完整word版adc0808中文资料Word文档格式.docx
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（3）转换时间：
取决于芯片时钟频率,如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。
（4）单一电源：
+5V。
（5）模拟输入电压范围：
单极性0～5V；
双极性±
5V,±
10V（需外加一定电路）。
（6）具有可控三态输出缓存器。
（7）启动转换控制为脉冲式（正脉冲）,上升沿使所有内部寄存器清零,下降沿使A/D转换开始。
（8）使用时不需进行零点和满刻度调节。
2）内部结构和外部引脚
ADC0808/0809的内部结构和外部引脚分别如图11.19和图11。
20所示。
内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述,下面仅对各引脚定义分述如下：
图11.19ADC0808/0809内部结构框图
（1）IN0～IN7—-8路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。
（2）D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出,故可直接和微处理器数据线连接。
8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位.
（3）ADDA、ADDB、ADDC——模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。
地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示.
（4）VR（+）、VR（—）——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。
在单极性输入时，VR（+）=5V,VR（-）=0V；
双极性输入时，VR（+）、VR（—）分别接正、负极性的参考电压。
图11。
20ADC0808/0809外部引脚图
表11。
3地址信号与选中通道的关系
地址
选中通道
ADDC
ADDB
ADDA
1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
（5）ALE—-地址锁存允许信号，高电平有效.当此信号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。
在使用时，该信号常和START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。
（6）START-—A/D转换启动信号，正脉冲有效。
加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始A/D转换。
如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换.
（7）EOC——转换结束信号,高电平有效。
该信号在A/D转换过程中为低电平，其余时间为高电平.该信号可作为被CPU查询的状态信号,也可作为对CPU的中断请求信号。
在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下，EOC也可作为启动信号反馈接到START端,但在刚加电时需由外电路第一次启动。
（8）OE--输出允许信号，高电平有效。
当微处理器送出该信号时，ADC0808/0809的输出三态门被打开,使转换结果通过数据总线被读走。
在中断工作方式下，该信号往往是CPU发出的中断请求响应信号。
3）工作时序与使用说明
ADC0808/0809的工作时序如图11。
21所示。
当通道选择地址有效时，ALE信号一出现,地址便马上被锁存，这时转换启动信号紧随ALE之后（或与ALE同时）出现。
START的上升沿将逐次逼近寄存器SAR复位，在该上升沿之后的2μs加8个时钟周期内（不定），EOC信号将变低电平,以指示转换操作正在进行中，直到转换完成后EOC再变高电平。
微处理器收到变为高电平的EOC信号后,便立即送出OE信号，打开三态门，读取转换结果。
21ADC0808/0809工作时序
模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行（当然，不能在转换过程中进行），然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成（因为ADC0808/0809的时间特性允许这样做）。
这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。
在与微机接口时,输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择,一种是通过数据总线选择。
如用EOC信号去产生中断请求，要特别注意EOC的变低相对于启动信号有2μs+8个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求.为此，最好利用EOC上升沿产生中断请求,而不是靠高电平产生中断请求。
2.AD574A
AD574A是美国AD公司的产品,是目前国际市场上较先进的、价格低廉、应用较广的混合集成12位逐次逼近式ADC芯片。
它分6个等级，即AD574AJ、AK、AL、AS、AT、AU，前三种使用温度范围为0~+70℃，后三种为-55~+125℃.它们除线性度及其他某些特性因等级不同而异外,主要性能指标和工作特点是相同的.
（1）非线性误差：
±
1LSB或±
LSB（因等级不同而异）。
（2）电压输入范围：
单极性0～+10V，0～+20V，双极性±
10V。
35μs.
（4）供电电源:
+5V，±
15V.
（5）启动转换方式：
由多个信号联合控制,属脉冲式。
（6）输出方式：
具有多路方式的可控三态输出缓存器。
（7）无需外加时钟。
（8）片内有基准电压源.可外加VR，也可通过将VO（R）与Vi（R）相连而自己提供VR.内部提供的VR为（10。
00±
0.1）V（max），可供外部使用，其最大输出电流为1.5mA；
（9）可进行12位或8位转换。
12位输出可一次完成，也可两次完成（先高8位，后低4位）。
2）内部结构与引脚功能
AD574A的内部结构与外部引脚如图11.22所示。
从图可见，它由两片大规模集成电路混合而成:
一片为以D/A转换器AD565和10V基准源为主的模拟片，一片为集成了逐次逼近寄存器SAR和转换控制电路、时钟电路、三态输出缓冲器电路和高分辨率比较器的数字片，其中12位三态输出缓冲器分成独立的A、B、C三段，每段4位，目的是便于与各种字长微处理器的数据总线直接相连。
AD574A为28引脚双列直插式封装,各引脚信号的功能定义分述如下：
图11.22AD574A的结构框图与引脚
（1）12/
—-输出数据方式选择.当接高电平时,输出数据是12位字长；
当接低电平时,是将转换输出的数变成两个8位字输出。
（2）A0——转换数据长度选择.当A0为低电平时，进行12位转换；
A0为高电平时，则为8位长度的转换。
（3）
—-片选信号.
（4）R/
——读或转换选择.当为高电平时，可将转换后数据读出;
当为低电平时，启动转换.
（5）CE——芯片允许信号，用来控制转换与读操作。
只有当它为高电平时，并且
=0时，R/信号的控制才起作用。
CE和
、R/
、12/
、A0信号配合进行转换和读操作的控制真值表如表11.4所示。
（6）VCC-—正电源,电压范围为0～+16.5V。
（7）Vo（R）——+10V参考电压输出端，具有1.5mA的带负载能力。
4AD574A的转换和读操作控制真值表
CE
12/
A0
操作内容
×
+5V
DGND
无操作
启动一次12位转换
启动一次8位转换
并行读出12位
读出高8位（A段和B段）
读出C段低4位，并自动后跟4个0
（8）AGND--模拟地。
（9）GND-—数字地。
（10）Vi（R）-—参考电压输入端。
（11）VEE——负电源，可选加-11。
4V～—16。
5V之间的电压。
（12）BIPOFF——双极性偏移端，用于极性控制.单极性输入时接模拟地（AGND），双极性输入时接Vo（R）端。
（13）Vi（10）——单极性0～＋10V范围输入端，双极性±
5V范围输入端。
（14）Vi（20）—-单极性0～＋20V范围输入端,双极性±
10V范围输入端.
（15）STS--转换状态输出端，只在转换进行过程中呈现高电平，转换一结束立即返回到低电平。
可用查询方式检测此端电平变化，来判断转换是否结束,也可利用它的负跳变沿来触发一个触发器产生IRQ信号，在中断服务程序中读取转换后的有效数据。
从转换被启动并使STS变高电平一直到转换周期完成这一段时间内,AD574A对再来的启动信号不予理睬,转换进行期间也不能从输出数据缓冲器读取数据。
3）工作时序
AD574A的工作时序如图11。
23所示.对其启动转换和转换结束后读数据两个过程分别说明如下：
23AD574A的工作时序
（1）启动转换
在
=0和CE=1时，才能启动转换。
由于是
=0和CE=1相与后，才能启动A/D转换，因此实际上这两者中哪一个信号后出现,就认为是该信号启动了转换。
无论用哪一个启动转换，都应使R/C信号超前其200ns时间变低电平。
从图11.23可看出，是由CE启动转换的，当R/为低电平时，启动后才是转换，否则将成为读数据操作.在转换期间STS为高电平，转换完成时变低电平。
（2）读转换数据
=0和CE=1且
为高电平时，才能读数据,由12/
决定是12位并行读出，还是两次读出.如图11.23所示，
或CE信号均可用作允许输出信号，看哪一个后出现,图中为CE信号后出现。
规定A0要超前于读信号至少150ns，
信号超前于CE信号最小可到零。
从表11.4和图11。
23可看出,AD574A还能以一种单独控制（stand-alone）方式工作：
CE和12/
固定接高电平，
和A0固定接地，只用
来控制转换和读数,
=0时启动12位转换，
=1时并行读出12位数。
具体实现办法可有两种：
正脉冲控制和负脉冲控制。
当使用350ns以上的
正脉冲控制时，有脉冲期间开启三态缓冲器读数，脉冲后沿（下降沿）启动转换。
当使用400ns以上的
负脉冲控制时，则前沿启动转换，脉冲结束后读数.
4）使用方法
AD574A有单极性和双极性两种模拟输入方式。
（1）单极性输入的接线和校准
单极性输入的接线如图11.24（a）所示。
AD574A在单极性方式下，有两种额定的模拟输入范围：
0～+10V的输入接在Vi（10）和AGND间,0～+20V输入接在Vi（20）和AGND间。
R1用于偏移调整（如不需进行调整可把BIPOFF直接接AGND，省去外加的调整电路），R2用于满量程调整（如不需调整,R2可用一个50Ω±
1％的金属膜固定电阻代替）。
为使量化误差为±
LSB,AD574A的额定偏移规定为
LSB。
因此在作偏移调整时，使输入电压为
LSB（满量程电压为+10V时是1。
22mV），调R1，使数字输出为000000000000到000000000001的跳变。
在做满量程调整时，是通过施加一个低于满量程值1
LSB的模拟信号进行的，这时调R2以得到从111111111110到111111111111的跳变点。
（2）双极性输入的接线和校准
双极性输入的接线如图11。
24（b）所示。
和单极性输入时一样，双极性时也有两种额定的模拟输入范围：
5V和±
10V.±
5V输入接在Vi（10）和AGND之间；
±
10V接在Vi（20）和AGND之间。
24AD574A的输入接线图
双极性校准也类似于单极性校准。
调整方法是，先施加一个高于负满量程
LSB（对于±
5V范围为—4。
9988V）的输入电压，调R1，使输出出现从000000000000到000000000001的跳变；
再施加一个低于正满量程1
5V范围为+4。
9963V）的输入信号，调R2使输出现从111111111110到111111111111的跳变。
如偏移和增益无需调整，则相应的调整电阻也和在单极性中一样，R2可用50±
1％Ω的固定电阻代替
串行AD转换芯片与51单片机的接口电路及程序设计
AT89C51单片机系统经常使用A／D转换器。
虽然并行A／D转换器速度高、转换通道多，但其价格高，占用单片机接口资源比串行A／D转换器多。
工业检测控制及智能化仪器仪表中经常采用串行A／D转换器。
ADS1110是一种精密、可连续自校准的串行A／D转换器,带有差分输入和高达16位的分辨率，其串行接口为I2C总线。
AT89C51单片机通过软件模拟I2C总线实现与ADS1110的连接.
ADS1110的特点与内部结构
ADS1110的特点
完整的数据采集系统和小型SOT23—6封装;
片内基准电压：
精度2.048V+0。
05%；
片内可编程增益放大器PGA；
片内振荡器;
16位分辨率；
可编程的转换速率15次／秒~240次／秒；
I2C总线接口（8个有效地址）;
电源电压2。
7V～5.5V；
低电流消耗240μA。
ADS1110的引脚功能
ADS1110串行A／D转换器采用6引脚贴片封装,其引脚排列如图1所示。
VDD：
电源端，通常接+5V；
GND：
模拟地和数字地；
VIN+、VIN-:
采样模拟信号输入端，其范围为2。
048V～2。
048V;
SCL：
I2C总线时钟线;
SDA：
I2C总线数据线。
ADS1110的内部结构
ADS1110是由带有可调增益的△-∑型转换器内核、2.048V的电压基准、时钟振荡器和I2C总线接口组成。
其内部结构如图2所示.
ADS1110的寄存器读写配置请参考：
ADS110引脚功能，寄存器配置及应用电路介绍
ADS1110的A／D转换器内核是由差分开关电容△-∑调节器和数字滤波器组成。
调节器测量正模拟输入和负模拟输入的压差，并将其与基准电压相比较。
数字滤波器接收高速数据流并输出代码，该代码是一个与输入电压成比例的数字，即A／D转换后的数据。
ADS1110片内电压基准是2。
048V.ADS1110只能采用内部电压基准该基准，不能测量，也不用于外部电路。
ADS1110片内集成时钟振荡器用于驱动△-∑调节器和数字滤波器.ADS1110的信号输入端设有可编程增益放大器PGA，其输入阻抗在差分输入时的典型值为2。
8MΩ。
硬件设计
由于AT89C51单片机没有I2C总线接口，可通过软件模拟实现与I2C总线器件的连接.具体方法是将单片机的I／O接口连接至I2C的数据线SDA和时钟线SCL。
通过软件控制时钟和数据传输，系统灵活性强。
图5所示是数据采集显示系统，采集工业现场的4路模拟信号并轮询显示。
采用4个ADS1110作为A／D转换器,地址为ED0～ED3。
具有I2C总线接口的EEPROMAT24C16作为存储器。
本系统有4位LED数码显示管和4个参数设定按键。
采集数据经数字滤波、16进制→工程值转换后,送至数码管轮询显示。
ADS1110和AT24C16的I2C接口连ADSl110数据线SDA至单片机的P1.0，时钟线SCL连接单片机的P1.1，上拉电阻阻值选10kΩ。
软件设计
按照硬件电路，编写A／D转换子程序为ADS0，其中嵌套调用了START,为起始命令子程序，FSDZ1为向ADS1110发送单个字节命令的子程序,ADREAD是读取输出寄存器和配置寄存器的子程序,STOP是停止命令子程序。
ADS0只对地址为ED0的ADS1110读数，如果要读取其他ADS1110，只需更改地址即可.系统中ADS1110的工作方式选用默认设置,即配置寄存器内容为＃8CH，所以程序未向配置寄存器写入数据.程序代码如下：
5结束语
ADS1110是一款高性价比具有I2C总线接口的串行A／D转换器。
ADS1110已在单片机系统中应用，并用于现场。
实践证明，ADS1110和单片机组成的数据采集系统，占用I／O端口少、功耗低，适用无电源场合。
但需注意的是，因I2C总线为串行扩展总线，数据采集时不能用于实时速度要求较高的场合。
TLC2543是11个输入端的12位模数转换器，具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简单、价格低等优点，应用前景好.由于它带有串行外设接口（SPI，Seri－alPeripheralInterface），而51系列单片机没有SPI，因此研究它与51单片机的接口就非常有意义。
1 TLC2543的引脚及功能
TLC2543是12位开关电容逐次逼近模数转换器，有多种封装形式，其中DB、DW或N封装的管脚图见图1。
引脚的功能简要分类说明如下。
I/OCLOCK：
控制输入输出的时钟，由外部输入.
DATAINPUT：
控制字输入端，用于选择转换及输出数据格式.
DATAOUT：
A/D转换结果的输出端.
2 TLC2543的使用方法
2．1 控制字的格式
控制字为从DATAINPUT端串行输入的8位数据,它规定了TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。
其中高4位（D7～D4）决定通道号，对于0通道至10通道,该4位分别为0000~1010H，当为1011~1101时，用于对TLC2543的自检，分别测试（VREF＋＋VREF－）/2、VREF－、VREF＋的值，当为1110时,TLC2543进入休眠状态。
低4位决定输出数据长度及格式，其中D3、D2决定输出数据长度，01表示输出数据长度为8位，11表示输出数据长度为16位，其他为12位。
D1决定输出数据是高位先送出，还是低位先送出，为0表示高位先送出。
D0决定输出数据是单极性（二进制）还是双极性（2的补码），若为单极性,该位为0，反之为1。
2．2 转换过程
上电后，片选CS必须从高到低,才能开始一次工作周期,此时EOC为高，输入数据寄存器被置为0，输出数据寄存器的内容是随机的。
开始时，CS片选为高，I/OCLOCK、DATAINPUT被禁止，DATAOUT呈高阻状，EOC为高。
使CS变低,I/OCLOCK、DATAINPUT使能，DATAOUT脱离高阻状态。
12个时钟信号从I/OCLOCK端依次加入，随着时钟信号的加入，控制字从DATAINPUT一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2543（高位先送入）,同时上一周期转换的A/D数据,即输出数据寄存器中的数据从DATAOUT一位一位地移出.TLC2543收到第4个时钟信号后,通道号也已收到，此时TLC2543开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第12个时钟的下降沿。
在第12个时钟下降沿，EOC变低，开始对本次采样的模拟量进行A/D转换，转换时间约需10μs,转换完成后EOC变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出。
此后，可以进行新的工作周期。
3 TLC2543与单片机的接口和采集程序
目前使用的51系列单片机没有SPI接口，为了与TLC2543接口，可以用软件功能来实现SPI的功能,其硬件接口如图2所示。
本示例采用延时进行采集,故省去了EOC引脚的接口.
下面是采用C51编写的A/D转换程序。
其中port是待采集的模拟量通道号,ad_data是采样值.delay（）是延时函数，大约为20微秒。
模拟滤波器可以分为无源和有源滤波器.
无源滤波器:
这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器:
集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点.集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置,在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等,相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率.其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致。
缺点为价格高，容量小.由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟，所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。
其运行可靠性也不及无源。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路.这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为成本低,运行稳定，技术相对成熟，容量大.缺点为谐波滤除率一般只有80％，对基波的无功补偿也是一定的.
目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型,即无源进行大容量的滤波补偿，有源进行微调.
原理上讲,有源滤波器可以达到很高的Q值，但是过高的Q值对于有源滤波器来说是不够稳定的。
有源滤波器的特性曲线不够好,有可能是你使用的运放带宽不够。
从原理上，无论有源无源，实现出来的特性应该是一致的.主要还是一个制作问题。
你的说法有基本概念问题.不能说你的二阶低通滤波器的相应没有巴特沃思的相应好！
因为你的滤波器就是根据巴特沃思原形设计的!
你的楼下那位大虾说的很对.无论是无源还是有源滤波器，都是基
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