文档介绍：湘潭大学
课程设计报告
题目: AD转换器
学院:材料与光电物理学院
专业:微电子学一班
学号:
姓名:
指导教师:
完成日期:2009年9月15 日
目录
1 引言
A/D转换器的基本原理与类型…………………………………………3
一、取样定理………………………………………………………………3
二、量化与编码……………………………………………………………4
三、A/D转换器的种类与优缺点…………………………………………4
计数器式A/D转换器的基本原理………………………………………4
13 逐渐逼近式A/D转换器的基本原理……………………………………5
双积分式A/D转换器的基本原理………………………………………6
…………………………………………………8
………………………………………………9
ADC0809的引脚结构……………………………………………………12
实验设计思想、原理……………………………………………………15
设计连线…………………………………………………………………15
…………………………………………………………………16
程序流程图………………………………………………………………18
4 参考文献…………………………………………………………………19
1 引言
在计算机过程控制系统中,经常要处理一些在时间上数值连续变化的物理量。这种物理量称为模拟量,如温度、压力、流量、速度等,经过传感器后与得到与此相对应的电信号称为模拟电信号。因为计算机内部处理的都是数字信号,所以模拟电信号需要转换成数字信号,才能被计算机加工处理。另外,推动执行机构动作需要的是电压或电流等模拟信号,所以计算机输出的数字信号还要变成模拟量。实现模拟量变换成数字量的器件称为模/数转换器。
本次课程设计将编写程序,利用ADC0809转换器将A/D转换结果写入内存6000H:0~2FFH区域,并同时在屏幕上显示300H个A/D转换结果。
A/D转换器的基本原理与种类
A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与他成正比的数字量,即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。在A/D转换器中,因为输入得模拟信号在时间上是连续的而输出的数字信号是离散的所以转换只能在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样,然后再将这些取样值转换成输出的数字量。
因此,A/D转换的过程是首先对输入的模拟电压信号取样,取样结束后进入保持时间,在这段时间内将取样的电压量化为数字量,并按一定的编码形式给出转换结果。然后,再开始下一次取样。
一、取样定理
为了能正确无误地用取样信号VS表示模拟信号VI,取样信号必须有足够高的频率。可以证明,为了保证能从取样信号将原来的被取样信号恢复,必须满足
FS>=2FI(MAX)
式中FS为取样频率,FI(MAX)为输入模拟信号VI的最高频率分量的频率上式就是所谓的取样定理。
因此,A/D转换器工作时的取样频率必须高于上式就是所规定的频率。取样频率提高以后留给每次进行转换的时间也相应地缩短了,这就是要求转换电路必须具备更快的工作速度。因此,不能无限制地提高取样频率,通常取样FS=(3~5)*FI(MAX)已满足要求。
由于转换是在取样结束后的保持时间内完成的所以转换结果所对应的模拟电压是每次取样结束时的VI值。
二、量化与编码
数字信号不仅在时间上是离散的,而且数值大小的变化也是不连续的。这就是说,任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。在进行A/D转换时,必须取样电压表示为这个最小单位的整数倍。这个转化过程称为量化,所取的最小数量单位称为量化单位,用@表示。显然,数字信号最低有效位(LSBB)的1所代表的数量大小就等于@。
将量化的结果用代码(可以是二进制,也可以是其他进制)表示出来,称为编码。这些代码就是A/D转换的输出结果。
A/D转换器的种类与优缺点
A/D转换器种类很多,但从原理上通常可分为以下四种:计数器式A/D转换器、逐渐逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、并行A/D转换器
计数器式A/D转换器结构很简单,但转换速度也很慢,所以很少采用。双积分式A/D转换器干扰能力强,转换精度也很高,但速度不够理想,常用于数字式测量仪表中。计算机中广泛采用逐渐逼近式A/D转换器作为接口电路,它的结构不太复杂,转换速度也高。并行A/D转换器的转换速度最快,但因结构复杂而造价较高,故只用于那些转换速度极高的场合。
计数器式A/D转换器的基本原理