12位A/D轉(zhuǎn)換器ADS7804與51單片機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)

發(fā)布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數(shù):1790

摘要：ADS7804是美國BURR-BROWN公司推出的一種新型12位A/D轉(zhuǎn)換器。文中介紹了它的特性與功能，給出了一種簡潔而新穎的與51單片機(jī)的接口方法，同時給出了用C語言編寫的數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用程序。

關(guān)鍵詞：模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片機(jī) 接口 C語言 ADS7804

1 基本特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及各類用單片機(jī)（或微處理器）構(gòu)成的智能儀器儀表中，外部的各種模擬信號必須通過A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字信號后才能送入計(jì)算機(jī)。與8位和16位的A/D轉(zhuǎn)換器相比，12位A/D轉(zhuǎn)換器以其較高的性能價(jià)格比而在儀器儀表中得到廣泛的應(yīng)用。

ADS7804芯片采用28腳0.3英寸PDIP（塑料雙列直插式）封裝，兩列管腳間距為0.3英寸，比一般DIP28封裝窄一倍，所以俗稱瘦型DIP；ADS7804采用單5V電源供電；芯片內(nèi)部含有采樣保持、電壓基準(zhǔn)和時鐘等電路，可極大簡化用戶的電路設(shè)計(jì)和硬件開鎖，并可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

ADS7804采用CMOS工藝制造，轉(zhuǎn)換速度快、功耗低（最大功耗為100mW）。

該A/D轉(zhuǎn)換器采用逐次逼近式工作原理，單通道輸入，模擬輸入電壓的范圍為±10V，采樣速率為100kHz。

2 引腳及功能

ADS7804共有28個引腳，圖1為基引腳圖。這些引腳大體上可以劃分為3類。

a.電源類

數(shù)字電源VDIG和模擬電源VANA通常一起接到5V電源上。數(shù)字地DGND和模擬地AGND1、AGND2通常共地。REF為參考電壓端，通常對地接2.2μF鉭電容，芯片內(nèi)部可產(chǎn)生2.5V基準(zhǔn)電壓。CAP為參考電壓所需電容，對地接2.2μF鉭電容。

b.模數(shù)信號類

VIN為輸入的模擬信號。D11～D0為數(shù)字量并行輸出口，DZ（19～22腳）是為了使管腳與16位A/D轉(zhuǎn)換器ADS7805兼容而設(shè)的，可懸空。

c.控制信號類

CS（輸入）為片選信號，R/C（輸入）為讀取結(jié)果/模數(shù)轉(zhuǎn)換控制信號，BUSY（輸出）用于指示轉(zhuǎn)換是否完成，BYTE（輸入）信號用來控制從總線讀出的數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換結(jié)果的高字節(jié)還是低字節(jié)。

3 啟動A/D轉(zhuǎn)換和讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果

ADS7804啟動轉(zhuǎn)換和讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的時序比較特點(diǎn)，參見圖2。

首先將R/C腳電平變低；然后在CS腳輸入一個脈沖并在其下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換，此脈沖的寬度要求在40ns～6μs之間；這時BUSY腳電平拉低表示正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；在經(jīng)過大約8μs以后，轉(zhuǎn)換完成，BUSY腳電平相應(yīng)變高；再把R/C腳電平拉高，這樣，CS腳脈沖的下降沿即把轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)總線上。

因?yàn)檗D(zhuǎn)換結(jié)果為12位，所以對8位單片機(jī)而言，必須分兩次讀入，這個功能由BYTE腳實(shí)現(xiàn)。當(dāng)BYTE腳為高電平時，數(shù)據(jù)總線上輸出高字節(jié)，反之，輸出低字節(jié)。

ADS7804轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字結(jié)果是以補(bǔ)碼形式給出的，現(xiàn)給出幾組有特定含義的值，表1所列即為ADS7804的模擬電壓與其補(bǔ)碼形式的數(shù)字輸出關(guān)系，-10V～9.99512V為量程，4.88mV為電壓分辨率。

表1 模擬電壓和數(shù)字輸出的關(guān)系