论模拟量采集系统多路转换开关在电路中的设计

【摘要】模拟量的采集及处理是微机学中一个重点内容，本篇论文就笔者对模拟量采集系统多路转换开关电路设计完成后整理成稿。设计中要求会用A/D模块实现16路模拟量数据采集的多路转换开关电路的设计以及通过串行接口8255实现模拟量采集系统多路转换开关电路，进一步掌握对串行接口的使用。

【关键词】数据采集 串行口 传输 ADC0809

【正文】模拟量采集系统多路转换开关电路是以ADC0809和8086CPU为核心，该系统有三个部分：数据采集，数据处理和显示，终端接收。具体包括控制、显示、A/D转换器、电平转换接口、个人计算机等。设计中用ADC0809进行16路数据的采样，显示部分由LED数码显示器构成。硬件设计应用电子设计自动化工具，软件设计采用模块化编程方法。

数据采集

一、顺序控制数据采集，这是一种对各路被采集参数，按时间顺序依次轮流采样的方式。在每次的采集过程中，所采集参数的数目、采样点数、采样速率、采样精度都固定不变。

顺序数据采集原理

二、程序控制数据采集，这种方式可以据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干

种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采

样任务的要求。

程序控制数据采集原理 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。

通常希望输入到A/D转换器的信号能接近A/D转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D转换器之间应接入放大器以满足要求。

本论题中的被测量为选取0～9V直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D转换器输入端。

多路数据采集输入通道结构 传输方式分析及ADC0809

在微机学中串行通信传输方式有同步和异步两种工作方式。

一、同步方式要求发送与接受保持严格同步，由于串行传输逐位按顺序进行，为了约定数据是由哪一位开始传输，需设定同步字符。

二、异步方式，规定了数据传输格式，每个数据均以相同的帧格式传送，每帧信息由起始位、数据位、奇偶效验位和停止位组成。

本系统数据采集部分核心采用ADC0809，用8086构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据。

ADC0809主要性能

 逐次比较型  CMOS工艺制造  单电源供电

 无需零点和满刻度调整

 具有三态锁存输出缓冲器，输出与TTL兼容  易与各种微控制器接口  具有锁存控制的8路模拟开关  分辨率：8位  功耗：15mW

 最大不可调误差小于±1LSB（最低有效位）  转换时间（fCLK500KHz）128us

 ADC0809没有内部时钟，必须由外部提供，其范围为10～1280kHz。典型时钟频率为640kHz

U1U321222418313023173319RESETAD[0..15]READYA[16..19]INTA/QS1INTRALE/QS0HOLD/GT1BHEHLDA/GT0DT/R/S1TESTDEN/S2NMIRDMN/MXWR/LOCKCLKM/IO/S08086AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD73433323130292827VREF(-)VREF(+)1612111097654321282726U225342726322928D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC78255A43214039383718a19b20c21d22e23f24g25h14151617131211101317141581819202122232425GND2 -8LSB2 -72 -62 -52 -42 -32 -22 -1MSBALEADD CADD BADD AADC0809VCCCLOCKOUTPUT ENABLEEOCSTARTIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0U8:D40106536AD19AD28356R110k12U7:A23113U8:A21401063AD7U7:B401164540114U8:BAD6abcdefgU8:C401066AD840106AD4AD3AD0AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7876543212223AD119AD220215AD5U5VREF(-)VREF(+)1612111097654321282726U4D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1CS8253ACLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT291110151413181617E1E2E3U674LS138ABC1317141581819202122232425GND2 -8LSB2 -72 -62 -52 -42 -32 -22 -1MSBALEADD CADD BADD AADC0809VCCCLOCKOUTPUT ENABLEEOCSTARTIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN012315141312111097Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7645 I

用protel做出的总体硬件电路图