A/D轉(zhuǎn)換器是模擬信號源與計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字系統(tǒng)之間聯(lián)系的橋梁，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理、存儲、控制和顯示。在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集及許多其它領(lǐng)域中，A/D轉(zhuǎn)換器是不可缺少的重要組成部分，它的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。目前用軟件的方法雖然可以實(shí)現(xiàn)高精度的A/D轉(zhuǎn)換，但占用CPU時(shí)間長，限制了應(yīng)用。8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809作為典型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有轉(zhuǎn)換速度快、價(jià)格低廉及與微型計(jì)算機(jī)接口簡便等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前在8位單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　ADC0809的邏輯結(jié)構(gòu)

　　ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路模擬開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，是目前應(yīng)用比較廣泛的A/D轉(zhuǎn)換芯片之一，主要適用于對精度和采樣速率要求不高的場合或一般的工業(yè)控制領(lǐng)域，可以和單片機(jī)直接相連。它具有8個(gè)通道的模擬量輸入線，可在程序控制下對任意通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到8位二進(jìn)制數(shù)字量。

　　ADC0809引腳結(jié)構(gòu)

　　ADC0809引腳圖如圖1.1所示。

　　ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路，即采集模擬輸入電壓在某一時(shí)刻的瞬時(shí)值，并在A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸出電壓不變，以供模數(shù)轉(zhuǎn)換。

　　管腳功能如下：

　?。?）模擬信號輸入IN0～I(xiàn)N7（26-28、1-5腳）：IN0-IN7為八路模擬電壓輸入線，加在模擬開關(guān)上，通過A、B、C三個(gè)地址譯碼來選通。

　?。?）地址輸入和控制線：地址輸入和控制線共4條，其中A、B和C為地址輸入線（23-25腳），用于選擇IN0-IN7上哪一路模擬電壓送給比較器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

　　ALE（22腳）為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，A、B和C三條地址線上地址信號得以鎖存，經(jīng)譯碼器控制八路模擬開關(guān)通路工作，上升沿有效。通道選擇表如下表所示。

　?。?）數(shù)字量輸出及控制線共11條：

　　START（6腳）為“啟動脈沖”輸入線，上升沿清零，下降沿啟動ADC0809工作，最小脈沖寬度與ALE信號相同。EOC（7腳）為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，該線高電平表示A/D轉(zhuǎn)換已結(jié)束，數(shù)字量已鎖入“三態(tài)輸出鎖存器”，常用來作為中斷請求信號。

　　D0-D7（17、14、15、18-20腳）為數(shù)字量輸出線，D7為最高位，D0為最低位。OE為“輸出允許”線，高電平有效。ADC0809接到此信號時(shí)，其三態(tài)輸出端與CPU數(shù)據(jù)總線接通，后者可將數(shù)據(jù)取走。

　?。?）電源線及其它共5條：CLOCK（10腳）為時(shí)鐘輸入線，用于為ADC0809提供逐次比較所需，一般為640kHz時(shí)鐘脈沖。VCC（11腳）為電源輸入線，典型的輸入電壓為+5V。GND（13腳）為地線。

　　ADC0809的主要性能指標(biāo)

　　分辨率：8位。

　　模擬量電壓輸入范圍：0-5V。

　　線性誤差：±1LSB。其中LSB為數(shù)字輸出最低位，LSB=|REFV|/256。若使用+5V電壓，那么線性誤差為0.019V。［4］

　　外接時(shí)鐘頻率：10kHz到1.2MHz。一般為640kHz。 轉(zhuǎn)換時(shí)間：100μs。 功耗：15mW。

　　ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

　　ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，它主要由三部分組成。第一部分：模擬輸入選擇部分，包括一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼電路。輸入的3位通道地址信號由鎖存器鎖存，經(jīng)譯碼電路后控制模擬開關(guān)選擇相應(yīng)的模擬輸入。第二部分：轉(zhuǎn)換器部分，主要包括比較器，8位A/D轉(zhuǎn)換器，逐次逼近寄存器SAR，電阻網(wǎng)絡(luò)以及控制邏輯電路等。第三部分：輸出部分，包括一個(gè)8位三態(tài)輸出緩沖器，可直接與CPU數(shù)據(jù)總線接口。

　　由于芯片性能特點(diǎn)是一個(gè)逐次逼近型的A/D 轉(zhuǎn)換器，外部供給基準(zhǔn)電壓；分辨率為8位，帶有三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，可由CPU打開三態(tài)門，讀出8位的轉(zhuǎn)換結(jié)果；有8個(gè)模擬量的輸入端，可引入8路待轉(zhuǎn)換的模擬量。ADC0809的數(shù)據(jù)輸出結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有可控的三態(tài)緩沖器，所以它的數(shù)字量輸出信號線可以與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連。

　　內(nèi)部的三態(tài)緩沖器由OE控制，當(dāng)OE為高電平時(shí)，三態(tài)緩沖器打開，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出；當(dāng)OE為低電平時(shí)，三態(tài)緩沖器處于阻斷狀態(tài)，內(nèi)部數(shù)據(jù)對外部的數(shù)據(jù)總線沒有影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，如果轉(zhuǎn)換結(jié)束，要讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果則只要在OE引腳上加一個(gè)正脈沖，ADC0809就會將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)總線上。