資料介紹
為了滿足多種需要,目前國內外各半導體器件生產廠家設計并生產出了多種多樣的ADC芯片。僅美國AD公司的ADC產品就有幾十個系列、近百種型號之多。從性能上講,它們有的精度高、速度快,有的則價格低廉。從功能上講,有的不僅具有A/D轉換的基本功能,還包括內部放大器和三態輸出鎖存器;有的甚至還包括多路開關、采樣保持器等,已發展為一個單片的小型數據采集系統。
盡管ADC芯片的品種、型號很多,其內部功能強弱、轉換速度快慢、轉換精度高低有很大差別,但從用戶最關心的外特性看,無論哪種芯片,都必不可少地要包括以下四種基本信號引腳端:模擬信號輸入端(單極性或雙極性);數字量輸出端(并行或串行);轉換啟動信號輸入端;轉換結束信號輸出端。除此之外,各種不同型號的芯片可能還會有一些其他各不相同的控制信號端。選用ADC芯片時,除了必須考慮各種技術要求外,通常還需了解芯片以下兩方面的特性。
(1)數字輸出的方式是否有可控三態輸出。有可控三態輸出的ADC芯片允許輸出線與微機系統的數據總線直接相連,并在轉換結束后利用讀數信號選通三態門,將轉換結果送上總線。沒有可控三態輸出(包括內部根本沒有輸出三態門和雖有三態門、但外部不可控兩種情況)的ADC芯片則不允許數據輸出線與系統的數據總線直接相連,而必須通過I/O接口與MPU交換信息。
(2)啟動轉換的控制方式是脈沖控制式還是電平控制式。對脈沖啟動轉換的ADC芯片,只要在其啟動轉換引腳上施加一個寬度符合芯片要求的脈沖信號,就能啟動轉換并自動完成。一般能和MPU配套使用的芯片,MPU的I/O寫脈沖都能滿足ADC芯片對啟動脈沖的要求。對電平啟動轉換的ADC芯片,在轉換過程中啟動信號必須保持規定的電平不變,否則,如中途撤消規定的電平,就會停止轉換而可能得到錯誤的結果。為此,必須用D觸發器或可編程并行I/O接口芯片的某一位來鎖存這個電平,或用單穩等電路來對啟動信號進行定時變換。
具有上述兩種數字輸出方式和兩種啟動轉換控制方式的ADC芯片都不少,在實際使用芯片時要特別注意看清芯片說明。下面介紹兩種常用芯片的性能和使用方法。
1. ADC 0808/0809
ADC 0808和ADC 0809除精度略有差別外(前者精度為8位、后者精度為7位),其余各方面完全相同。它們都是CMOS器件,不僅包括一個8位的逐次逼近型的ADC部分,而且還提供一個8通道的模擬多路開關和通道尋址邏輯,因而有理由把它作為簡單的“數據采集系統”。利用它可直接輸入8個單端的模擬信號分時進行A/D轉換,在多點巡回檢測和過程控制、運動控制中應用十分廣泛。
1) 主要技術指標和特性
(1)分辨率: 8位。
(2)總的不可調誤差: ADC0808為±LSB,ADC 0809為±1LSB。
(3)轉換時間: 取決于芯片時鐘頻率,如CLK=500kHz時,TCONV=128μs。
(4)單一電源: +5V。
(5)模擬輸入電壓范圍: 單極性0~5V;雙極性±5V,±10V(需外加一定電路)。
(6)具有可控三態輸出緩存器。
(7)啟動轉換控制為脈沖式(正脈沖),上升沿使所有內部寄存器清零,下降沿使A/D轉換開始。
(8)使用時不需進行零點和滿刻度調節。
2) 內部結構和外部引腳
ADC0808/0809的內部結構和外部引腳分別如圖11.19和圖11.20所示。內部各部分的作用和工作原理在內部結構圖中已一目了然,在此就不再贅述,下面僅對各引腳定義分述如下:
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