1、ADC原理
ADC转换器由前置滤波器、调制器、数字滤波器和梳值滤波器组成,22∃ADC的结构如图1所示.它是将输入信号通过22∃调制器量化成1bit的高速数据流,再经过数字滤波和采样抽取后才得到最后的结果.和传统的AD转换相比,其原理和结构有很大地不同,下面以一阶22∃调制器为例来说明22∃ADC原理.
图1 2-∃ADC的结构
2、常用的方法
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。
(1)ADC0809的内部逻辑结构
由下图可知,ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道,允许8 路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数 据。
(2). ADC0809引脚结构
ADC0809各脚功能如下:
D7-D0:8位数字量输出引脚。
IN0-IN7:8位模拟量输入引脚。
VCC:+5V工作电压。
GND:地。
REF(+):参考电压正端。
REF(-):参考电压负端。
START:A/D转换启动信号输入端。
ALE:地址锁存允许信号输入端。
(以上两种信号用于启动A/D转换).
EOC:转换结束信号输出引脚,开始转换时为低电平,当转换结束时为高电平。
OE:输出允许控制端,用以打开三态数据输出锁存器。
CLK:时钟信号输入端(一般为500KHz)。
A、B、C:地址输入线。
ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线:4条
ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效。当ALE线为高电平时,地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存,经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A,B和C为地址输入线,用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。
数字量输出及控制线:11条
ST为转换启动信号。当ST上跳沿时,所有内部寄存器清零;下跳沿时,开始进行A/D转换;在转换期间,ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当 EOC为高电平时,表明转换结束;否则,表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号,用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=1,输 出转换得到的数据;OE=0,输出数据线呈高阻状态。D7-D0为数字量输出线。
CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路,所需时钟信号必须由外界提供,通常使用频率为500KHZ,
VREF(+),VREF(-)为参考电压输入。
2. ADC0809应用说明
(1). ADC0809内部带有输出锁存器,可以与AT89S51单片机直接相连。
(2). 初始化时,使ST和OE信号全为低电平。
(3). 送要转换的哪一通道的地址到A,B,C端口上。
(4). 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
(5). 是否转换完毕,我们根据EOC信号来判断。
(6). 当EOC变为高电平时,这时给OE为高电平,转换的数据就输出给单片机了。
3. 实验任务
如下图所示,从ADC0809的通道IN3输入0-5V之间的模拟量,通过ADC0809转换成数字量在数码管上以十进制形成显示出来。ADC0809的VREF接+5V电压。
4. 程序设计内容
(1). 进行A/D转换时,采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕,若完毕则把数据通过P0端口读入,经过数据处理之后在数码管上显示。
(2). 进行A/D转换之前,要启动转换的方法:
ABC=110选择第三通道
ST=0,ST=1,ST=0产生启动转换的正脉冲信号 .
C语言源程序
#include
unsigned char code dispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,10,0,0,0};
unsigned char dispcount;
sbit ST="P3"^0;
sbit OE="P3"^1;
sbit EOC="P3"^2;
unsigned char channel="0xbc";//IN3
unsigned char getdata;
void main(void)
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
P3=channel;
while(1)
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;
while(EOC==0);
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
dispbuf[2]=getdata/100;
getdata=getdata%10;
dispbuf[1]=getdata/10;
dispbuf[0]=getdata%10;
}
}
void t0(void) interrupt 1 using 0
{
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%256;
P1=dispcode[dispbuf[dispcount]];
P2=dispbitcode[dispcount];
dispcount++;
if(dispcount==8)
{
dispcount=0;
}
STC系列有多个型号的带AD的单片机,其下载软件上有各种例程可以参考,如读取ad数值
读取ADC结果
BYTE GetADCResult(BYTE ch)
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START;
_nop_(); //等待4个NOP
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while (!(ADC_CONTR ADC_FLAG));//等待ADC转换完成
ADC_CONTR = ~ADC_FLAG; //Close ADC
return ADC_RES; //返回ADC结果
}
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int WORD;
#include "reg51.h"
#include "intrins.h"
/*Declare SFR associated with the ADC */
sfr ADC_CONTR = 0xBC;
sfr ADC_RES = 0xBD;
sfr ADC_LOW2 = 0xBE;
sfr P1ASF = 0x9D;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P2M1 = 0x95;
/*Define ADC operation const for ADC_CONTR*/
#define ADC_POWER 0x80
#define ADC_FLAG 0x10
#define ADC_START 0x08
#define ADC_SPEEDLL 0x00
#define ADC_SPEEDL 0x20
#define ADC_SPEEDH 0x40
#define ADC_SPEEDHH 0x60
//延时
void Delay(WORD n)
{
WORD x;
while (n--)
{
x = 5000;
while (x--);
}
}
//初始AD寄存器
void InitADC()
{
P1ASF = 0xff;
ADC_RES = 0;
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL;
Delay(2);
}
//AD转换
BYTE GetADCResult(BYTE ch)
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while (!(ADC_CONTR ADC_FLAG));
ADC_CONTR = ~ADC_FLAG;
return ADC_RES;
}
void main()
{ BYTE temp;
P2M1=0; P2M0=0x03; //P2.0和P2.1强推挽
InitADC();
while (1)
{
temp=GetADCResult(0);//转换P1.0
if(temp1)
P2|=0x03; //P1.0有电压 P2.0和P2.1输出高
else
P2=0xFC; //P1.0无电压 P2.0和P2.1输出低
}
}
注意,你这对单片机的位数和AD的位数理解有误。
首先:51系列单片机都是八位的,这里的8位是指它一个时钟所能处理的数据位数。而现在的电脑的微处理器酷睿等都是32位的CPU,意思和上述的一样。
而AD转换器的位数和所嵌入单片机的位数无关。12位是指这个AD转换器的精度。比如说12位的AD,读一个范围在0到5V的模拟信号,就能把这5V的范围分成 2的12次方 (=4096份)。也就说这个12位的AD转换器所能识别的最小电压量是5V÷4096 = 0.00122V。所以,单片机的8位和你需要的ad转换器12位没直接关系
而你说的AT89S52内部并没有集成AD转换器。
可以用Stc的单片机(有8位和10位ADC)、C8051F单片机(一般都是12位或10位ADC)、飞利浦的LPC900系列单片机等这都是8位的51系列单片机,内部带AD模块(但位数各不相同) 。
STC单片机数据手册:
C8051f020单片机数据手册:
补充:首先,你的问题有点混乱。
你前头问是“自带AD转换器的单片机”,就是说单片机内部有AD模块,直接把待测信号接单片机的AD引脚就可把数据读入到单片机内部的AD寄存器。如果是八位的正好就放在一个字节里,如果是10位、12位、16位就放两个字节(如x=AD,x是无符号INT型数据,C语言一句话搞定),如果是24位就3个或4个字节的寄存器内。这需要什么接口,没有分串口并口的。
而你后边补充问的那是单片机外接一个AD转换芯片,这个AD转换器就不是单片机自带的。这种芯片有串口和并口之分,但一般10位及其以上的AD芯片都是用串行接口。也有另类的,用并口连接的,那也比如说12位芯片使用并口也就是12个引脚和八位的51单片机连接,那单片机可以拿P1口接低八位,P2找四个脚和高四位连接。还有剩下的可以接CS、WR,之类的控制引脚。如果你买到这样的另类芯片,那写程序就忒麻烦了……
最后,C8051xxx系列的单片机,是使用51单片机内核的、集成了很多外设功能的单片机。一般有12位DAC、10/12位ADC、pwm、USB接口……说白就是个较高级的51单片机,但开发工具只能卖他们自己产的开发编程设备,贵。
STC官网上有例子的,大概有以下几个过程:
ADC_CONTR=ADC_CONTR|0X80; //10000000 开启转换电源
Delay1ms(1); //延时,等待内部电源稳定
//P1M0=P1M0|0X07; //设置p1.0 P1.1和 p1.3所在通道为开/漏模式
//P1M1=P1M1|0X07;
ADC_CONTR=0xe0; //11100000 开启P1.0通道开始转换
Delay25us(10); //延时一端时间,使输入电压达到稳定
ADC_DATA =0x00; //清A/D转换结果寄存器
ADC_LOW2 =0x00;
ADC_CONTR |= 0x08; //ADC_START=1,开始转换
while(!(ADC_CONTR0x10)); //0001,0000 等待A/D转换结束
temp1=ADC_DATA; //读取转换结果
temp1=ADC_LOW2;
最终转换结果是10位的 :advalue= temp1*4+temp2
1,作AD用必须一个接电源一个接地,两个电阻中间即VREF接单片机引脚或接一个1K的电阻再接单片机引脚。
2,IO口上拉选择4,7K--10K都可以。
3,IO口接按键接地端一般不需再接电阻,直接接地即可。
51单片机怎么调用内部adc的介绍就聊到这里吧,感谢您花时间阅读,谢谢。
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