求最佳
它的主要電氣特性如下:
工作電壓:+5V,即VCC=+5V。 模擬輸入電壓範圍:0~+5V,即0≤Vin≤+5V。 分辨率:8位,即分辨率為1/28=1/256,轉換值介於0~255之間。 轉換時間:100us(fCK=640KHz時)。 轉換誤差:±1LSB。 參考電壓:2.5V,即Vref=2.5V。1.ADC0804的轉換原理
ADC0804是屬於連續漸進式(Successive?Approximation?Method)的A/D轉換器,這類型的A/D轉換器除了轉換速度快(幾十至幾百us)、分辨率高外,還有價錢便宜的優點,普遍被應用於微電腦的接口設計上。
以輸出8位的ADC0804動作來說明“連續漸進式A/D轉換器”的轉換原理,動作步驟如下表示(原則上先從左側最高位尋找起)。
第壹次尋找結果:10000000?(若假設值≤輸入值,則尋找位=假設位=1)
第二次尋找結果:11000000?(若假設值≤輸入值,則尋找位=假設位=1)
第三次尋找結果:11000000?(若假設值>輸入值,則尋找位=該假設位=0)
第四次尋找結果:11010000?(若假設值≤輸入值,則尋找位=假設位=1)
第五次尋找結果:11010000?(若假設值>輸入值,則尋找位=該假設位=0)
第六次尋找結果:11010100?(若假設值≤輸入值,則尋找位=假設位=1)
第七次尋找結果:11010110?(若假設值≤輸入值,則尋找位=假設位=1)
第八次尋找結果:11010110?(若假設值>輸入值,則尋找位=該假設位=0)
這樣使用二分法的尋找方式,8位的A/D轉換器只要8次尋找,12位的A/D轉換器只要12次尋找,就能完成轉換的動作,其中的輸入值代表圖1的模擬輸入電壓Vin
2.分辨率與內部轉換頻率的計算
對8位ADC0804而言,它的輸出準位***有28=256種,即它的分辨率是1/256,假設輸入信號Vin為0~5V電壓範圍,則它最小輸出電壓是5V/256=0.01953V,這代表ADC0804所能轉換的最小電壓值。
表1列出的是8~12位A/D轉換器的分辨率和最小電壓轉換值。
表1?A/D轉換器的分辨率和最小電壓值
位數目 分辨率 最小電壓轉換值
8 1/256 0.01953V
10 1/1024 0.00488V
12 1/4096 0.00122V
至於內部的轉換頻率fCK,是由圖2的CLKR(19腳)、CLK?IN(4腳)所連接的R()、C(150PF)來決定。
圖2?ADC0804與CPLD&FPGA、8051單片機等典型連接圖
頻率計算方式是:fCK=1/(1.1×R×C)
若以圖2的R=10KΩ、C=150PF為例,則內部的轉換頻率是
fCK=1/(1.1×10?KΩ×150PF)=606KHz
更換不同的R、C值,會有不同的轉換頻率,而且頻率愈高代表速度愈快。但是需要註意R、C的組合,務必使頻率範圍是在100KHz~1460KHz之間。
3.ADC0804的控制方法
要求ADC0804進行模擬/數字的轉換,其實可以直接由下面的時序圖及圖2信號的流向來配合了解。?
圖3?ADC0804控制信號時序圖
以圖2、圖3信號流向而言,控制ADC0804動作的信號應該只有CS、WR、RD。其中INTR由高電位轉為低電位後,代表ADC0804完成這次的模擬/數字轉換,而DB0~DB7代表是轉換後的數字資料。
圖3的動作大概可分成4個步驟區間——S0、S1、S2、S3,每個步驟區間的動作方式如下:
步驟S0:CS=0、WR=0、RD=1(由CPLD發出信號要求ADC0804開始進行模擬/數字信號的轉換)。 步驟S1:CS=1、WR=1、RD=1(ADC0804進行轉換動作,轉換完畢後INTR將高電位降至低電位,而轉換時間>100us)。 步驟S2:CS=0、WR=1、RD=0(由CPLD發出信號以讀取ADC0804的轉換資料)。 步驟S3:CS=1、WR=1、RD=1(由CPLD讀取DB0~DB7上的數字轉換資料)。由上述步驟說明,可以歸納出所要設計的CPLD動作功能有:
負責在每個步驟送出所需的CS、WR、RD控制信號。 在步驟S1時,監控INTR信號是否由低電位變高電位,如此以便了解ADC0804的轉換動作結束與否。 在步驟S3,讀取轉換的數字資料DB0~DB7