ADC0809的工作原理

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　　A/D转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，其任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机等数字系统进行处理、存储、控制和显示;在工业控制和数据采集及许多其它领域中，它是不可缺少的重要组成部分。目前用软件的方法虽然可以实现高精度的A/D转换，但占用CPU时间长，限制了应用。而作为典型的A/D转换芯片ADC0809，具有转换速度快、价格低廉及与微型计算机接口简便等一系列优点，目前在8位单片机系统中得到了广泛的应用。下面将介绍其的原理：

　　1.主要特性

　　(1)具有转换起停控制端;

　　(2)转换时间为100μs;

　　(3)单个+5V电源供电;

　　(4)低功耗，约15mW;

　　(5)8路8位A/D转换器，即分辨率8位;

　　(6)工作温度范围为-40～+85摄氏度;

　　(7)模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。

　　2.内部逻辑结构

　　ADC0809的内部逻辑结构如图1所示，它主要由三部分组成。第一部分：模拟输入选择部分，包括一个8路模拟开关、一个地址锁存译码电路。输入的3位通道地址信号由锁存器锁存，经译码电路后控制模拟开关选择相应的模拟输入。第二部分：转换器部分，主要包括比较器，8位A/D转换器，逐次逼近寄存器SAR，电阻网络以及控制逻辑电路等。第三部分：输出部分，包括一个8位三态输出缓冲器，可直接与CPU数据总线接口。

　　图1 ADC0809内部逻辑结构图

　　由于芯片性能特点是一个逐次逼近型的A/D 转换器，外部供给基准电压;分辨率为8位，带有三态输出锁存器，转换结束时，可由CPU打开三态门，读出8位的转换结果;有8个模拟量的输入端，可引入8路待转换的模拟量。ADC0809的数据输出结构是内部有可控的三态缓冲器，所以它的数字量输出信号线可以与系统的数据总线直接相连。内部的三态缓冲器由OE控制，当OE为高电平时，三态缓冲器打开，将转换结果送出;当OE为低电平时，三态缓冲器处于阻断状态，内部数据对外部的数据总线没有影响。因此，在实际应用中，如果转换结束，要读取转换结果则只要在OE引脚上加一个正脉冲，ADC0809就会将转换结果送到数据总线上。

　　3.转换过程

　　ADC0809的时序图如图2所示。从时序图可以看出ADC0809的启动信号START是脉冲信号，也即此芯片是靠脉冲启动的。当模拟量送至某一通道后，由三位地址信号译码选择，地址信号由地址锁存允许信号ALE锁存。启动脉冲START到来后，ADC0809就开始进行转换。启动正脉冲的宽度应大于200ns，其上升沿复位逐次逼近SAR，其下降沿才正真开始转换。START在上升沿后2us在加上8个时钟周期的时间，EOC才变为低电平。当转换完成后，输出转换信号EOC由低电平变为高电平有效信号。输出允许信号OE打开输出三态缓冲器的门，把转换结果送到数据总线上。使用时可利用EOC信号短接到OE端，也可利用EOC信号向CPU申请中断。

　　图2 ADC0809时序图

　　本文总结了ADC0809的内部结构以及工作过程。ADC0809作为逐次比较型A/D转换器，在精度、速度和价格上都适中，是最常用的A/D转换器件。在与单片机的接口电路中，关键是要明确0809转换的原理及单片机控制0809的工作过程，并且对软件编程还有一定的要求。