集成A/D转换器及其应用

在单片集成A/D转换器中，逐次比较型使用较多，下面我们以ADC0804介绍集成A/D转换器及其应用。

1. ADC0804引脚及使用说明

    ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线

上，无须附加逻辑接口电路。ADC0804芯片外引脚图如1所示。引脚名称及意义如下：

：ADC0804的两模拟信号输出端，用以接受单极性、双极性和差摸输入信号。

：A/D转换器数据输出端，该输出端具有三态特性，能与微机总线相接。

AGND：模拟信号地。

DGND：数字信号地。

CLKIN：外电路提供时钟脉冲输入端。

CLKR：内部时钟发生器外接电阻端，与CLKIN端配合可由芯片自身产生时钟脉冲，其频率为1/1.1RC。

图1 ADC0804引脚图

CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦CS有效，表明A/D转换器被选中，可启动工作。WR：写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端，低电平有效，当CS、WR同时为低电平时，启动转换。。

RD：读信号输入，低电平有效，当CS、RD同时为低电平时，可读取转换输出数据。

INTR：转换结束输出信号，低电平有效。输出低电平表示本次转换已完成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。

在使用时应注意以下几点：

    （1）转换时序

 ADC0804控制信号的时序图如2所示，由图可见各控制信号时序关系为：当CS

图2  ADC0804控制信号的时序图

与WR同时为低电平A/D转换器被启动切在WR上升沿后100 模数完成转换，转换结果存入数据锁存器，同时，INTR自动变为低电平，表示本次转换已结束。如CS、RD同时来低电平，则数据锁存器三态门打开，数字信号送出，而在RD高电平到来后三态门处于高阻状态。

（2）零点和满刻度调节。

ADC0804的零点无须调整。满刻度调整时，先给输入端加入电压 ，使满刻度所对应的电压值是 ，其中 是输入电压的最大值， 是输入电压的最小值。当输入电压与 值相当时，调整 端电压值使输出码为FEH或FFH。

（3）参考电压的调节

在使用A/D转换器时，为保证其转换精度，要求输入电压满量程使用。如输入电压动态范围较小，则可调节参考电压 ，以保证小信号输入时ADC0804芯片8位的转换精度。

（4）接地

模数、数模转换电路中要特别注意到地线的正确连接，否则干扰很严重，以至影响转换结果的准确性。A/D、D/A及取样保持芯片上都提供了独立的模拟地（AGND）和数字地（DGND）的引脚。在线路设计中，必须将所有的器件的模拟地和数字地分别连接，然后将模拟地与数字地仅在一点上相连。地线的正确连接方法如图3所示。

图3 正确的地线连接

2. ADC0804的典型应用

下面以数据采集系统为例介绍ADX0804的典型应用。

    在现代过程控制及各种智能仪器和仪表中，为采集被控（被测）对象数据以达到由计算机进行实时控制、检测的目的，常用微处理器和A/D转换器组成数据采集系统。单通道微机化数据采集系统的示意图如图4所示。

图4 单通道微机化数据采集系统示意图

    系统由微机处理器、存储器和A/D转换器组成，它们之间通过数据总线（DBUS）和控制总线（CBUS）连接，系统信号采用总线传送方式。

    现在以程序查询为例，说明ADC0804在数据采集系统中的应用。采集数据时，首先微处理器执行一条传送指令，在该指令执行过程中，微处理器在控制总线的同时产生C 低电平信号，启动A/D转换器工作，ADC0804经100 后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器，并INTR端产生低电平表示转换结束，并通知微处理器可来取数。当微处理器通过总线查询到INTR为低电平时。立即执行输入指令，以产生CS， 低电平信号到ADC0804相应引脚，将数据取出并存入存储器中。整个数据采集过程中，由微处理器有序的执行若干指令完成。