ADC0809外围接口电路.ppt

1、课题背景 目的 意义 1 课题背景 目的 意义本课题以FPGA技术为基础 以Verilog为描述语言 以QuartusII为仿真平台 设计ADC0809接口电路逻辑 该逻辑电路嵌入FPGA中 与ADC0809互连 通过FPGA实现对模数转换芯片的控制 使进入ADC0809的模拟信号转换为数字信号并输出显示 设计思路 1 了解ADC0809芯片内部结构和管脚的工作原理 2 依据芯片的管脚的工作原理 设定ADC0809接口电路接口的工作方式 由管脚的工作方式 设定代码的大体框架 3 由芯片的工作程序 最终确ADC0809接口电路采样控制过程 4 验证检查 ADC0809芯片概述 ADC0809是C

2、MOS的8位A D转换器 片内有8路模拟开关 可控制8个模拟量中的一个进入转换器中 ADC0809的精度是8位 转换时间约为100 s 含锁存控制的8路开关 输出有三态缓冲控制 单5V电源供电 ADC0809的内部结构 右图所示为ADC0809芯片的内部结构 从图中可看到多路开关可选通8个模拟通道 允许8路模拟量分时输入 共用一个A D转换器进行转换 这是一种经济的多路数据采集方法 地址锁存与译码电路完成对A B C3个地址位进行锁存和译码 其译码输出用于通道选择 其转换结果通过三态输出锁存器存放 输出 ADC0809芯片管脚的工作原理 1 模拟信号输入IN0 IN7 IN0 IN7为八路模拟

3、电压输入线 2 地址输入和控制线 地址输入和控制线共4条 其中ADDA ADDB和ADDC为地址输入线 选择IN0 IN7上哪一路模拟电压送给比较器进行A D转换 ALE为地址锁存允许输入线 高电平有效 当ALE线为高电平时 ADDA ADDB和ADDC三条地址线上地址信号得以锁存 3 数字量输出及控制线 11条 START为 启动脉冲 输入线 上升沿清零 下降沿启动ADC0809工作 EOC为转换结束输出线 该线高电平表示AD转换已结束 数字量已锁入 三态输出锁存器 D0 D7为数字量输出线 D7为最高位 ENABLE为 输出允许 线 高电平时能使D0 D7引脚上输出转换后的数字量 4 电源

4、线及其他 5条 CLOCK为时钟输入线 用于为ADC0809提供逐次比较所需 一般为640kHz时钟脉冲 Vcc为 5V电源输入线 GND为地线 VREF和 VREF为参考电压输入线 用于给电阻网络供给标准电压 VREF常和VDD相连 VREF常接地 ADC0809芯片的工作过程 1 当模拟量送至某一输入通道INi后 CPU将标识该通道编码的三位地址信号经数据线或地址线输入到ADDC ADDB ADDA引脚上 2 地址锁存允许ALE锁存这三位地址信号 启动命令START启动A D转换 3 转换开始 EOC变低电平 转换结束 EOC变为高电平 EOC可作为中断请求信号 4 转换结束后 可通过执行

5、IN指令 设法在输出允许EN脚上形成一个正脉冲 打开三态缓冲器把转换的结果输入到D 7 0 一次A D转换便完成了 ADC0809接口电路管脚的工作原理的确定 由ADC0809芯片的管脚的工作原理 可以推出ADC0809接口电路管脚的工作原理 确定ADC0809接口电路的各个管脚是输入管脚或者为输出管脚 了解芯片的管脚的工作原理后 画出ADC0809接口电路原理图 FPGA与ADC0809接口电路原理图 ADC0809芯片管脚中 模拟信号输入IN0 IN7 由模拟电路输入模拟信号 4条电源线 VREF和 VREF为参考电压输入线 用于给电阻网络供给标准电压 VREF常和VDD相连 VREF常接

6、地 上述的端口直接按照要求连线 ADC0809与FPGA接口电路设计 FPGA IO1 8接收ADC08098位数数据 FPGA IO9接收ADC0809转换结束信号EOC FPGA IO10 12为ADC0809提供8路模拟信号开关的3位地址选通信号 ADD A C 另需外界输入地址信号 FPGA IO13为ADC0809提供地址锁存控制信号ALE 高电平时把三个地址信号送入地址锁存器 并经译码器得到地址输出 以选择相应的模拟输入通道 接下页 FPGA IO14为ADC0809提供输出允许控制信号ENABLE 电平由低变高时 打开输出锁存器 将转换结果的数字量送到数据总线上 FPGA IO1

7、5为ADC0809提供启动控制信号START 一个正脉冲过后A D开始转换 FPGA IO16为ADC0809提供时钟信号信号CLOCK ADC0809没有内部时钟 需外接10KHz 1290Hz的时钟信号 这里由FPGA的系统时钟 50MHz 经256分频得到clk1 195KHz 作为ADC0809转换工作时钟 ADC0809采样控制程序电路符号 左边为输入端右边是输出端 在确定外围接口电路端口的输入 输出后 描述出ADC0809采样控制程序电路符号 由于知道了ADC0809芯片的工作过程 依此可以推导并确定ADC0809接口电路采样控制过程 当模拟量送至某一输入端 如IN 0或IN 1

8、等 由3位地址信号选择 而地址信号 ADDC ADDB ADDA 由ALE锁存 START是转换启动信号 一个正脉冲过后A D开始转换EOC是转换情况状态信号 当启动转换约100 s后 EOC产生一个负脉冲 以示转换结束 在EOC的上升沿后 且输出使能信号ENABLE为高电平 则控制打开三态缓冲器 把转换好的8位数据由q 7 0 输出 至此ADC0809的一次转换结束 ADC0809接口电路采样控制过程 ADC0809的工作时序图 ADC0809采样控制状态图 根据其采样时序用状态机来描述采样控制过程 其状态转换关系如左图所示 由Quartus 软件进行验证 按照软件的验证的步骤进行代码的验证

9、 将VerilogHDL文件生成为符号 Symbol 生成符号图如下 与先前预测的控制电路符号一样 由Quartus 软件进行验证 按照软件的验证的步骤进行代码的验证 在矢量波形文件中对输入量输入波形如图 生成仿真网表 选择仿真模式 然后点击Start按钮 开始仿真 在仿真完成后 点击Report按钮即可观看仿真的结果 在输出端口中d 7 0 的输入波形为00000001 输出端q 7 0 的输出波形为00000001 输入输出的波形相同 软件验证的结果正确 总结 在这次的毕业设计中 发现要首先对芯片熟悉 了解芯片的管脚性质 作用与芯片的工作过程的对设计芯片的外部控制模块有很大的帮助 否则是很难完成接口电路程序设计的工作 谢谢观赏如有不足 敬请指正