ADC0804的工作原理介紹|壹芯微

集成A/D轉換器品種繁多，選用時應綜合考慮各種因素選取集成芯片。一般逐次比較型A/D轉換器用的比較多，ADC0804就是這類單片集成A/D轉換器。ADC0804是一款8位、單通道、低價格A/D轉換器。

1.主要特點

(1)模數轉換時間大約100us;

(2)方便TTL或CMOS標準接口;可以滿足差分電壓輸入;

(3)具有參考電壓輸入端;

(4)內含時鐘發生器;

(5)單電源工作時(0～5)V輸入電壓范圍是0～5V;

(6)不需要調零。

ADC0804引腳圖

2.轉換原理

ADC0804是屬于連續漸進式(SuccessiveApproximaTIonMethod)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，普遍被應用于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)。

第一次尋找結果：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

ADC0804工作過程如下圖所示，ADC0804的工作時序圖(TImingDiagrams)：(欲詳細了解工作過程，可以結合ADC0804使用手冊)

3.工作過程及原理

圖2給出的其實就是使ADC0804正確工作的軟件編程模型。由圖可見，實現一次ADC轉換主要包含下面三個過程：

(1)啟動轉換：由圖2中的上部“FIGURE10A”可知，在CS信號為低電平的情況下，將WR引腳先由高電平變成低電平，經過至少tW(WR)I延時后，再將WR引腳拉成高電平，即啟動了一次AD轉換。

注：ADC0804使用手冊中給出了要正常啟動AD轉換WR的低電平保持時間tW(WR)I的最小值為100ns，即WR拉低后延時大于100ns即可以，具體做法可通過插入NOP指令或者調用delay()延時函數實現，不用太精確，只要估計插入的延時大于100ns即可。

(2)延時等待轉換結束：依然由圖2中的上部“FIGURE10A”可知，由拉低WR信號啟動AD采樣后，經過1到8個Tclk+INTERNALTc延時后，AD轉換結束，因此，啟動轉換后必須加入一個延時以等待AD采樣結束。

注：手冊中給出了內部轉換時間“INTERNALTc”的時間范圍為62～73個始終周期，因此延時等待時間應該至少為8+73=81個時鐘周期。比如，若R為150K，C為150pF，則時鐘頻率為Fclk=1/1.1RC=606KHz，因此時鐘周期約為Tclk=1/Fclk=1.65us。所以該步驟至少應延時81*Tclk=133.65us.具體做法可通過插入NOP指令或者調用delay()延時函數實現，不用太精確，只要估計插入的延時大于133.65us即可。

(3)讀取轉換結果：由圖2的下部“FIGURE10B”可知，采樣轉換完畢后，在CS信號為低的前提下，將RD腳由高電平拉成低電平后，經過tACC的延時即可從DB腳讀出有效的采樣結果。

注：手冊中給出了tACC的典型值和最大值分別為135ns和200ns，因此將RD引腳拉低后，等待大于200ns后即可從DB讀出有效的轉換結果。具體做法可通過插入NOP指令或者調用delay()延時函數實現，不用太精確，只要估計插入的延時大于200ns即可。

圖2ADC0804手冊給出的ADC轉換時序圖

圖3ADC0804手冊給出的電器特性表

對采樣值進行運算變換，換算出實際的滑動變阻器輸入電壓值。對于任何一個A/D采樣器而言，其轉換公式如下：

總結

本文總結了ADC0804的特點、轉換原理、工作過程以及原理。總而言之，ADC0804是一款早期的AD轉換器，并且因其價格低廉而在要求不高的場合得到廣泛應用。

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