第11章 STC89C52与AD、DA转换器的接口

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2. STC89C52与ADC0809的接口 单片机读取ADC的转换结果时，可采用查询和中断控制两 种方式。 （1）查询方式 查询方式是在单片机把启动信号送到ADC之后，执行其 他程序，同时对ADC0809的EOC脚不断进行检测，以查询ADC 变换是否已经结束，如查询到变换已经结束，则读入转换 完毕的数据。
CS ：芯片选择。
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由于ADC0809片内无时 钟，可利用单片机提供 的地址锁存允许信号 ALE经D触发器二分频后 获得，ALE引脚的频率 是STC89C52单片机时钟 频率的1/6。如果单片 机时钟频率采用6MHz， 则ALE引脚的输出频率 为1MHz，再二分频后为 500kHz，符合ADC0809 对时钟频率的要求。当 然，也可采用独立的时 钟源输出，直接加到 ADC的CLK脚。
A/D转换器（Analog to Digital Converter）——能把 模拟量转换成相应数字量的电子器件（简称为ADC）。
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11.1 STC89C52与A/D转换器的接口 1.概述 A/D转换器把模拟量转换成数字量，以便于单片机进 行数据处理。A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编 码4个过程。在实际电路中，有些过程是合并进行的，如 采样和保持，量化和编码在转换过程中是同时实现的。 目前单片的ADC芯片较多，对设计者来说，只需合理 的选择芯片即可。现在部分的单片机片内集成了A/D转换 器,仅在片内A/D转换器不能满足需要的情况下，需外扩。 当然作为扩展A/D转换器的基本方法，还是应该掌握。
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void data_acquisition(void) interrupt 2{ EA=0; temp=AD_IN0; //转换数据显示 P1=temp; AD_IN0=0; //启动A/D信号 EA=1; }
Keil uVision4
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11.1.2 STC89C52与并型8位A/D转换器ADC0809的接口 1.ADC0809芯片---逐次比较型ADC芯片
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START EOC D3 OE CLK VCC VR(+) GND D1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 IN2 IN1 IN0 A B C ALE D7 D6 D5 D4 D0 VR(-) D2
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目前，除并行输出A/D转换器外，随着单片机串行扩 展方式的日益增多，带有同步SPI串行接口的A/D转换器的 使用也逐渐增多。串行输出的A/D转换器具有占用端口线 少、使用方便、接口简单等优点。较为典型的串行A/D转 换器为美国TI公司的TLC549（8位）、TLC1549（10位）以 及TLC1543（10位）和TLC2543（12位）。
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AD转换器的分类
尽管A/D转换器的种类很多，但目前广泛应用在单片机应 用系统中的主要有逐次比较型转换器和双积分型转换器，此 外-Δ 式转换器逐渐得到重视和较为广泛的应用。 逐次比较型A/D转换器，在精度、速度和价格上都适中， 是最常用的A/D转换器。
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• IN0～IN7的地址分别为0x7FF8～0x7FFF。ADC0809的EOC引 脚经非门74HC14与单片机的外部中断输入引脚 INT1 相连 ，A/D转换结束后变为低电平，单片机采用查询或中断方 式读取A/D转换结果。 （1）查询方式
#include <reg52.h> #include <absacc.h> #define AD_IN0 XBYTE[0X7FF8] //IN0通道地址 sbit ad_busy=P3^3; unsigned char data temp _at_ 0x50; void main(void){ while(1){ AD_IN0= 0; //启动A/D信号,是一个虚写操作。 while(ad_busy==1); //等待A/D转换结束 temp=AD_IN0; //转换数据存到片内50H单元 P1=temp; //转换数据显示 } } Keil uVision4
•分辨率为８位 •转换时间１00μ S •工作量程为0～＋5V •功耗为15mＷ •工作电压为+5V •具有锁存控制的8路模拟开关 •输出与TTL电平兼容
ADC0809
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ADC0809的结构组成
8路模拟输入信号——用三根地址线A,B,C选通IN0～IN7；A、B、 C分别与单片机的三条地址线相连，三位编码对应8个通道地址 端口。C、B、A = 000～111分别对应IN0～IN7通道的地址。
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读取转换结果时，用低电 平的读信号RD 和P2.7引 脚经一级“或非门”后产 生的正脉冲作为OE信号， 用来打开三态输出锁存器。
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【例11-1】采用ADC0809设计数据采集电路.该 电路通过调节滑线变阻器，调节IN5的输入电压 ，A/D转换结果存放至片内数据存储器50H单元 ，并通过两个BCD数码管显示出来。
双积分型A/D转换器，具有精度高、抗干扰性好、价 格低廉等优点，与逐次比较型A/D转换器相比，转换速度 较慢，近年来在单片机应用领域中也得到广泛应用。 -式ADC具有积分式与逐次比较型ADC的双重优点。 它对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力，不亚于 双积分ADC，它比双积分ADC有较高的转换速度，与逐次 比较型ADC相比，有较高的信噪比，分辨率高，线性度好， 不需要采样保持电路。 A/D转换器按照转换速度可大致分为超高速（转换时 间≤1ns）、高速（转换时间≤1s）、中速（转换时间 ≤1ms）、低速（转换时间≤1s）等几种不同转换速度的 芯片。 按照输出数字量的有效位数分为4位、8位、10位、 12位、14位、16位并行输出以及BCD码输出的3位半、4位 半、5位半等多种。
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（2）中断方式 采用中断方式完成对IN0通道的输入模拟量信号的采 集,当A/D转换结束后，EOC发出一个脉冲向单片机提出中 断申请，单片机响应中断请求后，由外部中断1的中断服 务程序读取A/D转换结果，并启动ADC0809的下一次转换。 外部中断1采用边沿触发方式。中断控制方式效率高，所 以特别适合于转换时间较长的ADC。
674A完全兼容，可以直接替换AD574、AD674使用，但最
大转换时间由25s提高到10s。
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与AD574A/674A相比，AD1674的内部结构更加紧凑，
集成度更高，工作性能（尤其是高低温稳定性）更好，而
且可以使设计板面积大大减小，因而可以降低成本并提高 系统的可靠性。目前，片内带有采样保持器的AD1674正以 其优良的性能价格比，取代AD574A和AD674A。 AD1674共有6个控制引脚，功能如下:
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2.ADC主要技术指标 （1）转换时间和转换速率 A/D完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转 换速率。 （2）分辨率 分辨率是衡量A/D转换器能够分辨出输入模拟量最小变
化程度的技术指标。分辨率取决于A/D转换器的位数，习惯
上用输出的二进制位数或BCD码位数表示。例如，AD1674的 满量程输入电压为5V，可输出12位二进制数，即用212个数进 行量化，其分辨率为12位，或A/D转换器能分辨出输入电压 5V/212=1.22mV的变化。
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28引脚双列直插式封装图
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由于芯片内有三态输出缓冲电路，因而可直接与各种 典型的8位或16位的单片机相连，AD1674片内集成有高精
度的基准电压源和时钟电路，从而使该芯片在不需要任何
外加电路和时钟信号的情况下完成A/D转换，使用非常方 便。 AD1674是AD574A/674A的更新换代产品。它们的内 部结构和外部应用特性基本相同，引脚功能与AD574A/
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（3）量化误差 量化过程引起的误差称为量化误差。是由于有限位数 字量对模拟量进行量化而引起的误差。理论上规定为一个 单位分辨率的-1/2 - +1/2LSB ，提高A/D位数既可以提高 分辨率，又能够减少量化误差。
（4）转换精度
转换精度定义为一个实际A/D转换器与一个理想A/D转 换器在量化值上的差值，可用绝对误差或相对误差表示。
11.1.3 STC89C52与并型12位A/D转换器AD1674的接口 在某些应用中，8位ADC常常不够，必须选择分辨率 大于8位的芯片，由于10位、16位接口与12位类似，因 此仅以常用的12位A/D转换器AD1674为例进行介绍。 1．AD1674简介 美国AD公司12位逐次比较型A/D转换器。转换时间为 10s，单通道最大采集速率100kHz。
引脚——START启动AD转换，CLOCK转换时钟，VR参考电压，EOC 转换结束标志， OE输出使能，ALE地址锁存。
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工作时序
START正脉冲启动AD转换 ALE锁存ADDA、ADDB、ADDC
EOC由高变低（AD启动后） 保持低电平(转换期间) 由低变高（转换结束） OE正脉冲，打开三态门输出
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ADC0809具有输出三态 锁存器，其8位数据输 出引脚D0～D7可直接 与单片机的P0口相连。