AT89S51單片機與模數轉換片的聯接

陳子元

摘要：由于AT89S51單片機內部不具備數模與模數轉換器，因此在數字化儀表和工業控制等方面使用單片機時，需要加接模數或數模轉換片，完成相應量的轉換，本文主要介紹AT89S51單片機與模數轉換片的電路聯接設計。

關鍵詞：單片機；AT89S51；模數轉換；ADC0809；PCF859

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0021-02

1 AT89S51單片機與ADC0809的連接

1.1 ADC0809芯片簡介

ADC0809具有8路模擬通道，這些通道共用一個A/D轉換器，使用8個模擬開關進行選通。8路模擬量分時輸入，轉換后的數字量通過一個三態輸出鎖存器進行鎖存，在OE引腳變為高電平時，三態輸出鎖存器打開，此時才可以將轉換后的8路數字量從鎖存器中取出。

參照圖1，其中給出了元件ADC0809的引腳結構圖。ADC0809引腳功能為：

（1）IN0～IN7：8位模擬量輸入引腳。（2）D7～D0：8位數字量輸出引腳。（3）VCC：+5V供電引腳。（4）CLK：時鐘信號輸入引腳，一般采用500kHZ的頻率，由于ADC0809沒有集成時鐘電路，所以它的時鐘信號必須由外接電路給定。（5）EOC：轉換結束信號輸出引腳，當ADC0809完成A/D轉換后，此引腳輸出高電平。（6）START：A/D轉換工作控制端。（7）OE：允許輸出控制引腳。（8）VREF（+）：參考電壓“+”極、VREF（-）：參考電壓“-”極。（9）GND：接地端。（10）ALE：地址鎖存允許信號輸入引腳。（11）A、B、C：地址輸入線。

1.2 AT89S51單片機與ADC0809的電路連接

ADC0809是帶有8：1的多路模擬開關8位A/D轉換芯片，共有8個輸入端口用于模擬量輸入，在同一時間通過引腳A、B、C的選擇，只能有一路選通。單片機AT89S51的P2.0、P2.1、P2.2引腳分別與ASC0809的A、B、C引腳相連接，同時ADC0809的ALE和START信號由P2.7和/WR或非得到，OE信號由P2.7和/RD或非得到，時鐘信號由ALE輸出得到。

2 AT89S51單片機與PFC8591的連接

2.1 PCF8591芯片介紹

PCF8591是8位的模數與數模轉換器，由1個I2C總線接口、4路模擬量輸入和1路模擬量輸出通道組成。該芯片的A0、A1和A2引腳決定了芯片地址的低3位，因此在不增加其它硬件的條件下，同一個I2C總線最多能與8個同類芯片相連。

PCF8591具有8位模數與數模轉換功能、片上跟蹤保持功能、多路模擬量輸入等功能。I2C總線的最大傳輸速率越快，芯片的模數與數模轉換速率也越快。

該芯片具有以下特點：（1）工作電壓范圍在2.5V～6V之間；（2）單電源供電；（3）I2C總線傳輸速率決定了采樣頻率的大小；（4）數據的輸入和輸出通過I2C總線完成；（5）8位逐次逼近模數轉換；（6）帶有一路模擬量輸出的乘法數模轉換；（7）可配置轉換通道號自動增加功能；（8）片上跟蹤保持功能；（9）模擬電壓范圍為VSS ～VDD；（10）可以將4路模擬量輸入編程為差分輸入或單端輸入；（11）3個地址引腳決定了芯片地址。

ADC0809的引腳結構，參照圖2中標號為PCF8591元件。PCF8591引腳功能為：

（1）VDD、VSS：電源端；（2.5～6V）；（2）SDA、SCL：I2C總線的數據線、時鐘線；（3）A0～A3：引腳地址端；（4）AIN0～AIN3：模擬信號輸入端；（5）AGND：模擬信號地；（6）EXT：內、外部時鐘選擇，接地時選擇的是內部時鐘；（7）OSC：外部時鐘輸入端，內部時鐘輸出端；（8）AOUT：D/A轉換輸出端；（9）VREF：基準電源端。

2.2 AT89S51單片機與PCF8591電路連接

AT89S51單片機與PCF8591電路連接，如圖2所示。

3 結語

在單片機應用系統中，需要對一些模擬信號進行檢測，將模擬信號轉換為數字信號，也需要模擬量輸出，去控制系統中的執行機構。本文主要探討了單片機與模數轉換芯片的聯接，具體介紹了AT89S51單片機與ADC0809、PCF8591芯片的聯接。

參考文獻

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[2]王彥朋.單片機外圍電路設計[M].電子工業出版社.北京.2007.

[3]周瑞景.單片機電路設計、分析與制作[M].機械工業出版社.北京.2010.endprint