美国国家半导体公司生产的ADC0832是广泛应用的8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。ADC0832是双通道输入,并且可以软件配置成单端或差分输入,其串行输出可以方便的和标准的移位寄存器及微处理器接口。 由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。
ADC0832的工作原理
正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的,所以在I/O口资源紧张时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟(CLK)输入端输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平,表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。
表1:通道地址设置表
如表1所示,当此两位数据为“1”、“0”时,只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时,只对CH1进行单通道转换。当两位数据为“0”、“0”时,将CH0作为正输入端IN+,CH1作为负输入端IN-进行输入。当两位数据为“0”、“1”时,将CH0作为负输入端IN-,CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第三个脉冲的下降之后DI端的输入电平就失去输入作用,此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下降沿开始由DO端输出转换数据最高位Data7,随后每一个脉冲的下降沿DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据Data0,一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据,即从第11个字节的下降沿输出Data0。随后输出8位数据,到第19 个脉冲时数据输出完成,也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片,直接将转换后的数据进行处理就可以了。时序说明请参照图1。
作为单通道vwin 信号输入时ADC0832的输入电压是0—5V且8位分辨率时的电压精度为19.53mV,即(5/256)V。如果作为由IN+与IN-输入的输入时,可是将电压值设定在某一个较大范围之内,从而提高转换的宽度。但值得注意的是,在进行IN+与IN-的输入时,如果IN-的电压大于IN+的电压则转换后的数据结果始终为00H。
图1 ADC0832工作时序
ADC0832的引脚图及功能
ADC0832的特点是
· 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容;
· 工作频率为250KHZ,转换时间为32μS;
· 一般功耗仅为15mW;
· 8P、14P—DIP(双列直插)、PICC 多种封装;
· 商用级芯片温宽为0°C to +70°C,工业级芯片温宽为−40°C to +85°C;
芯片接口说明:
· CS_ 片选使能,低电平芯片使能。
· CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。
· CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。
· GND 芯片参考0 电位(地)。
· DI 数据信号输入,选择通道控制。
· DO 数据信号输出,转换 数据输出。
· CLK 芯片时钟输入。
· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入(复用)。
图3 ADC0832引脚图
ADC0832 为8 位分辨率A/D转换芯片,其最高分辨可达256级,可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS,据有双 数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端,可以轻易的实现通道功能的选择。
adc0832内部结构及应用电路
adc0832内部结构图
以下是基于stc89c51和ADC0832的函数信号发生器
仿真电路及调试图
头文件
adc0832.h
#ifndef __ADC0832_H__
#define __ADC0832_H__
#define DAdata P1//DA数据端口
uchar wavecount; //‘抽点’计数
uchar THtemp,TLtemp;//传递频率的中间变量
uchar judge=1; //在方波输出函数中用于简单判别作用
uchar waveform; //当其为0、1、2时,分别代表三种波
uchar code freq_unit[3]={5,25,100}; //三种波的频率单位
uchar idata wavefreq[3]={1,1,1}; //给每种波定义一个数组单元,用于存放单位频率的个数
sbit DA_S1= P2^7; // 控制DAC0832的8位输入寄存器,仅当都为0时,可以输出数据(处于直通状态),否则,输出将被锁存
void triangle_out()//三角波输出
{
DAdata=triangle_tab[wavecount++];
if(wavecount》64) wavecount=0;
DA_S1=0; //打开8位输入寄存器
DA_S1=1; //关闭8位输入寄存器
}
void sine_out() //正弦波输出
{
DAdata=sine_tab[wavecount++];
DA_S1=0; //打开8位输入寄存器
DA_S1=1; //关闭8位输入寄存器
}
void square_out() //方波输出
{
judge=~judge;
if(judge==1) DAdata=0xff;
else DAdata=0x00;
DA_S1=0; //打开8位输入寄存器
DA_S1=1; //关闭8位输入寄存器
}
#endif
key.h
#ifndef __KEY_h__
#define __KEY_h__
#include “adc0832.h”
#include “delay.h”
bit ST=0;
bit DUQU=0;
sbit key=P3^2;
unsigned char keytemp;
unsigned int total_freq; //总频率
void key_int0() interrupt 0
{
EA=0; TR0=0; //关总中断与定时器
delay(50); //延时够吗
if(key==0) //确实有按键按下而引发中断
{delay(50);
if (key==0)
{
keytemp=P3&0xf8;
switch(keytemp)
{
case 0xf0://选择波形
waveform++;
if(waveform》2) waveform=0;
break;
case 0xe8: //频率按规定单位依次增加
wavefreq[waveform]++;
if(wavefreq[waveform]》10) wavefreq[waveform]=1;
break;
case 0xd8: //频率按规定单位依次衰减
wavefreq[waveform]--;
if(wavefreq[waveform]《1) wavefreq[waveform]=10;
break;
}
}
THtemp=waveTH[waveform*10+(wavefreq[waveform]-1)]; //方括号中选取第几个数后,并把该值赋给T_temp
TLtemp=waveTL[waveform*10+(wavefreq[waveform]-1)];
total_freq= wavefreq[waveform] * freq_unit[waveform]; //求输出频率(个数*单位)
lcd_hang2[5]=total_freq%10+0x30;lcd_hang3[5]=total_freq%10+0x30; //在液晶中显示个位,(0x30 在液晶显示中表示数字0)
total_freq/=10; lcd_hang2[4]=total_freq%10+0x30;lcd_hang3[4]=total_freq%10+0x30; //在液晶中显示时十位
total_freq/=10; lcd_hang2[3]=total_freq%10+0x30;lcd_hang3[3]=total_freq%10+0x30; //在液晶中显示时百位
total_freq/=10; lcd_hang2[2]=total_freq%10+0x30; lcd_hang3[2]=total_freq%10+0x30;//在液晶中显示时千位
disp_lcd(0x80,&lcd_hang1[waveform*16]); //在第一行显示
disp_lcd(0xc0,lcd_hang2); //在第二行显示
}
wavecount=0; //‘抽点’计数清零
while(!key);
EA=1; TR0=1; //开启总中断与定时器
}
#endif
pltable.h
#ifndef __PLTABLE_h__
#define __PLTABLE_h__
/***********这两组数组很重要,需要根据波形来调试,选择合适的值,使输出波形达到频率要求************/
uchar code waveTH[]={
0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,
0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,
0xec,0xf6,0xf9,0xfb,0xfc,0xfc,0xfd,0xfd,0xfd,0xfe};
uchar code waveTL[]={
0x16,0x9a,0x20,0x5e,0x88,0xa3,0xb8,0xc3,0xce,0xd6, //正弦波频率调整中间值
0xbc,0xce,0x58,0x8a,0xa9,0xbf,0xcb,0xd8,0xe0,0xee,//三角波频率调整中间值
0x98,0x60,0xa0,0x42,0x44,0xce,0x5a,0xb3,0xf5,0x3c};
/*************************************************************************************************/
uchar code triangle_tab[]={ //每隔数字8,采取一次
0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50,0x58,0x60,0x68,0x70,0x78,
0x80,0x88,0x90,0x98,0xa0,0xa8,0xb0,0xb8,0xc0,0xc8,0xd0,0xd8,0xe0,0xe8,0xf0,0xf8,0xff,
0xf8,0xf0,0xe8,0xe0,0xd8,0xd0,0xc8,0xc0,0xb8,0xb0,0xa8,0xa0,0x98,0x90,0x88,0x80,
0x78,0x70,0x68,0x60,0x58,0x50,0x48,0x40,0x38,0x30,0x28,0x20,0x18,0x10,0x08,0x00};
uchar code sine_tab[256]={
//输出电压从0到最大值(正弦波1/4部分)
0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,
0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,
0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,
//输出电压从最大值到0(正弦波1/4部分)
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,
0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,
0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99 ,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,
//输出电压从0到最小值(正弦波1/4部分)
0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,
0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16 ,0x15,0x13,
0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
//输出电压从最小值到0(正弦波1/4部分)
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,
0x11,0x13,0x15 ,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,
0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80};
#endif
delay.h
#ifndef __DELAY_h__
#define __DELAY_h__
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void delay(uchar z)
{
uchar x,y;
for(x=z;x》0;x--)
for(y=110;y》0;y--);
}
void delay5us()
{ uchar i;
for(i=1;i》0;i--);
}
#endif
lcd1602.h
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void delay(uchar z)
{
uchar x,y;
for(x=z;x》0;x--)
for(y=110;y》0;y--);
}
void delay5us()
{ uchar i;
for(i=1;i》0;i--);
}
#endif
主程序
#include《reg52.h》
#include “lcd1602.h”
#include “delay.h”
#include “pltable.h”
#include “key.h”
#include “adc0832.h”
void timer0() interrupt 1
{
TH0=THtemp;
TL0=TLtemp;
if(waveform==0) sine_out();
else if(waveform==1) triangle_out();
else if(waveform==2) square_out();
}
void main()
{
DAdata=0;
DA_S1=1; //关闭8位输入寄存器
init_lcd();
TMOD=0x01; //设置定时器0为16位工作方式
IT0=1; //设置外部中断0为下降沿触发
ET0=1; //开定时器中断
EX0=1;
EA=1;
while(1) ;
}
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