2.1 信号调理电路
信号调理的任务 将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。 对于多通道数据采集系统的输入通道，设置多路选择开关，可降低硬件开销。如图2-1所示。为避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应设前置放大环节（本文可不加以考虑）。
图2-1 信号调理过程 2.2 数据采集电路
把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。 把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。 2.2.1 A/D转换的一般步骤 1.采样-保持
为了能不失真的恢复原模拟信号，采样频率应不小于输入模拟信号的频谱中最高频率的两倍，这就是采样定理，即
fs?2fImax
由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压
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在一段时间内不变，直到下一次采样的开始。实际中采样-保持是做成一个电路。 2.量化与编码
模拟信号经采样-保持电路后，得到了连续模拟信号的样值脉冲，他们是连续模拟信号在给定时刻上的瞬时值，并不是数字信号。还要把每个样值脉冲转换成与它幅值成正比的数字量。
以上为A/D转换的一般步骤，在本电路中由ADC0809芯片完成。 2.2.2 ADC0809内部功能与引脚介绍
分辨率和精度在第一章中已作了相应的计算和分析。
ADC0809八位逐次逼近式A／D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何一个。其内部结构如图2-2所示。
1.ADC0809主要性能
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图2-2 ADC0809内部结构
? 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 ? 转换精度：?0.4%
? 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
2.引脚排列及各引脚的功能，引脚排列如图2-3所示。
各引脚的功能如下：
IN0～IN7：8个通道的模拟量输入端。可输入0～5V待转换的模拟电压。
D0～D7：8位转换结果输出端。三态输出，D7是最高位，D0是最低位。
A、B、C：通道选择端。当CBA=000时，IN0输入；当CBA=111时，IN7输入。
ALE：地址锁存信号输入端。该信号在上升沿处把A、B、C的状态锁存到内部的多路开关的地址锁存
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图2-3 A/DC0809引脚
器中，从而选通8路模拟信号中的某一路。
START：启动转换信号输入端。从START端输入一个正脉冲，其下降沿启动ADC0809开始转换。脉冲宽度应不小于100～200ns。
EOC：转换结束信号输出端。启动A/D转换时它自动变为低电平。 OE：输出允许端。
CLK：时钟输入端。ADC0809的典型时钟频率为640kHz，转换时间约为100μs。 REF(-)、REF(+)：参考电压输入端。ADC0809的参考电压为＋5V。 VCC、GND：供电电源端。ADC0809使用＋5V单一电源供电。
当ALE为高电平时，通道地址输入到地址锁存器中，下降沿将地址锁存，并译码。在START上升沿时，所有的内部寄存器清零，在下降沿时，开始进行A/D转换，此期间START应保持低电平。在START下降沿后10us左右，转换结束信号变为低电平，EOC为低电平时，表示正在转换，为高电平时，表示转换结束。OE为低电平时，D0～D7为高阻状态，OE为高电平时，允许转换结果输出。
2.2.3 ADC0809与MCS-51系列单片机的接口方法
ADC0809与8051单片机的硬件接口有3种形式，分别是查询方式、中断方式和延时等待方式，本题中选用中断接口方式。
由于ADC0809无片内时钟，时钟信号可由单片机的ALE信号经D触发器二分频后获得。ALE引脚得脉冲频率是8051时钟频率的1/6。该题目中单片机时钟频率采用6MHz,则ALE输出的频率是1MHz，二分频后为500Hz,符合ADC0809对频率的要求。
由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址由P0口的低3位直接与ADC0809的A、B、C相连。通道基本地址为0000H～0007H。其对应关系如表2-1所示。
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C 0 0 0 0 1 1 1 1 表2-1 0809输入通道地址 地址码 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 输入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 控制信号：将P2.7作为片选信号，在启动A/D转换时，由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和启动转换。由于ALE和START连在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。
在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经或非门后，产生正脉冲作为OE信号，用一打开三态输出锁存器。 其接口电路如图2-4所示。
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