? 三位逐次逼近 A/D转换过程
<
=>
In < 2 ?
<
>=
In < 6 ?
>
<
=
In < 1 ?
<
> =
In=0 In=1
In < 3?
<
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In=2 In=3
In < 5 ?
<
>=
In=4 In=5
In < 7 ?
<
>=
In=6 In=7
tWS
…….
ALE 地址
tWALE
稳定
tS
tH
模拟输入
稳定
比较器 内部输入
输出允许
1/2LSB
tD
……. ……. …….
……. ……. ……. …….
…….
变换结束 EOC 输出
tEOC
……. tC
ADC 0809 工作时序
三态
3. 模拟到数字转换
❖ 逐次逼近法A/D 转换原理
V
VMAX
4-位逐次逼近A/D 转换过程
0.75 VMAX VIN
0.5 VMAX
0.5 VMAX
第一次猜测值 1000
0.75 VMAX
0.625 VMAX
第二次猜测值 1100
第三次猜测值 1010
0.6875 VMAX
第四次猜测值 1011
0
❖ 8位A/D转换集成电路ADC0801 ➢ 8位逐次逼近法A/D转换器； ➢ 模拟输入 ：0 — 5V 变化； ➢ 转换时间：100 uS；
VCC
10K
CS#
CLKR
RD#
CLKIN
µP
WR#
VIN(+)
接
INTR#
VIN(-)
口
(ADC0801)
DB7
AGND
|
VREF/2
DB0
DGND
定时：启动转换：
CS#
WR#
300ns RESET INTR#
内部状态 INTR #
….
….
1~8个CLK周期 开始 A TO D
…. BUSY
NOT BUSY 转换时间 > 66CLK
周期
FCLK=640KHz(TYP)
0.5 TCLK
3. 模拟到数字转换
❖ 8位A/D转换集成电路 ADC 0809
ADC 0809 内部结构框图
3. 模拟到数字转换
❖ 软件实现逐次逼近法A/D转换 ➢ 硬件：比较器、D/A 转换器、并行接口
DAC：1408；00H: 0V, FFH:-5V
-5V Analog in
(-5V~ 0 )
Vi _ VG +
OH: 0V FFH :-5V
+5V
1408 DAC
8255A PC7
µC
PB0~7 8
百度文库. 模拟到数字转换
IN0
八
：
路
：
模
：
拟
开
关
IN7
Start CLK 控制与时序
SAR
开关树
AD0 AD1 AD2 ALE
地址锁存 与译码
256R电阻网络
Vrdf+ Vrdf-
锁存与 三态 输出
电源
EOC D0
： ： ：
D7
OE
VCC END
3. 模拟到数字转换
❖ 8位A/D转换集成电路 ADC 0809
时钟 起动
1/f