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基于A/D转换器IC层叠并联实现通道倍扩展

作者:时间:2009-11-02来源:网络收藏
1 引 言
  A/D是数据采集中常用的模/数件,对于具有检测功能的智能仪表来说,设计者总希望在硬件电路板的最小面积内获得更多的检测通道。本文以MCS-51和ADC0804接口为例,在不增加A/D转换单元电路板面积的基础上通过三片ADC0804的IC(集成电路),使其模拟电压输入通道增加两倍,从而降低了硬件成本。
2 A/DIC的构思
ADC0804是常用的8位COMS逐次逼近寄存器、三态锁定输出、20脚双列直插、典型转换时间为100μs的A/D。A/DIC是将三片同型号、同生产厂家、同批生产、测试完好的ADC0804芯片层叠并联,每片按引脚号一一对应焊接(模拟量输入VI+引脚和/CS引脚除外。字母左边的“/”表示低电平有效,下同)。实现IC层叠并联后, 模拟量输入通道由原来的单路扩展为三路,在不增加A/D转换单元电路板面积的同时,使A/D转换通道数量增加两倍。
3 A/D转换器IC层叠并联设计实例
3.1 硬件接口电路设计
将三片ADC0804层叠并联,按照各引脚的逻辑要求施加电平并进行A/D转换,测试后可知,0804(1)、0804(2)、0804(3)具体哪一片能向单片机输出转换后的数字量数据,关键取决于该芯片的输出允许信号(/CS)端是否有效(低电平有效)。由此可见,只要对三片ADC0804的/CS端进行分时控制,即可分别实现各自的A/D转换功能。ADC0804带有锁存器,可直接与89C51芯片进行连接。三片ADC0804层叠并联与MCS-51的接口电路图,如图1所示。
3.2 三路模拟通道分时控制原理分析
MCS-51与ADC0804接口进行单通道转换时的过程是:当ADC0804的片选信号/CS有效时,施加一个启动信号/WR,转换器将自动进行转换。转换结束后,数据被锁存器锁存,同时发出/INTR信号。此后,又在/CS有效时施加一个/RD信号,即可把转换的结果从锁存器中读出。
图1中0804(1)、0804(2)、0804(3)三个芯片的引脚除每片的模拟量输入VI+和/CS引脚外,其余均按引脚号一一对应连接,具体选择哪个芯片输出允许,取决于该芯片是否能被选中(/CS是否有效)。在0804(1)被选中并完成A/D转换功能的过程中,只允许 0804(1)的/CS端为低电

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188539.htm

平,使得0804(1)的/WR、/RD和/INTR端均能按时序控制正常工作, DB0-DB7的数字数据才有输出。此时0804(2)、0804(3)的/CS端必须为高电平,以保证这两个芯片的数据端DB0-DB7为高阻态,否则三个芯片的数据将相互扰乱。同理,当0804(2)被选中并完成A/D转换功能时,0804(2)的/CS端为低电平,此时0804(1)、0804(3)的/CS端必须为高电平,对于0804(3)亦然。
ADC0804的时钟频率约限制在100KHZ―1460KHZ。P1.1 、P1.2 、P1.3 分别作为0804(1)、0804(2)、0804(3)的片选分时控制信号;P1.0用作分时接收三个A/D芯片的中断请求输出/INTR信号。本例采用单极型连接方法,故三路模拟量输入的VI-端均接地。ADC0804电压输入与数字输出关系表,如表1所示。


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关键词: 转换器 层叠 并联

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