自制單片機(jī)之十一……模數(shù)轉(zhuǎn)換IC ADC0809

我們重在實(shí)際制做，太羅嗦的內(nèi)容我就不說了，只講些跟制做有關(guān)的最精煉的知識。

　ADC0809是可以將我們要測量的模擬電壓信號量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量從而可以進(jìn)行存儲(chǔ)或顯示的一種轉(zhuǎn)換IC。
下面是它的管腳圖和邏輯圖：

管腳功能說明：
IN0－IN7：模擬量輸入通道。就是說它可以分時(shí)地分別對八個(gè)模擬量進(jìn)行測量轉(zhuǎn)換。
ADDA－C：地址線。也就是通過這三根地址線的不同編碼來選擇對哪個(gè)模擬量進(jìn)行測量轉(zhuǎn)換。
ALE：地址鎖存允許信號。在低電平時(shí)向ADDA－C寫地址，當(dāng)ALE跳至高電平后ADDA－C上的數(shù)據(jù)被鎖存
START：啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號。當(dāng)它為上升沿后，將內(nèi)部寄存器清0。當(dāng)它為下降沿后，開始A/D轉(zhuǎn)換。
D0－D7：數(shù)據(jù)輸出口。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)量就是從這輸出給S52的。
OE：輸出允許信號，是對D0－D7的輸出控制端，OE＝0，輸出端呈高阻態(tài)，OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。
CLOCK：時(shí)種信號。ADC0809內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，需由外部提供時(shí)鐘脈沖信號。一般為500KHz
EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。EOC＝0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。EOC＝1，轉(zhuǎn)換結(jié)束，可以進(jìn)行下一步輸出操作
REF(+)、REF(-)：參考電壓。參考電壓用來與輸入的模擬量進(jìn)行比較，作為測量的基準(zhǔn)。一般REF(=)＝5v　REF(-)＝0V。

下面我先給出ADC0809的時(shí)序圖再說說它的工作過程：

它的工作過程是這樣的，
?、僭贗N0－IN7上可分別接上要測量轉(zhuǎn)換的8路模擬量信號。有人問了，可不可以只接一路？我就只想測一個(gè)模擬信號。當(dāng)然可了，能挑一百斤的擔(dān)子，讓你只挑十斤那還不小菜。廢話太多。。STOP。
　②將ADDA－ADDC端給上代表選擇測量通道的代碼。如000(B)則代表通道0；001(B)代表通道1；111則代表通道7。
　③將ALE由低電平置為高電平，從而將ADDA－ADDC送進(jìn)的通道代碼鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量送給內(nèi)部轉(zhuǎn)換單元。
　④給START一個(gè)正脈沖。當(dāng)上升沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零。下降沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START保持低電平。
?、軪OC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。在上述的A/D轉(zhuǎn)換期間，可以對EOC進(jìn)行不斷測量，當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換工作結(jié)束。否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
?、蕻?dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將OE設(shè)置為1，這時(shí)D0－D7的數(shù)據(jù)便可以讀取了。OE＝0，D0－D7輸出端為高阻態(tài)，OE＝1，D0－D7端輸出轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。

說明：ADC0809的轉(zhuǎn)換工作是在時(shí)鐘脈沖的條件下完成的，因此首先要在CLOCK端給它一個(gè)時(shí)鐘信號，說明書上給出了可以接入的脈沖信號頻率是在10KHz－1280KHz,典型值是640KHz。
　　時(shí)序圖上的teoc時(shí)長為，從START上升沿開始后的8個(gè)時(shí)鐘同期再加2微秒。這一點(diǎn)得注意，因?yàn)楫?dāng)START脈沖剛結(jié)束進(jìn)入轉(zhuǎn)換工作時(shí)，EOC還沒有立即變?yōu)榈碗娖蕉沁^了8個(gè)時(shí)鐘周期后才進(jìn)入低電平的，所以再給出START脈沖后最好延時(shí)一會(huì)再進(jìn)行EOC的檢測。
　　一個(gè)通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間一般為64個(gè)時(shí)鐘周期，如時(shí)鐘頻率為640KHz時(shí)，時(shí)鐘周期為1.5625微秒，一個(gè)通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間則為1.5625×64＝100微秒，那么1秒種就可以轉(zhuǎn)換1000000÷100＝10000次。

下面我們給出一個(gè)教材上經(jīng)典的接線圖再說明它的利弊：

　　這是個(gè)老教材上的圖紙，網(wǎng)絡(luò)查查也大都是這樣的圖，它的時(shí)鐘脈沖是通過C51的ALE經(jīng)過2分頻得到的，它一般是指，當(dāng)C51的晶振為6MHz時(shí)，ALE輸出1MHz的脈沖，經(jīng)2分頻后得到500KHz。但這對我們現(xiàn)在S52上使用12MHz晶振時(shí)就不適用了?，F(xiàn)在S52的ALE輸出的脈沖為2MHz，2分頻后也有1MHz。
網(wǎng)上查了一下，補(bǔ)救的辦法基本上是用T0時(shí)鐘來模擬出個(gè)10KHz的脈沖信號。這是ADC0809時(shí)鐘脈沖允許的最小值。也的確，一般我們用不著那么快的轉(zhuǎn)換速度，所以給個(gè)10KHz也夠了，還省掉了一個(gè)分頻器。不過這也基本上是用T0能模擬出的最高頻率了，

sbit CLK=P3^3;
void main(void)
{
ET0＝1;
EA=1;
TMOD=0X12;
TH0=216;
TL0=216;
TR0=1;
...

}

void t0(void) interrupt 1
{
CLK=~CLK;
}

從上面的程序可以看出，每40個(gè)時(shí)鐘脈沖就發(fā)生一次中斷。S51基本上也就一直忙著中斷處理了。中斷太頻繁，占資源。
　　我們來看看D0－D7輸出口，它是只能輸出不能寫入的，而ADDA－ADDC又是只能寫入而不能輸出的，因此我們可以將74HC373也省掉。同樣74LS02也自然可以不用了。

　　這樣我們省去了所有的其它門電路IC，也包括那個(gè)HC373。

　　簡化電路為的是使ADC0809在用最少的其它門電路而使它工作，讓我們能專注學(xué)習(xí)ADC0809是如何工作過程的。現(xiàn)在我來說說如何更好的模擬出這個(gè)時(shí)鐘。我們現(xiàn)在用的都是S52芯片了，不知道大家用過里面的T2時(shí)鐘嗎？它有個(gè)時(shí)鐘輸出功能，如下圖：

根據(jù)公式，用12MHz的晶振，就可以在P1.0輸出45Hz----3MHz頻率的時(shí)鐘脈沖，要輸出500KHz的脈沖還不小意思呀。
我試驗(yàn)了一下T2時(shí)鐘，很好用：

/*這個(gè)程序讓AT89S52的T2時(shí)鐘從P1.0口輸出45HZ方波脈沖，P1.0口接到P3.4口作為
　T0的外部計(jì)數(shù)，通過T0的時(shí)鐘中斷在P2口輸出。T0每45個(gè)脈沖就中斷一次，也就是剛好一秒一次*/
#include
void main()
{
/* T2 設(shè)置 */
TR2=0x0;
T2MOD=0x02; //0010(B) 設(shè)置T2為P1.0口輸出方波模式
C_T2=0; //用內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)
TL2=0x0;
TH2=0x0;
RCAP2L=0x0;
RCAP2H=0x0;

/* T0 設(shè)置 */
TMOD=0x6; //0110(B),T0為外部計(jì)數(shù)模式，方式為2 (8位自動(dòng)裝載)
EA=1;//總中斷允許
ET0=1;//T0中斷允許
TH0=256-45;
TL0=256-45;

/*start timer */
TR0=1; //啟動(dòng)T0時(shí)鐘
TR2=1; //啟動(dòng)T2時(shí)鐘

do
{
}while(1);
}

void t0(void) interrupt 1//T0中斷服務(wù)程序
{
P2=~P2;
}

其結(jié)果P1.0輸出45Hz的脈沖，T0的中斷是以P1.0的45個(gè)脈沖發(fā)生一次的。P2口的數(shù)碼管以一秒的時(shí)間亮，一秒時(shí)間熄滅的在閃爍，T2定時(shí)器看來很好用。達(dá)到要求。

好！上面的程序只是試試S52的T2定時(shí)器是否可正常使用。言歸正傳我們還是來談ADC0809的電路：見下圖：

電路圖比較簡單，我就不另畫了，就將這張電圖板圖貼上。D0－D7是數(shù)據(jù)讀取位，同時(shí)在低三位D0－D2上也分別接上了A、B、C通道選擇位。CLK為ADC0809所需的時(shí)鐘脈沖，我們將要用T2來給出時(shí)鐘脈沖，因此我們必須把CLK接在S52的P1.0上。這樣OE、EOC、ST就分別順著接P1.1、P1.2