A/D转换器的功能是将模拟量电信号转换成数字量。

    1. A/D转换器的主要参数

1）分辨率：是指A/D转换器可转换成二进制数的位数。

    例：若一个10位A/D转换器，去转换一个满量程为5V的电压，则它能分辨的最小电压为5000mV/2¹⁰≈5mV。

2）转换时间

指从输入启动转换信号开始到转换结束，得到稳定的数字输出量为止的时间。

其他参数与D/A转换器类似。

2. A/D转换器与CPU的接口方法

1）A/D转换器与CPU连接的注意点

① ADC转换好的数据必须经过三态缓冲器件与CPU数据总线相连接（在芯片内部没有三态输出缓冲器时）；

② 为了输入正确的转换结果，必须解决好A/D转换器和CPU取数之间的时间配合问题。

2）ADC芯片的控制信号

① 启动转换信号（START）：是由CPU提供给ADC芯片的，在正脉冲的下降沿转换开始；

② 转换结束信号（EOC）：一旦启动转换，EOC立即变低，直至转换结束，EOC输出高电平，通知CPU转换已结束；

    ③ 允许输出信号（OE）：ADC转换结束后，转换结果存放在输出锁存器中，并没有送入数据总线上。CPU取数时，发出OE信号选通芯片内部三态输出缓冲器将数据输出。

3）A/D转换器与CPU之间传送数据的方法

①    延时等待法  

     图11. 4  延时等待法ADC接口电路         图11. 5  查询法ADC接口电路

是利用CPU执行一条输出指令，启动ADC转换，然后CPU执行延时程序，延时时间大于所选用的ADC芯片转换时间，延时结束，CPU执行输入指令，打开三态门获取ADC转换好的数据。参见图11.4。

②    查询法

查询法是由CPU来检查EOC信号。当CPU启动ADC芯片开始转换之后，再通过状态端口读取EOC信号，检查ADC是否转换结束。若转换结束，则读取转换结果，否则继续查询。参见图11.5。

③    中断法

    用中断法可提高CPU的利用率，当ADC转换结束，由EOC信号上升沿通过8259A中断控制逻辑向CPU发出中断请求，CPU响应中断在服务程序中读取结果。参见图11.6。

3. A/D转换芯片ADC0809及其接口

1）主要性能

①    8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容；

②    带有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路0～5V模拟量进行分时转换；

③    输出具有三态锁存/缓冲功能；

④    分辨率：8位，转换时间：100us；

⑤    不可调误差：±1LSB，功耗：15mW；

⑥    工作电压：+5V，参考电压标准值+5V；

⑦    片内无时钟，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。

2）ADC0809的内部结构与引脚功能

①    内部结构

有模拟多路转换开关和A/D转换两大部分。

模拟多路转换开关由8路模拟开关和3位地址锁存与译码器组成，地址锁存允许信号ALE将三位地址信号ADDC、ADDB和ADDA进行锁存，然后由译码电路选通其中一路摸信号加到A/D转换部分进行转换。A/D转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器SAR、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等，另外具有三态输出锁存缓冲器，其输出数据线可直接连CPU的DB。参见图11.7。

② 引脚功能

D7～D0：8位数据输出线；

IN7～IN0：8路模拟信号输入；

ADDC、ADDB、ADDA：8路模拟信号输入通道的地址选择线；

ALE：地址锁存允许，其正跳变锁存地址选择线状态，经译码选通对应的模拟输入信号；

START：启动信号，上升沿使片内所有寄存器清零，下降沿启动A/D转换；

EOC：转换结束，转换开始后，此引脚变为低电平，转换一结束，此引脚变为高电平；

    OE：输出允许，此引脚为高电平有效，当有效时，芯片内部三态数据输出锁存缓冲器被打开，转换结果送到D7～D0；

CLOCK：时钟，最高可达1280KHz，由外部提供；

REF（+）、REF（-）：参考电压正极、负极，通常REF（+）接Vcc，REF（-）接GND；

Vcc：电源，+5V，GND：地线。

模拟输入与数字量输出的关系为N＝（VIN-VREF（-））×256/（VREF（+）-VREF（-）），当VREF（+）＝+5V，VREF（-）＝0V，若输入模拟电压为2.5V，则转换后的数字量N＝128，即10000000B。参见图11.8。

3）ADC0809的多路转换，参见图11.9。 

例：当ADDC、ADDB、ADDA三个管脚接成“100”状态，ALE有效时，ADC0809将IN4管脚上的模拟输入信号进行转换。若三位地址输入信号接CPU的数据线D2～D0，其状态由CPU提供，则可分时对8路不同的测量或控制电路进行A/D转换。  

4）转换时序 ，参见图11.10。

5）ADC0809应用举例

利用8255A并行接口芯片构成软件查询方式下的A/D转换。其电路连接如图11. 11所示。图中，地址译码器的输出 （地址为238H～23EH

11. 10  ADC0809转换时序图

中的偶地址）用来选通8255A，8255A的A口工作于方式1输入，ADC0809的START与ALE同8255A的PB4相连，EOC与PC4、OE相连。数字量输出D7～D0同8255A的PA口相连。由于8255A的A口工作在方式1，故PC4（ ）接收到EOC信号后，一方面将PA7～PA0上的数据锁存到8255A的A口数据输入缓冲器，另一方面从PC5上发出输入缓冲器满信号IBFA，若此时读入C口的状态，查询到IBFA为“1”，则CPU可将8255A中的数据取走。从输入通道IN0输入一个模拟量，经ADC0809转换后送入微处理器的程序为：

MOV  DX，23EH         ；8255A控制口口地址

        MOV  AL，0B0H         ；8255A初始化，A口为方式1输入

        OUT  DX，AL           ；B口为方式0输出

        MOV  DX，23AH         ；8255A的B口口地址

        MOV  AL，00H          ；取通道号0，置PB4为“0”

        OUT  DX，AL

        MOV  AL，10H          ；置PB4为“1”，启动ADC0809转换

        OUT  DX，AL

        MOV  AL，00H          ；置PB4为“0”

        OUT  DX，AL

        MOV  DX，23CH         ；8255A的C口口地址

   LOP：IN   AL，DX           ；读8255A状态字

        TEST AL，20H          ；IBFA状态为“1”吗？

        JZ   LOP              ；否，继续查询等待

        MOV  DX，238H         ；8255A的A口口地址

         IN   AL，DX           ；从8255A的A口取转换好的数据

        HLT