查找ADC0804模数转换芯片的基本资料，并设计交互式控制转换电路，画出其时序图，说明它的控制转换原理。

Answer 1

求最佳

它的主要电气特性如下：

         å·¥ä½œç”µåŽ‹ï¼šï¼‹5V，即VCC＝＋5V。

         æ¨¡æ‹Ÿè¾“入电压范围：0～＋5V，即0≤Vin≤＋5V。

         åˆ†è¾¨çŽ‡ï¼š8位，即分辨率为1/28=1/256，转换值介于0～255之间。

         è½¬æ¢æ—¶é—´ï¼š100us（fCK＝640KHz时）。

         è½¬æ¢è¯¯å·®ï¼šÂ±1LSB。

         å‚考电压：2.5V，即Vref＝2.5V。

1.ADC0804的转换原理

ADC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。

以输出8位的ADC0804动作来说明“连续渐进式A/D转换器”的转换原理，动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻找起）。

第一次寻找结果：10000000 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼â‰¤è¾“入值，则寻找位＝假设位＝1）

第二次寻找结果：11000000 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼â‰¤è¾“入值，则寻找位＝假设位＝1）

第三次寻找结果：11000000 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼>输入值，则寻找位＝该假设位＝0）

第四次寻找结果：11010000 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼â‰¤è¾“入值，则寻找位＝假设位＝1）

第五次寻找结果：11010000 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼>输入值，则寻找位＝该假设位＝0）

第六次寻找结果：11010100 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼â‰¤è¾“入值，则寻找位＝假设位＝1）

第七次寻找结果：11010110 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼â‰¤è¾“入值，则寻找位＝假设位＝1）

第八次寻找结果：11010110 ï¼ˆè‹¥å‡è®¾å€¼>输入值，则寻找位＝该假设位＝0）

这样使用二分法的寻找方式，8位的A/D转换器只要8次寻找，12位的A/D转换器只要12次寻找，就能完成转换的动作，其中的输入值代表图1的模拟输入电压Vin

2.分辨率与内部转换频率的计算

对8位ADC0804而言，它的输出准位共有28＝256种，即它的分辨率是1/256，假设输入信号Vin为0～5V电压范围，则它最小输出电压是5V/256＝0.01953V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值。

表1列出的是8～12位A/D转换器的分辨率和最小电压转换值。

表1 A/D转换器的分辨率和最小电压值

位数目 分辨率 最小电压转换值

8 1/256 0.01953V

10 1/1024 0.00488V

12 1/4096 0.00122V

至于内部的转换频率fCK，是由图2的CLKR（19脚）、CLK IN（4脚）所连接的R（）、C(150PF)来决定。

 

图2 ADC0804与CPLD&FPGA、8051单片机等典型连接图

频率计算方式是：fCK＝1/(1.1×R×C)

若以图2的R＝10KΩ、C＝150PF为例，则内部的转换频率是

fCK＝1/（1.1×10 KΩ×150PF）＝606KHz

更换不同的R、C值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是需要注意R、C的组合，务必使频率范围是在100KHz～1460KHz之间。

3.ADC0804的控制方法

要求ADC0804进行模拟/数字的转换，其实可以直接由下面的时序图及图2信号的流向来配合了解。 

图3 ADC0804控制信号时序图

以图2、图3信号流向而言，控制ADC0804动作的信号应该只有CS、WR、RD。其中INTR由高电位转为低电位后，代表ADC0804完成这次的模拟/数字转换，而DB0～DB7代表是转换后的数字资料。

图3的动作大概可分成4个步骤区间——S0、S1、S2、S3，每个步骤区间的动作方式如下：

         æ­¥éª¤S0：CS＝0、WR＝0、RD＝1（由CPLD发出信号要求ADC0804开始进行模拟/数字信号的转换）。

         æ­¥éª¤S1：CS＝1、WR＝1、RD＝1（ADC0804进行转换动作，转换完毕后INTR将高电位降至低电位，而转换时间>100us）。

         æ­¥éª¤S2：CS＝0、WR＝1、RD＝0（由CPLD发出信号以读取ADC0804的转换资料）。

         æ­¥éª¤S3：CS＝1、WR＝1、RD＝1（由CPLD读取DB0～DB7上的数字转换资料）。

由上述步骤说明，可以归纳出所要设计的CPLD动作功能有：

         è´Ÿè´£åœ¨æ¯ä¸ªæ­¥éª¤é€å‡ºæ‰€éœ€çš„CS、WR、RD控制信号。

         åœ¨æ­¥éª¤S1时，监控INTR信号是否由低电位变高电位，如此以便了解ADC0804的转换动作结束与否。

         åœ¨æ­¥éª¤S3，读取转换的数字资料DB0～DB7