传感器及RFID技术应用(第二版)传感器综合应用.ppt
图10-35AD转换器原理图10-36电平发光二极管指示器图10-35AD转换器原理②转换芯片AD0804AD0804有20个管脚,除了模拟信号输入端(6、7管脚)和数字信号输出端(11~18管脚)外,其他管脚的名称和功能描述如表9-3所示。当模拟信号加到A/D的模拟输入端时,控制信号使A/D开始进行模数转换,到转换完成在数字信号输出端出现数据的过程是需要一定的时间。比如AD0804就需要100μs,这个时间称为A/D的转换时间。如果A/D的转换时间越小说明它的转换越快,能处理模拟信号的频率也就越高,当然价格也就越贵。像AD0804的100μs转换时间最多只能应付频率不超过5kHz的模拟信号。AD0804采用单电源供电,一般工作电压为+5V。AD0804有AGND(8管脚)和DGND(10管脚)两个接地端。AGND、DGND分别为模拟信号接地端和数字信号接地端。AGND与模拟信号的输入接地端相连,而DGND当与数字电路部分电源的接地端相连。之所以要将AGND和DGND分别接地的原因是将模拟输入信号与数字输出产生的瞬间电平隔离开来,确保转换的精度。由于本章实例对精度要求不高,可以把AGND和DGND都接入同一个接地中。在实际应用中,应该把AGND和DGND分别与模拟地线和数字地线相连。参考电平电路由稳压管D9、电阻R10、电位器RP1组成,向AD0804的VREF/2端(9管脚)提供一个参考电平。这个参考电平的大小很有讲究,它直接影响着分辨率。分辨率的计算方法为:(10-21)其中,(VREF/2)代表VREF/2端(9管脚)上的电压。例如在图10-36中,通过调节电位器RP1使(VREF/2)=2.0V,则分辨率为:表9-3AD0804引脚功能这个分辨率代表了使A/D数字输出端最低有效位改变状态的模拟输入信号变化的最小值,或者说是A/D所能反映的最小模拟输入电压变化值。比如说某时刻模拟输入信号为1.500V,对应数字输出端状态在分辨率=15.6mV时,当模拟输入信号变为1.5156V时(改变了15.6mV),对应数字输出端的状态变换为10010001。注意:VREF/2端上的电压还决定了A/D能有效转换的最大模拟输入电压值,为(VREF/2)的2倍。例如再调节电位器RP1使=1.28V,则所能有效转换的最大模拟输入电压为1.28×2=2.56V,分辨率为2.56V/256=10mV。可见,A/D有效转换的最大模拟输入电压与分辨率是一对矛盾:有效转换的最大模拟输入电压越大,分辨率越低,反之亦然。如果AD0804的VREF/2端悬空,则芯片内部电路会使=2.5V,有效转换的最大模拟输入电压为+5V(与工作电压相等),此时分辨率为19.5mV。如图10-37所示,修改电平指示器添加一个单片机AT89C51,AD0804的数字信号输出端DB0~DB7与单片机的P0口连接,其转换结束中断输出端与单片机的P3.5口相连,另外转换开始使能端及数据输出使能端分别与单片机的(16管脚)和(17管脚)相连。 图10-37单片机控制的A/D转换接口如图10-38的时序图所示,要实现单片机控制AD0804进行模数转换,需要经过以下几个步骤:图10-38单片机控制的A/D的时序图通过编程软件KEILC编写程序实现此控制。参考程序如下://名称:单片机控制AD0804模数转换实现电压测量(0~5V),发光二极管显示。//控制口定义#includereg52.h#includeintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definead0_7P1//AD数据口sbitcs=P3^4;//芯片选择信号,控制芯片的启动和结果读取,低电平有效sbitint