AD0809详解.doc

们重在实际制做，太罗嗦的内容我就不说了，只讲些跟制做有关的最精炼的知识。

　ADC0809是可以将我们要测量的模拟电压信号量转换为数字量从而可以进行存储或显示的一种转换IC。
下面是它的管脚图和逻辑图：

管脚功能说明：
IN0－IN7：模拟量输入通道。就是说它可以分时地分别对八个模拟量进行测量转换。
ADDA－C：地址线。也就是通过这三根地址线的不同编码来选择对哪个模拟量进行测量转换。
ALE：地址锁存允许信号。在低电平时向ADDA－C写地址，当ALE跳至高电平后ADDA－C上的数据被锁存
START：启动转换信号。当它为上升沿后，将内部寄存器清0。当它为下降沿后，开始A/D转换。
D0－D7：数据输出口。转换后的数字数据量就是从这输出给S52的。
OE：输出允许信号，是对D0－D7的输出控制端，OE＝0，输出端呈高阻态，OE＝1，输出转换得到的数据。
CLOCK：时种信号。ADC0809内部没有时钟电路，需由外部提供时钟脉冲信号。一般为500KHz
EOC：转换结束状态信号。EOC＝0，正在进行转换。EOC＝1，转换结束，可以进行下一步输出操作
REF(+)、REF(-)：参考电压。参考电压用来与输入的模拟量进行比较，作为测量的基准。一般REF(=)＝5v　REF(-)＝0V。
下面我先给出ADC0809的时序图再说说它的工作过程：

它的工作过程是这样的，
　①在IN0－IN7上可分别接上要测量转换的8路模拟量信号。有人问了，可不可以只接一路？我就只想测一个模拟信号。当然可了
　②将ADDA－ADDC端给上代表选择测量通道的代码。如000(B)则代表通道0；001(B)代表通道1；111则代表通道7。
　③将ALE由低电平置为高电平，从而将ADDA－ADDC送进的通道代码锁存，经译码后被选中的通道的模拟量送给内部转换单元。
　④给START一个正脉冲。当上升沿时，所有内部寄存器清零。下降沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START保持低电平。
　⑤EOC为转换结束信号。在上述的A/D转换期间，可以对EOC进行不断测量，当EOC为高电平时，表明转换工作结束。否则，表明正在进行A/D转换。
　⑥当A/D转换结束后，将OE设置为1，这时D0－D7的数据便可以读取了。OE＝0，D0－D7输出端为高阻态，OE＝1，D0－D7端输出转换的数据。
说明：ADC0809的转换工作是在时钟脉冲的条件下完成的，因此首先要在CLOCK端给它一个时钟信号，说明书上给出了可以接入的脉冲信号频率是在10KHz－1280KHz,典型值是640KHz。
　　时序图上的teoc时长为，从START上升沿开始后的8个时钟同期再加2微秒。这一点得注意，因为当START脉冲刚结束进入转换工作时，EOC还没有立即变为低电平而是过了8个时钟周期后才进入低电平的，所以再给出START脉冲后最好延时一会再进行EOC的检测。
　　一个通道的转换时间一般为64个时钟周期，如时钟频率为640KHz时，时钟周期为1.5625微秒，一个通道的转换时间则为1.5625×64＝100微秒，那么1秒种就可以转换1000000÷100＝10000次。
下面我们给出一个教材上经典的接线图再说明它的利弊：

　　这是个老教材上的图纸，网络查查也大都是这样的图，它的时钟脉冲是通过C51的ALE经过2分频得到的，它一般是指，当C51的晶振为6MHz时，ALE输出1MHz的脉冲，经2分频后得到500KHz。但这对我们现在S52上使用12MHz晶振时就不适用了。现在S52的ALE输出的脉冲为2MHz，2分频后也有1MHz。
网上查了一下，补救的办法基本上是用T0时钟来模拟出个10KHz的脉冲信号。这是ADC0809时钟脉冲允许的最小值。也的确，一般我们用不着那么快的转换速度，所以给个10KHz也够了，还省掉了一个分频器。不过这也基本上是用T0能模拟出的最高频率了，

sbit CLK=P3^3;
void main(void)
{
ET0＝1;
EA=1;
TMOD=0X12;
TH0=216;
TL0=216;
TR0=1;
...
}
void t0(void) interrupt 1
{
CLK=~CLK;
}
从上面的程序可以看出，每40个时钟脉冲就发生一次中断。S51基本上也就一直忙着中断处理了。中断太频繁，占资源。
　　我们来看看D0－D7输出口，它是只能输出不能写入的，而ADDA－ADDC又是只能写入而不能输出的，因此我们可以将74HC373也省掉。同样74LS02也自然可以不用了。

　　这样我们省去了所有的其它门电路IC，也包括那个HC373。
　　简化电路为的是使ADC0809在用最少的其它门电路而使它工作，让我们能专注学习ADC0809是如何工作过程的。现在我来说说如何更好的模拟出这个时钟。我们现在用的都是S52芯片了，不知道大家用过里面的T2时钟吗？它有个时钟输出功能，如下图：

根据公式，用12MHz的晶振，就可以在P1.0输出45Hz----3MHz频率的时钟脉冲，要输出500KHz的脉冲还不小意思呀。
我试验了一下T2时钟，很好用：

/*这个程序让AT89S52的T2时钟从P1.0口输出45HZ方波脉冲，P1.0口接到P3.4口作为
　T0的外部计数，通过T0的时钟中断在P2口输出。T0每45个脉冲就中断一次，也就是刚好一秒一次*/
#include <AT89X52.H>
void main()
{
/* T2 设置 */
TR2=0x0;
T2MOD=0x02;          //0010(B) 设置T2为P1.0口输出方波模式
C_T2=0;              //用内部时钟计数
TL2=0x0;
TH2=0x0;
RCAP2L=0x0;
RCAP2H=0x0;
/* T0 设置 */
TMOD=0x6;          //0110(B),T0为外部计数模式，方式为2 (8位自动装载)
EA=1;//总中断允许
ET0=1;//T0中断允许
TH0=256-45;
TL0=256-45;
/*start timer */
TR0=1;     //启动T0时钟
TR2=1;      //启动T2时钟
do
{
   }while(1);
}
void t0(void) interrupt       1//T0中断服务程序
{
    P2=~P2;
}
其结果P1.0输出45Hz的脉冲，T0的中断是以P1.0的45个脉冲发生一次的。P2口的数码管以一秒的时间亮，一秒时间熄灭的在闪烁，T2定时器看来很好用。达到要求。
好！上面的程序只是试试S52的T2定时器是否可正常使用。言归正传我们还是来谈ADC0809的电路：见下图：

电路图比较简单，我就不另画了，就将这张电图板图贴上。D0－D7是数据读取位，同时在低三位D0－D2上也分别接上了A、B、C通道选择位。CLK为ADC0809所需的时钟脉冲，我们将要用T2来给出时钟脉冲，因此我们必须把CLK接在S52的P1.0上。这样OE、EOC、ST就分别顺着接P1.1、P1.2、P1.3。上面除了ADC0809，就接了个电源指示用的LED和两个电源滤波电容。下面是做好后的实物图：

下一部分我们讲实际程序和具体调试。。
一篇我们已经讲了ADC0809的原理与简化电路，仔细检查电路的正确性，尤其不能有短路现象。现在我们将它实际接上S52板子，静态电流为4mA，其中LED用了1mA，也就是说ADC0809静态电流为3mA左右。

将ADC0809板插上S52板，数据口D0－D7我接的是P0，CLK接P1.0，OE、EOC、ST-ALE分别接P1.1、P1.2、P1.3，Vcc和GND接S52板上的电源和地。
下面讲程序：
程序分为三个部分：主程序、LCD显示、ADC0809转换。

左边的项目框里有三个程序文件：主程序ADC0809m.C、LCD显示程序12864put.c、ADC0809转换程序ADC0809C.asm。最后一个文件是汇编文件？是的！KEIL允许同时加入C程序和汇编程序一块儿编译。我们先来看主程序：
#include <AT89X52.H>
#define uchar unsigned char
extern void LcmClear( void );       //清屏，外部函数
extern void LcmInit( void );        //初始化，外部函数
extern void LcmPutstr( uchar row,uchar y,uchar * str ); //在设定位置显示字符串
extern uchar adc0809conv(void); //
uchar * uchartostr(unsigned char unm);    //将char值转成字符串
uchar str[4];    //定义四个字节的数组，用来存放将数值转成的字符
//****************************
//将char值转成字符串函数
//****************************
uchar * uchartostr(uchar unm)
{
uchar x00,xx,x0,x,n; //定义百位，十位，个位变量
x00=unm/100;
xx=unm%100;
x0=xx/10;
x=xx%10;
n=0;
if(x00!=0)
{ str[n]=x00+48; //值加48即为字符
    n++;
}
if(!(x00==0&x0==0))
{ str[n]=x0+48;
    n++;
}
str[n]=x+48;
n++;
str[n]='\0';
   return str;
}
//****************
//    主函数
//****************
void Main( void )
{ uchar aa;    //定义一个临时字符变量
    /* T2 set */
TR2=0x0;     //停止T2定时器
TR0=0x0;     //停止T0定时器
T2MOD=0x02; //0010(B) 设置T2为P1.0口输出方波模式
C_T2=0;      //用内部时钟计数
TL2=0xfd;
TH2=0xff;
RCAP2L=0xfd;
RCAP2H=0xff;
TMOD=0x01; //设置T0为1定时模式（16位计数）
TH0=0;
TL0=0;
TR2=1;    //打开T2定时器，开始输出脉冲
aa=adc0809conv(); //启动一次ADC0809转换并将值交给aa
LcmInit();         //初始化LCD
LcmClear();        //LCD清屏
LcmPutstr( 2,28,"ADC0809 TEST" );
LcmPutstr( 4,59,uchartostr(aa) ); //在第四行第59列输出ADC0809转换的值
LcmPutstr( 7,42,"TXZ001@" );
while(1)
    {

    }
}
下面我们再来看ADC0809转换函数：

NAME ADC0809C
?PR?adc0809conv?ADC0809C                 SEGMENT CODE
?DT?adc0809conv?ADC0809C                 SEGMENT DATA OVERLAYABLE
PUBLIC adc0809conv
RSEG ?DT?adc0809conv?ADC0809C
?adc0809conv?BYTE:
        put?040:   DS   1
RSEG ?PR?adc0809conv?ADC0809C
adc0809conv:            ;程序从这里开始
USING 0
st bit P1.3     ;设置ST接P1.3
eoc bit P1.2    ;设置EOC接P1.2
oe bit P1.1     ;设置OE接P1.1
port equ P0     ;设置数据读取PORT接P0
setb TR0        ;启动T0定时器，用来计数（我是用T0来计算转换一次需要多长时间）
clr oe          ;初始化ADC0809,OE置0
clr st          ;初始化ADC0809,ST置0
setb eoc        ;初始化ADC0809,EOC置1
mov port,#0     ;先择通道0数据交给P0口
setb st         ;这三句将ST给出一个正脉冲来启动转换
nop       ;
clr st          ;
mov r7,#10      ;这两行是用来稍做延时
djnz r7,$       ;
wait1: jb eoc,wait1   ;这两行是来检测EOC由低到高发出了上升沿，以表示转换结束
wait2: jnb eoc,wait2 ;
   mov port,#0FFh       ;将P0口复位，以便下一步读取数据
setb oe         ;将OE口置1，允许转换后的数据读出
clr TR0         ;停止T0计时器（T0是从0开始计数的，到这儿转换结束停止计数）
MOV R7,port    ;将转换的数据交给主调用程序的变量aa
?C0001:
RET ;返回
END

汇编程序有点乱，没关系，下一篇我会专门讲混合编程。
那个LCD显示函数就不在这儿列出了，前面都已讲过也列出了程序。
下图是本程序实际测量一节AA电池的实例图：

可以看到，它的值为64，因为我的ADC0809参考电压为5V，那么8位精度的转换是将5v分为255份那么每份就是5÷255＝0.0196v。我测量出一节电池的64值就为64×0.0196＝1.25v。
调试注意点：由于8个模拟测量通道的输入阻抗很高，在程序运行时如果8个模拟端是悬空的，模拟端的电位是随周围环境变化的，那测量出的很可能是乱跳的随机值而并非你程序或电路问题。要避免这种情况的干扰，最好先用10K的电阻将模拟端接地。等你测量出每次都为0时，再改变模拟端的电位试验测量的正确性。
随便说说转换速度的问题。
　　ADC0809的转换速度跟脉冲频率有关，它的允许范围为10KHZ－－1.28M，我们是用T2定时器来做脉冲输出的，频率就由公式　晶振频率/（4×（65536－（RCAP2H，RCAP2L）），还记得上一篇我给出过的这个公式吗？我的晶振是12MHZ，那么要给出1MHZ的脉冲就要在RCAP2里给65533的值，这样12M÷4×3＝1MHZ。同理，要输出10KHZ的脉冲就要给65236的值。在主程序里：

　　TL2=0xfd    ;这是计数器里的初值，FFFD就是65533，也就是输出1MHZ的脉冲
　　TH2=0xff    ;
　　RCAP2L=0xfd    ;这是重载器，也一样给上65533的值。
　　RCAP2H=0xff    ;
如果要想输出10KHZ的脉冲上面就要给上65236的值，也就是FED4。
在主程序里我还用了T0计数器：
　　TMOD=0x01; //设置T0为1定时模式（16位计数）
　　TH0=0;
　　TL0=0;
我给的初值为0，但我没有在主程序里启动它。而是在ADC0809转换函数里才启动和停止：

　　　setb TR0        ;启动T0定时器，用来计数（我是用T0来计算转换一次需要多长时间）
　　　。。。。
　　　clr TR0         ;停止T0计时器（T0是从0开始计数的，到这儿转换结束停止计数）

这样我就可以看它计数的值来知道一次转换需要多长时间了。将转换函数的最后一句：
MOV R7,port    换成　MOV R7,TL0　或　MOV R7,TH0 就会在LCD上显示出转换所用的时间了，因为晶振为12MHZ，一个脉冲就是一微秒。实际测试ADC0809在1MHZ时钟时转换一次为83微秒，而在10KHZ时钟下转换一次需要1769微秒也就是1.769毫秒，比ADC0804转换速度要慢很多，ADC0804为22微秒。