前 言
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8为单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。
模数转换器即A/D转换器,或简称ADC,通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义,仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准,比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。
现将单片机与A/D转换器相结合,将A/D转换器采集到得信号送到单片机中进行运算、显示、打印、控制等处理,是比较普遍的应用。本设计即设计单片机与A/D转换器接口电路。
一、设计目的
通过本设计,掌握单片机与A/D转换器的扩展设计。
二、芯片选型——单片机
Intel公司继1976年推出MCS-48系列8位单片机之后,又于1980年推出了MCS-51系列高档8位单片机。至今20多年来,51系列单片机经久不衰,并得到了极其广泛的应用。51系列单片机有多种型号的产品,如普通型(51子系列)80C51、80C31、87C51和89C51等,增强型(52子系列)80C32、80C52、87C52和89C52等。他们的结构基本相同,其主要差别反映在储存器的配置上。89系列单片机已经在片内增加4KB或8KB的Flash ROM,而且整个89C51/98C52芯片比87C51便宜的多。综合考虑,本设计选用98C51单片机。
98C51管脚图
三、芯片选型——A/D转换器
ADC0809是CMOS工艺,采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片,28引脚双列直插式封装,片内除A/D转换器部分外还有很多路模拟开关部分。多路开关有8路模拟输入量,最多允许8路模拟量分时输入,共用一个A/D转换器进行转化。ADC0809由8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存器以及地址锁存译码器等组成。ADC0809芯片的转换速度在最高时钟频率下为100?s左右。故本设计选用该芯片。 引脚功能说明如下:
? IN0~IN7:8个输入通道的模拟输入端。 ? D0~D7:8位数字量输出端。
? START:启动信号,加上正脉冲后,A/D转换开始进行。 ? ALE:地址锁存信号。由低至高电平时,把三位地址信号送入通道号地址锁存器,并经译码器得到地址输出,以选择相应的模拟输入通道。
? EOC:转换结束信号,是芯片的输出信号。转换开始后,EOC信号变低;转换结束时,EOC返回高电平。这个信号可以作为A/D转换器的状态信号来查询,也可以直接用作中断请求信号。
? OE:输出允许控制端(开数字量输出三态门)。 ? CLK:时钟信号。最高允许值为640 kHz。 ? VREF+和VREF-:A/D转换器的参考电压。
? VCC:电源电压。由于是CMOS芯片,允许的电压范围较
8位AD转换接口电路设计
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