AT89C51单片机虚拟数字电压表的设计(5)
逐次逼近式A/D转换器属于直接型A/D转换器，它能把输入的模拟电压直接转换为输出的数字代码，而不需要经过中间变量，主要由比较器、环形分配器、控制门、寄存器和D/A转换器构成。
常用的A/D芯片有ADC0808、ADC0832、TLC2543C等几种。下面简单介绍一下这三种芯片。
ADC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电。CMOS工艺，低功耗。它由一个8位输入寄存器、一个8位DAC寄存器和一个8位D/A转换器组成。可支持单端输入通道和一个差分输入通道。它易于和微处理器接口或独立使用；可满量程工作；可用地址逻辑多路器选择各输入通道。
TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。每个器件有三个控制输入端，片选，输入/输出时钟以及地址输入端。它可以从主机高速传输转换数据。它有高速的转换，通用的控制能力，具有简化比率转换，刻度以及模拟电路与逻辑电路和电源噪声隔离，耐高温等特点。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的使用。
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一路进行A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D仿真，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
3.2.1 ADC0808简介图3.4 ADC0808引脚图
IN0~IN7:8路模拟量输入。A、B、C：3位地址输入，2个地址输入端的不同组合选择8路模拟量输入。
ALE：地址锁存启动信号。在ALE的上升沿，将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。
D0~D7:8位数据输入端。A/D转换结果由这8根线传输给单片机。
OE：允许输入信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。
START：启动信号输入端。START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各存储器，其下降沿启动A/D开始转换。
EOC：转换完成信号。当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已经完成。
3.2.2 A/D转换电路设计
集成模数转换芯片ADC0808实现的A/D转换电路如图3.5所示。被测信号由ADC0808模拟输入端输入，完成A/D转换后送入单片机，经相应处理后送出显示。
图3.5 A/D转换电路
3.2.3 衰减、放大、控制部分电路
在被测信号变化区域较大的情况下，经转换后的模拟小信号变化也较大。若采用单一放大倍数的放大器，时常会影响到小信号得不到有效放大或信号衰减倍数过大的情况。为了解决这个问题，工程上根据不同值域的信号具体情况，采用相对合理的放大倍数，使被转换量落入A/D转换的线性区域。
输入电压变换电路由74HC4066、运放等组成，如图3.6所示。用于将输入信号幅值合理变换后送入ADC0808。图中的变换比为10、1/2，当然，可根据实际需要将档位分的更细，相应的电压测量范围也增大了。图中，当输入电压信号过小时，将通过74HC4066和运放组成的放大电路将信号放大10倍输入ADC0808；当输入信号过大时，将通过下面的分压电路，将信号衰减1/2后输入ADC0808进行A/D转换。
图3.6 输入信号变换电路
74HC4066是一款高速CMOS器件，74HC4066引脚兼容HEF4066B。它包含4个独立的模拟开关。每个开关包含2个输入/输出引脚（nY或nZ）和1个高有效使能输入引脚（nE）。当引脚nE为低时，其对应的开关将被关断。74HC4066引脚兼容74HC4016，但具备更低的导通阻抗。此外，导通阻抗在整个输入信号范围内保持恒定。其引脚图和逻辑符号如图3.7和图3.8所示，功能如表3.2:
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