A/D转换与显示电路设计案例五

一、项目任务

某企业承接了一批A/D转换与显示器的组装与调试任务，请按照相应的企业生产标准完成该产品的组装与调试，实现该产品的基本功能，满足相应的技术指标。装配完成后，利用相关的仪表对电路进行通电测试，记录测试数据。

二、电路结构

A/D转换与显示电路如图8.4.1所示，电路共由三部分组成。555定时器和R1、 R2、 C1构成多谐振荡器； ADC0804CN、 R3（1kΩ）、 C3、 C4为8位模/数转换器；LED0～LED7、R4为数字信号输出显示电路。

图8.4.1　A/D转换与显示电路

三、工作原理

1.集成元件介绍

（1）555定时器：

555定时器的引脚排列如图8.4.2所示，555定时器的功能可归纳为：“两高出低，两低出高，中间保持；放电管VT的状态与输出相反。”

（2）ADC0804模/数转换器：

8.4.2　555定时器引脚排列图

图8.4.3　ADC0804引脚排列图

CLKIN、CLKOUT外接电阻R3和电容C3与内部电路形成振荡，可决定转换脉冲CP的频率，关系式如下：

也可以直接从CLKIN端输入时钟脉冲CP，此时不需要外接RC。(www.xing528.com)

2.工作原理

（1）多谐振荡电路：

由555定时器、R1、R2、C1构成多谐振荡器，产生时钟脉冲。其脉冲周期为：

T＝0.7(R1＋2R2)·C1

可计算出输出脉冲频率为10kHz，当输出为高电平1时，ADC0804转换开始；而当输出为0时，ADC0804清除数据，为下一次A/D转换做准备。

（2）模/数转换电路：

当555定时器的输出为1时，ADC0804进行模/数转换，转换速度由fCP（正常值在100～1460kHz之间）决定。

根据逐次逼近型A/D转换电路的原理，转换时间为：（n在这里代表输出数字信号的位数）

为保证转换正常进行，555定时器输出脉冲中高电平持续的时间（转换开始）应大于ADC的转换时间。

（3）输出显示：

输入模拟信号越大，转换后对应输出的二进制数DB7～DB0就越大（并不代表LED灯亮的越多，而是高位亮的概率越高）。输入输出转换关系式为：

其中，UREF表示基准电压，uI为输入模拟信号的大小（注意：uI≤UREF），D为输出数字信号的大小，用二进制数表示。

注：如在调试过程中出现输入大于某一电压值时输出LED灯全亮的情况，可增大电容C3的容量或将R3由1kΩ改为2～3kΩ。