模数转换电路设计与实现

模/数转换电路设计与实现模/数转换电路设计与实现一.基本要求输入信号范围：0V~+5V安装：

独立电路板结构分辨率：

8bit转换时间：

<1ms精度：

1LSB二.模/数

A/D电路选择1.A/D---模拟量→数字量转换电路数字量DATA模拟量VA/D转换器01101100，10110001，…模拟量数字量转换控制A/D转换器转换控制tV2.常用A/D电路的特点⑴基本原理积分型：将电压转换成脉宽信号或频率，由定时器/计数器获得数字值。优点：分辨率高；缺点：转换速率极低；逐次比较型：由比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，经n次比较而输出数字值。优点：速度较高、功耗低，在<12位分辩率时价格便宜；并行比较型：用多个比较器，仅作一次比较而实行转换。优点：转换速率极高；分辩率高时电路规模大、价格也高，只适用于低分辨率高速场合；⑵

ADC0804

8位逐次比较（逐次逼近）型典型产品，具有MCU兼容接口，使用方便；分辩率和转换速度都能够满足设计要求，且价格低廉。压频转换型：将模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量，从理论上讲其分辨率几乎可以无限增加。优点：分辩率高、功耗低、价格低；但是需要外部计数电路共同完成AD转换；三.8位

A/D转换器

ADC0804的接口设计1.ADC0804工作原理及特性比较器11110000工作范围：加法器·逐次逼近式A/D转换器基本工作原理使

逼近

过程1011开关状态：（类似天平称重原理）：

---数字表示的模拟量近似电压：·用数/摸转换电路实现的逐次逼近式A/D转换器数摸转换电路数字量输入１０００１１００１０１０１０１１模拟量输出比较器输出０１００模/数转换结果·模/数转换结果与模拟输入电压的关系DATA---模/数转换结果

ADC0804为8位模/数转换电路，其转换结果与模拟输入电压的关系写为：2.ADC0804引脚功能及与8051单片机接口设计逐次逼近寄存器控制电路时钟电路DAC输出锁存器DATADATA·引脚功能·

接口设计DATAD1D2D3D4D5D6D7D03.ADC0804的主要技术指标·分辨率---8位表示能够分辨的最小电压变化DATA为1时的Vi表示最小电压变化·误差---±1LSB实测值与理论值得差值，包括零点误差、满量程误差和线性误差。·转换时间---100微秒从发出转换命令到转换结束的时间模/数转换电路四.安装结构+5V+5VP3.2ALERSTWRD0RDD1A4D2A3D3A2D4A1D5C4D6C3D7C2P3.4C1GNDGND+5V+5V模数转换输入-12V-12V+12V+12VGNDGND五.使用集成调试环境调试A/D电路模块1.调试系统组成单片机仿真器单片机板单片机仿真头电源板模/数转换板仿真器电源插头PC机通信电缆插头设置温度显示窗口变送器板2.调试环境调试方法：调整变送器电路在正常工作状态，连接变送器输出至模/数转换电路输入。运行测试程序，改变调试台温度设置值，检查单片机采集到的数据是否正确，如果不正确按照故障诊断预案进行诊断分析，并且排除故障。测试设备：单片机仿真器调试平台：电子工程设计训练调试台单片机应用系统板40MHz双踪示波器模/数转换电路板ABC:MOVDPTR,#2000H MOVX@DPTR,A CALLDELAY MOVDPTR,#2000H MOVXA,@DPTR CALLDELAY JMPABCDELAY:MOVR7,#02HJPP:MOVR6,#0H DJNZR6,$ DJNZR7,JPP RET END 3.A/D调试汇编程序#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC2XBYTE[0x2000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){C2=x;delay();x=C2;delay();}}voiddelay(void){unsignedchari;

for(i=0;i<TIMER;++i);}4.A/D调试C程序5.A/D电路模块调试方法·改变设置温度，运行A/D测试程序，检查模/数转换结果。在调试台上通过+10按键不断改变温度数值温度显示窗口温度设置按钮采用断点方式运行程序，观察累加器A内容应在00—FF之间随所设温度正比变化，否则电路有故障。表达式观察窗口内容通用寄存器观察窗口内容运行C调试程序，观察变量窗口，相应变量应在00—FF之间随所设温度正比变化，否则电路有故障。特别提示：可通过Ctrl+F2快捷键复位程序计数器PC变量观察窗口6.A/D电路故障检测方法D0D1D2D3D4D5D6D7·检查引脚有无脉冲信号输出DATA查数据线是否漏接，若A/D转换结果数值不随设置温度正比变化检查数据线是否错接；查Vin(-)是否接GND；查Vin(+)是否有变化，如无变化，逆向检查直至变送器输出。

·

有脉冲信号输出，表明ADC0804工作正常。·无脉冲信号输出，表明ADC0804未正常工作。查电源是否正确连接。若电源连接正常，查CLK-IN引脚是否有锯齿波信号输出，若没有输出检查相关元件连接是否正确，若频率过高（正常约为640KHz）检查元件参数是否有误。如果元件连接及元件参数无误仍无信号输出，则ADC0804损坏。若CLK-IN引脚有正常的锯齿波信号输出，可修改测试程序，将延时子程序或延时函数去掉，加快程序循环的时间，检查转换控制信号、和数据读取控制信号、是否正常。若上述控制信号正常，则可能是ADC0804损坏。·用于检查控制信号的简化程序如下：ABC:MOVDPTR,#2000H MOVX@DPTR,A MOVXA,@DPTR JMPABC END #include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineC2