AD0809的工作原理.docx
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AD0809的工作原理
AD0809的工作原理
1.AD0809的芯片说明：
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
（1）ADC0809的内部逻辑结构
由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
（2）．引脚结构
IN0－IN7：
8条模拟量输入通道
ADC0809对输入模拟量要求：
信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线：
4条
ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。
当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。
A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。
通道选择表如下表所示。
C
B
A
选择的通道
0
0
0
IN0
0
0
1
IN1
0
1
0
IN2
0
1
1
IN3
1
0
0
IN4
1
0
1
IN5
1
1
0
IN6
1
1
1
IN7
数字量输出及控制线：
11条
ST为转换启动信号。
当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。
EOC为转换结束信号。
当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。
OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。
D7－D0为数字量输出线。
CLK为时钟输入信号线。
因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，
VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
2．ADC0809应用说明
（1）．ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
（2）．初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
（4）．在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）．是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
（6）．当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
3．实验任务
如下图所示，从ADC0809的通道IN3输入0－5V之间的模拟量，通过ADC0809转换成数字量在数码管上以十进制形成显示出来。
ADC0809的VREF接＋5V电压。
4．电路原理图
5.程序设计：
（1）．进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则把数据通过P0端口读入，经过数据处理之后在数码管上显示。
（2）．进行A/D转换之前，要启动转换的方法：
ABC＝110选择第三通道
ST＝0，ST＝1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号.
（3）.关于0809的计算：
ad0809是根据逐位逼近的方法产生数据的。
。
参考电压为0-5V的话。
以0809八位255的转换精度每一位的电压值为（5-0）/255≈
设输入电压为X则：
X-27*>=0则AD7=1否则AD7=0。
X-26*>=0则AD6=1否则AD6=0。
X-20*>=0则AD0=1否则AD0=0。
（27指2的7次方。
26-------20同理）
若参考电压为0-1V
（1-0）/255≈精度自然高了。
。
可测量范围小了。
1）汇编源程序：
CHEQU30H
DPCNTEQU31H
DPBUFEQU33H
GDATAEQU32H
STBIT
OEBIT
EOCBIT
ORG00H
LJMPSTART
ORG0BH
LJMPT0X
ORG30H
START:
MOVCH,#0BCH
MOVDPCNT,#00H
MOVR1,#DPCNT
MOVR7,#5
MOVA,#10
MOVR0,#DPBUF
LOP:
MOV@R0,A
INCR0
DJNZR7,LOP
MOV@R0,#00H
INCR0
MOV@R0,#00H
INCR0
MOV@R0,#00H
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#（65536-4000）/256
MOVTL0,#（65536-4000）MOD256
SETBTR0
SETBET0
SETBEA
WT:
CLRST
SETBST
CLRST
WAIT:
JNBEOC,WAIT
SETBOE
MOVGDATA,P0
CLROE
MOVA,GDATA
MOVB,#100
DIVAB
MOV33H,A
MOVA,B
MOVB,#10
DIVAB
MOV34H,A
MOV35H,B
SJMPWT
T0X:
NOP
MOVTH0,#（65536-4000）/256
MOVTL0,#（65536-4000）MOD256
MOVDPTR,#DPCD
MOVA,DPCNT
ADDA,#DPBUF
MOVR0,A
MOVA,@R0
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
MOVDPTR,#DPBT
MOVA,DPCNT
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,A
INCDPCNT
MOVA,DPCNT
CJNEA,#8,NEXT
MOVDPCNT,#00H
NEXT:
RETI
DPCD:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H
DPBT:
DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H
DB0EFH,0DFH,0BFH,07FH
END
2）C语言源程序
#include
unsignedcharcodedispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsignedchardispbuf[8]={10,10,10,10,10,0,0,0};
unsignedchardispcount;
sbitST="P3"^0;
sbitOE="P3"^1;
sbitEOC="P3"^2;
unsignedcharchannel="0xbc";//IN3
unsignedchargetdata;
voidmain（void）
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-4000）/256;
TL0=（65536-4000）%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
P3=channel;
while
（1）
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;
while（EOC==0）;
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
dispbuf[2]=getdata/100;
getdata=getdata%10;
dispbuf[1]=getdata/10;
dispbuf[0]=getdata%10;
}
}
voidt0（void）interrupt1using0
{
TH0=（65536-4000）/256;
TL0=（65536-4000）%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
dispcount++;
if（dispcount==8）
{
dispcount=0;
}
}
3）FPGA实现的程序：
（verilog）
moduleAD0809（clk,//脉宽（至少100ns）
rst_n,
EOC,//约100us后EOC变为高电平转换结束
START,//启动信号，上升沿有效（至少100ns）
OE,//高电平打开三态缓冲器输出转换数据
ALE,//高电平有效，选择信道口
ADDA,//因为ADDB,ADDC都接地了，这里只有ADDA为变量
DATA,////转换数据
DATA_R）;
outputSTART,OE,ALE,ADDA;
inputEOC,clk,rst_n;
input[7:
0]DATA;
output[7:
0]DATA_R;
regSTART,OE,ALE,ADDA;
reg[7:
0]DATA_R;
reg[4:
0]CS,NS;
parameterIDLE=5''b00001,START_H=5''b00010,START_L=5''b00100,
CHECK_END=5''b01000,GET_DATA=5''b10000;
always@（*）
case（CS）
IDLE:
NS=START_H;
START_H:
NS=START_L;
START_L:
NS=CHECK_END;
CHECK_END:
if（EOC）
NS=GET_DATA;
else
NS=CHECK_END;
GET_DATA:
NS=IDLE;
default:
NS=IDLE;
endcase
always@（posedgeclk）
if（!
rst_n）
CS<=IDLE;
else
CS<=NS;
always@（posedgeclk）
case（NS）
IDLE:
begin
OE<=0;
START<=0;
ALE<=0;ADDA<=1;
end
START_H:
begin
OE<=0;
START<=1;//产生启动信号
ALE<=1;ADDA<=1;//选择信道口IN0
end
START_L:
begin
OE<=0;
START<=0;
ALE<=1;//启动信号脉宽要足够长,在启动的时候ALE要一直有效
end
CHECK_END:
begin
OE<=0;
START<=0;
ALE<=0;
end
GET_DATA:
begin
OE<=1;//高电平打开三态缓冲器输出转换数据
DATA_R<=DATA;//提取转换数据
START<=0;
ALE<=0;
end
default:
begin
OE<=0;
START<=0;
ALE<=0;ADDA<=0;
end
endcase
endmodule
4）FPGA实现的程序：
（VHDL）
LIBRARYIEEE;
USE
USE
ENTITYAD0809IS
PORT（D:
INSTD_LOGIC_VECTOR（7DOWNTO0）; CLK,EOC:
INSTD_LOGIC;
CLOCK:
INSTD_LOGIC;
ALE,START,OE,LOCK0:
OUTSTD_LOGIC;
DOUT:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
SEL:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
ENDAD0809;
ARCHITECTUREbehavOFAD0809IS
TYPEstatesIS（st0,st1,st2,st3,st4）;
SIGNALcurrent_state,next_state:
states:
=st0;
SIGNALREGL:
STD_LOGIC_VECTOR（7DOWNTO0）;
SIGNALLOCK:
STD_LOGIC;
SIGNALCNT1:
STD_LOGIC_VECTOR（0DOWNTO0）;
SIGNALA:
INTEGERRANGE0TO1;
SIGNALLOWDATA:
STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;
SIGNALHIGHDATA:
STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;
SIGNALLOWLED7S:
STD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
SIGNALHIGHLED7S:
STD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
BEGIN
LOCK0<=LOCK;
PROCESS（REGL）
BEGIN
LOWDATA<=REGL（3DOWNTO0）;
HIGHDATA<=REGL（7DOWNTO4）;
CASELOWDATAIS
WHEN"0000"=>LOWLED7S<="0111111";
WHEN"0001"=>LOWLED7S<="0000110";
WHEN"0010"=>LOWLED7S<="1011011";
WHEN"0011"=>LOWLED7S<="1001111";
WHEN"0100"=>LOWLED7S<="1100110";
WHEN"0101"=>LOWLED7S<="1101101";
WHEN"0110"=>LOWLED7S<="1111101";
WHEN"0111"=>LOWLED7S<="0000111";
WHEN"1000"=>LOWLED7S<="1111111";
WHEN"1001"=>LOWLED7S<="1101111";
WHEN"1010"=>LOWLED7S<="1110111";
WHEN"1011"=>LOWLED7S<="1111100";
WHEN"1100"=>LOWLED7S<="0111001";
WHEN"1101"=>LOWLED7S<="1011110";
WHEN"1110"=>LOWLED7S<="1111001";
WHEN"1111"=>LOWLED7S<="1110001";
WHENOTHERS=>Null;
ENDCASE;
CASEHIGHDATAIS
WHEN"0000"=>HIGHLED7S<="0111111";
WHEN"0001"=>HIGHLED7S<="0000110";
WHEN"0010"=>HIGHLED7S<="1011011";
WHEN"0011"=>HIGHLED7S<="1001111";
WHEN"0100"=>HIGHLED7S<="1100110";
WHEN"0101"=>HIGHLED7S<="1101101";
WHEN"0110"=>HIGHLED7S<="1111101";
WHEN"0111"=>HIGHLED7S<="0000111";
WHEN"1000"=>HIGHLED7S<="1111111";
WHEN"1001"=>HIGHLED7S<="1101111";
WHEN"1010"=>HIGHLED7S<="1110111";
WHEN"1011"=>HIGHLED7S<="1111100";
WHEN"1100"=>HIGHLED7S<="0111001";
WHEN"1101"=>HIGHLED7S<="1011110";
WHEN"1110"=>HIGHLED7S<="1111001";
WHEN"1111"=>HIGHLED7S<="1110001";
WHENOTHERS=>Null;
ENDCASE;
ENDPROCESS;
PROCESS（CLOCK）
BEGIN
IFCLOCK'EVENTANDCLOCK='1'THENCNT1<=CNT1+1;
ENDIF;
ENDPROCESS;
PROCESS（CNT1）
BEGIN
CASECNT1IS
WHEN"0"=>SEL<="111";A<=0;
WHEN"1"=>SEL<="110"; A<=1;
WHENOTHERS=>NULL;
ENDCASE;
ENDPROCESS;
PROCESS（A）
BEGIN
CASEAIS
WHEN0=>DOUT<=LOWLED7S;
WHEN1=>DOUT<=HIGHLED7S;
WHENOTHERS=>NULL;
ENDCASE;
ENDPROCESS;
COM:
PROCESS（current_state,EOC）
BEGIN
CASEcurrent_stateIS
WHENst0=>ALE<='0';START<='0';LOCK<='1';OE<='0';next_state<=st1;
WHENst1=>ALE<='1';START<='0';LOCK<='1';OE<='0';next_state<=st2;
WHENst2=>ALE<='0';START<='1';LOCK<='0';OE<='0';
IF（EOC='1'）THENnext_state<=st3;
ELSEnext_state<=st2;
ENDIF;
WHENst3=>ALE<='0';START<='0';LOCK<='0';OE<='1';next_state<=st4;
WHENst4=>ALE<='0';START<='0';LOCK<='1';OE<='1';next_state<=st0;
WHENOTHERS=>next_state<=st0;
ENDCASE;
ENDPROCESSCOM;
REG:
PROCESS（CLK）
BEGIN
IF（CLK'EVENTANDCLK='1'）THENcurrent_state<=next_state;
ENDIF;
ENDPROCESSREG;
LATCH1:
PROCESS（LOCK）
BEGIN
IFLOCK='1'ANDLOCK'EVENTTHENREGL<=D;
ENDIF;
ENDPROCESSLATCH1;
ENDbehav;
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