AD转换芯片ADC0804
AD0804简介
ADC0804的管脚图如下所示
它的主要电气特性如下: 工作电压:，5V，即VCC,，5V。 模拟输入电压范围:0,，5V，即0?Vin?，5V。 分辨率:8位，即分辨率为
255之间。 转换时间:100us(fCK,640KHz时)。 1/28=1/256，转换值介于0,
转换误差:?1LSB。 参考电压:2.5V，即Vref,2.5V。
1.ADC0804的转换原理
ADC0804是属于连续渐进式(Successive Approximation Method)的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快(几十至几百us)、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。
以输出8位的ADC0804动作来
说明
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“连续渐进式A/D转换器”的转换原理，动作步骤如下表示(原则上先从左侧最高位寻找起)。
值，则寻找位,假设位,1) 第二次寻找结 第一次寻找结果:10000000 (若假设值?输入
果:11000000 (若假设值?输入值，则寻找位,假设位,1) 第三次寻找结果:11000000 (若假设值>输入值，则寻找位,该假设位,0) 第四次寻找结果:11010000 (若假设值?输入值，则寻找位,假设位,1) 第五次寻找结果:11010000 (若假设值>输入值，则寻找位,该假设位,0) 第六次寻找结果:11010100 (若假设值?输入值，则寻找位,假设位,1) 第七次寻找结果:11010110 (若假设值?输入值，则寻找位,假设位,1) 第八次寻找结果:11010110 (若假设值>输入值，则寻找位,该假设位,0) 这样使用二分法的寻找方式，8位的A/D转换器只要8次寻找，12位的A/D转换器只要12次寻找，就能完成转换的动作，其中的输入值代表图1的模拟输入电压Vin。
AD0804简介续1 (2007-05-30 17:35:30)
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2.分辨率与内部转换频率的计算
对8位ADC0804而言，它的输出准位共有28,256种，即它的分辨率是1/256，假设输入
信号Vin为0,5V电压范围，则它最小输出电压是5V/256,0.01953V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值。
表1列出的是8,12位A/D转换器的分辨率和最小电压转换值。
表1 A/D转换器的分辨率和最小电压值
至于内部的转换频率fCK，是由图2的CLKR(19脚)、CLK IN(4脚)所连接的R()、C(150PF)来决定。
图2 ADC0804与CPLD&FPGA、8051单片机等典型连接图
频率计算方式是:fCK,1/(1.1×R×C)
若以图2的R,10KΩ、C,150PF为例，则内部的转换频率是
fCK,1/(1.1×10 KΩ×150PF),606KHz
更换不同的R、C值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是需要注意R、C的组合，务必使频率范围是在100KHz,1460KHz之间。
AD0804简介续2
3.ADC0804的控制方法
要求ADC0804进行模拟/数字的转换，其实可以直接由下面的时序图及图2信
号的流向来配合了解。
图3 ADC0804控制信号时序图
以图2、图3信号流向而言，控制ADC0804动作的信号应该只有CS、WR、RD。其中INTR由高电位转为低电位后，代表ADC0804完成这次的模拟/数字转换，而DB0,DB7代表是转换后的数字资料。
图3的动作大概可分成4个步骤区间——S0、S1、S2、S3，每个步骤区间的动作方式如下:
步骤S0:CS,0、WR,0、RD,1(由CPLD发出信号要求ADC0804开始进
行模拟/数字信号的转换)。
步骤S1:CS,1、WR,1、RD,1(ADC0804进行转换动作，转换完毕后INTR
将高电位降至低电位，而转换时间>100us)。
步骤S2:CS,0、WR,1、RD,0(由CPLD发出信号以读取ADC0804的转
换资料)。
步骤S3:CS,1、WR,1、RD,1(由CPLD读取DB0,DB7上的数字转换资
料)。
由上述步骤说明，可以归纳出所要设计的CPLD动作功能有:
负责在每个步骤送出所需的CS、WR、RD控制信号。
在步骤S1时，监控INTR信号是否由低电位变高电位，如此以便了解
ADC0804的转换动作结束与否。
在步骤S3，读取转换的数字资料DB0,DB7。
ADC0804引脚功能
ADC0804 为一只具有20引脚8位CMOS 连续近似的A/D 转换器，
其规格如下:
(1) 高阻抗状态输出
(2) 分辨率:8 位(0~255)
(3) 存取时间:135 ms
(4) 转换时间:100 ms
(5) 总误差:-1~+1LSB
(6) 工作温度:ADC0804C为0度~70度;ADC0804L为-40 度~85 度
(7) 模拟输入电压范围:0V~5V
(8) 参考电压:2.5V
(9) 工作电压:5V
(10) 输出为三态结构
1. 接脚说明见下图三:
2. PIN1 (CS ):Chip Select，与RD、WR 接脚的输入电压高低一起判断读取或写 入与否，当其为低位准(low) 时会active。
3. PIN2 ( RD ):Read。当CS 、RD 皆为低位准(low) 时，ADC0804 会将转换后 的数字讯号经由DB7 ~ DB0 输出至其它处理单元。
4. PIN3 (WR ):启动转换的控制讯号。当CS 、WR 皆为低位准(low) 时
ADC0804 做清除的动作，系统重置。当WR 由0?1且CS ,0 时，ADC0804 会开始转换信号，此时INTR 设定为高位准(high)。
5. PIN4、PIN19 (CLK IN、CLKR):频率输入/输出。频率输入可连接处理单元 的讯号频率范围为100 kHz 至800 kHz。而频率输出频率最大值无法大于 640KHz，一般可选用外部或内部来提供频率。若在CLK R 及CLK IN 加上电 阻及电容，则可产生ADC 工作所需的时序，其频率约为:
6. PIN5 ( INTR ):中断请求。转换期间为高位准(high)，等到转换完毕时INTR 会 变为低位准(low)告知其它的处理单元已转换完成，可读取数字数据。
7. PIN6、PIN7 (VIN(+)、VIN(-)):差动模拟讯号的输入端。输入电压VIN,VIN(+) ,VIN(-)，通常使用单端输入，而将VIN(-)接地。
8. PIN8 (A GND):模拟电压的接地端。
9. PIN9 (VREF?2):模拟参考电压输入端。VREF 为模拟输入电压VIN 的上限值。若PIN9
空接，则VIN 的上限值即为VCC。
10. PIN10 (D GND):数字电压的接地端。
11. PIN11 ~ PIN18 (DB7 ~ DB0):转换后之数字数据输出端。
12. PIN20 (Vcc):驱动电压输入端。
图1 ADC0804引脚图
图2 AD0804 基本电路
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