一、概述
在单片机测控系统中，经常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成离散的数字量，才能输入到单片机中进行处理，即信号首先要经过模拟量到数字量的转换。这一过程称为模/数转换(或A/D转换) 。实现A/D转换的设备称为A/D转换器或ADC(Analog to Digit Converter)。
ADC的功能是将输入模拟量转与其成比例的数字量，它是智能化测量控制仪表的一种重要组成器件。按其工作原理，有比较式ADC、积分式ADC以及电荷平衡(电压——频率转换)式ADC等。在实际使用中，应根据具体情况选用合适的ADC芯片。
二、ADC0808功能特性介绍
ADC0808是美国国家半导体公司生产的与微处理器兼容的8路8位逐次比较式A/D转换器，目前在国内市场应用较多。ADC0808的应用特性如下：
(1)分辨率为8位；
(2)电流稳定时间1μs；
(3)可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；
(4)只需在满量程下调整其线性度；
(5)单一电源供电(+5V～+15V)；
(6)低功耗200mW；
(7)总的不可调误差：ADC0808为±1/2LSB；
(8)转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs；
(9)模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V，±10V；
(10)具有可控三态输出缓存器；
(11)启动转换控制为脉冲式(正脉冲)，上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。
(12)使用时不需进行零点和满刻度调节。
ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图1所示。各引脚功能如下：
1～5和26～28(IN0～IN7)：8路模拟量输入端。
8、14、15和17～21：8位数字量输出端。
22(ALE)：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
6(START)：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换)。
7(EOC)：A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
9(OE)：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
10(CLK)：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
图1 ADC0808引脚图
12(VREF(+))和16(VREF(-))：参考电压输入端
11(Vcc)：主电源输入端。
13(GND)：地。
23～25(ADDA、ADDB、ADDC)：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。地址信号与选中通道的关系如表1所示。
表1 ADC0808地址信号与选中通道的关系
ADC0808的原理框图如图2所示。8路模拟开关用于选择进入ADC0808 的模拟通道信号。模拟开关的切换由地址锁存和译码电路控制，模拟通道地址选择端（A、B、C）通过ALE锁存。A/D转换结果通过三态输出锁存器输出，可直接与单片机的数据线相连。
图2 ADC0808原理结构图
三、Proteus电路图设计
本系统的Proteus仿真电路图如图3所示。其中，ADC0808的ADDA、ADDB、ADDC接地，即选中通道0，ADC0808的OUT0-OUT7与MCS-51的P0.0-P0.7相连用来输出A/D转换的结果值，ADC0808的EOC、START、CLOCK、OE端分别与MCS-51的P3.4-P3.7相连，ADC0808的通道0接滑动变阻器，通过改变阻值来改变输入的模拟量大小； MCS-51的P3.0与虚拟示波器相连，用来显示脉冲变化的情况。
图3 Proteus仿真电路图
四、程序设计
本系统的程序分主要有主函数、延时函数、定时器中断处理函数：主函数用来控制读取A/D转换结果，延时函数实现延时效果以便观察波形，定时器中断处理函数用来产生使ADC088工作的脉冲。C51程序代码如下：
五、仿真效果及结论
图4 为80%满电压时的仿真效果
图5 为50%满电压时的仿真效果
图6 为30%满电压时的仿真效果
本文通过改变滑动变阻器的阻值来控制ADC0808输入的模拟量，图4为输入值为80%满电压时的仿真效果，图5为输入值为50%满电压时的仿真效果，图6为输入值为30%满电压时的仿真效果。如图对比所示可清晰地展现输入模拟量对输出数字量的影响，较好地完成了仿真目的。由于ADC0808精度较高、使用起来简单灵活，可以直接和单片机接口，所以广泛应用于单片机控制系统中。在大规模集成电路技术迅速发展的今天，对于单片机应用系统的设计人员来说，根据应用需求合理地选用商品化的A/D集成电路芯片，了解它们的引脚、功能以及与单片机的接口技术,能起到事半功倍的效果，对设计出稳定可靠的单片机测控系统起到至关重要的作用。
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