单片机和ADC0832的AD模数转换

1、单片机和ADC0832的AD模数转换在工业控制和智能化仪表中，通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。计算机所加工的信息总是数字量，而被控制或被测量的有关参量往往是连续变化的模拟量，如温度、速度、压力等等，与此对应的电信号是模拟信号。模拟量的存储和处理比较困难，不适合作为 远距离传输且易受干扰。 在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对应 的模拟信号，然后经模拟（Analog ）到数字（Digital ）转换电路将模拟信号转成对应的数字 信号送微机处理。这就是一个完整的信号链，模拟到数字的转换过程就是我们经常接触到的 ADC （Analog to Digital Conve

2、rt ）电路。模-数转换（ADC）简介模-数转换原理ADC的转换原理根据 ADC的电路形式有所不同。ADC电路通常由两部分组成，它们是：采样、保持电路和量化、编码电路。其中量化、编码电路是最核心的部件，任何 ADC转换电路都必须包含这种电路。ADC电路的形式很多，通常可以并为两类：间接法：它是将采样-保持的模拟信号先转换成与模拟量成正比的时间或频率，然后再把 它转换为数字量。这种通常是采用时钟脉冲计数器，它又被称为计数器式。它的工作特点是：工作速度低，转换精度高，抗干扰能力强。直接法：通过基准电压与采样-保持信号进行比较，从而转换为数字量。它的工作特点是： 工作速度高，转换精度容易保证。模一数

3、转换的过程有四个阶段，即采样、保持、量化和编码。采样是将连续时间信号变成离散时间信号的过程。经过采样，时间连续、数值连续 的模拟信号就变成了时间离散、数值连续的信号，称为采样信号。采样电路相当于一个模拟开关，模拟开关周期性地工作。理论上，每个周期内，模拟开关的闭合时间趋近于0。在模拟开关闭合的时刻（采样时刻），我们就采”到模拟信号的一个 样本”。量化是将连续数值信号变成离散数值信号的过程。理论上，经过量化，我们就可以 将时间离散、数值连续的采样信号变成时间离散、数值离散的数字信号。我们知道，在电路中，数字量通常用二进制代码表示。因此，量化电路的后面有一 个编码电路，将数字信号的数值转换成二进制

4、代码。然而，量化和编码总是需要一定时间才能完成，所以，量化电路的前面还要有一个 保持电路。保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号的过程。在量化和编码期间，保持电路相当于一个恒压源，它将采样时刻的信号电压保持”在量化器的输入端。虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，工程上保持器总是与采样器做在一起。 两者合称采样保持器。八位串行A/D转换器ADC0832简介ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道 A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。ADC083X是市面上常见的串行模一数转换器件系列。

5、 ADC0831、ADC0832、 ADC0834、ADC0838是具有多路转换开关的 8位串行I/O模一数转换器，转换速度较高（转 换时间32uS ），单电源供电，功耗低（15mW ），适用于各种便携式智能仪表。 本章以ADC0832 为例，介绍其使用方法。ADC0832是8脚双列直插式双通道 A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模一数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。ADC0832采用串行通信方式，通过DI数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。8位的分辨率（最高分辨可达256级）， 可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05

6、V之间。具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定 性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。ADC0832 具有以下特点：8位分辨率；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在 05V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为 32心；一般功耗仅为15mW;8P、14P DIP （双列直插）、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为 0°C to +70 C,工业级芯片温宽为-40 C to +85 C;CS 13-VCC(VREF>CH0 27-CLKCH1 36-DOGN0 45-01图3 ADC

7、0832 引脚图芯片接口说明：CS 片选使能，低电平芯片使能。CH0模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。CH1模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。GND芯片参考零电位（地）。DI数据信号输入，选择通道控制。DO数据信号输出，转换数据输出。CLK芯片时钟输入。Vcc/REF电源输入及参考电压输入（复用）ADC0832的工作原理：正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4条数据线，分别是 CS、CLK、DO、 DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在 I/O 口资源紧张时可以将 DO和DI并联在一根数据线上使用。当 ADC0832未工作时其CS输

8、入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行 A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作， 同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前 DI端应输入两位数据用于选择通道功能。通道地址通道SGL/D ODD/0IFSIGN00+01-10+11表1 :通道地址设置表如表1所示，当此两位数据为工作方式说1明-差分方式+单端输入方+式2位数据“1、” “（肘，只对CH0进行单通道转

9、换。当为“1 “1时，只对CH1进行单通道转换。当两位数据为“0 "（明，将CH0作为正输入端IN+ , CH1作为负输入端IN-进行输入。当两位数据为“0” “何，将CH0作为负输入端IN-, CH1作为正输入端IN+进行输入。到第三个脉冲的下降之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由DO端输出转换数据最高位Data7，随后每一个脉冲的下降沿DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据 Data0 , 一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始 输出下一个相反字节的数据，即从第 11个字节的下降沿

10、输出 Data0。随后输出8位数据, 到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。时序说明请参照图4。作为单通道模拟信号输入时 ADC0832的输入电压是0 5V且8位分辨率时的电压 精度为19.53mV，即（5/256 ） V。如果作为由IN+与IN-输入的输入时，可是将电压值设定 在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行 IN+与IN-的输入 时，如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。ADC0832的工作时序>4W If M ADC0B321 r r rLLTLTLTVli4H|i皿ifwinn