逐次逼近寄存器型ADC设计报告
ADC0809芯片的原理及应用
目录引言 (1)1 ADC0809的逻辑结构 (1)1.1 ADC0809引脚结构 (1)1.2 ADC0809的主要性能指标 (3)1.3 ADC0809的内部逻辑结构 (3)1.4 ADC0809的时序 (4)2 ADC0809与MCS-51单片机的接口电路 (5)2.1 0809与51单片机的第一种连接方式 (7)2.2 0809与51单片机的第二种连接方式 (9)2.3 0809与51单片机的第三种连接方式 (10)3 ADC0809与单片机制作的数字电压表 (11)总结 (16)参考文献 (16)英文翻译 (17)ADC0809芯片的原理及应用摘要：ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器，是目前应用比较广泛、典型的A/D转换芯片之一。
本文主要介绍ADC0809芯片的内部逻辑结构、引脚分布，并详细阐述了其工作原理。
在此基础上设计了两种相关应用电路——ADC0809与单片机的接口电路及数字电压表，并对这两种应用电路的可行性进行了讨论。
通过对ADC0809应用电路的探究，能更全面的提高对应用系统的分析、设计能力，对实践具有重要的指导意义。
关键词：ADC0809；模数转换；单片机引言A/D转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机等数字系统进行处理、存储、控制和显示。
在工业控制和数据采集及许多其它领域中，A/D转换器是不可缺少的重要组成部分，它的应用已经相当普遍。
目前用软件的方法虽然可以实现高精度的A/D转换，但占用CPU时间长，限制了应用。
8位A/D转换器ADC0809作为典型的A/D转换芯片，具有转换速度快、价格低廉及与微型计算机接口简便等一系列优点，目前在8位单片机系统中得到了广泛的应用。
1 ADC0809的逻辑结构ADC0809是带有8位A/D转换器、8路模拟开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，是目前应用比较广泛的A/D转换芯片之一，主要适用于对精度和采样速率要求不高的场合或一般的工业控制领域，可以和单片机直接相连。
设计SARADC驱动电路第一部分ADC工作原理详解
设计SARADC驱动电路第一部分ADC工作原理详解
SAR ADC（Successive Approximation Register 成功逼近寄存器）是一种常用的数字电路，它可以将模拟信号转换为数字信号。
借助于它，可以实现模拟-数字的转换，并且可以同时采集多个模拟信号。
SAR ADC 会根据以上信号的不同来决定其最终的输出，其最终输出是基于输入模拟信号的比较来决定的。
一个SARADC一般由一个模拟前端，一个成功逼近寄存器和一个比较器构成。
模拟前端的功能是将输入模拟信号转换为一个标准的参考值，例如一个标准的电压参考值。
成功逼近寄存器会将这个标准参考值分解成一系列二进制位，从而估计出输入信号的数字输出。
最后，比较器会将这个数字结果与输入模拟信号进行比较，以确定最终的输出结果。
SARADC具有较高的抗干扰能力，转换精度也比较高，因此它被广泛应用于通信、测量、检测等领域中。
接下来，让我们来具体看一下SARADC的工作原理。
一个SARADC的工作原理如下：
1.首先，输入模拟信号被一个模拟前端转换为一个标准的参考值，例如一个标准的电压参考值。
2.然后，这个参考值被一个成功逼近寄存器分解成一系列二进制位，并估计出输入信号的数字输出。
3.最后，比较器会将这个数字结果与输入模拟信号进行比较，以确定最终的输出结果。
SARADC
综合门级原理图
自动布局布线版图
目前进度－总体
ADC总体版图（未完成）
初步仿真图
ADC总体原理图
设计难点－digital模块
• 数字行为级文件的编写，对其他三部分模 块的时序协调 • 数字后端的探索：从综合到自动布局布线， 版图验证，后仿真的实现 • Foundry提供的各种数字设计文件，标准单 元等的学习和研究
目前进度－S/H模块
采用全差分结构代 替原有的单端到差分 结构，以满足增益， 带宽，以及建立时间 的要求，缺点是面积 增大，功耗增大 采用bandgap基准 源提供更好的温度， 电压稳定性
开关电容版图
目前进度－comparator模块
第一级低增益运放设计为 大的静态电流以 降低总体 热噪声 快速锁存比较器通过正反 馈实现高速度和高增益
比较器原理图
失调消除
跟踪
锁存
比较器瞬态仿真图
Байду номын сангаас
目前进度－digital模块
• 数字设计流程 行为级verilog设计 vi 等编辑器 verilog行为级仿真 modelsim,Verig-XL 综合到门级网表 Design Compiler 布局布线 Astro(Synopsys) 后端验证DRC,LVS Calibre(Mentor) 参数提取和后仿真 Calibre，spectre
SARADC工作原理
主要由采样保持,逐次 逼近寄存器, D/A转换器, 比较器组成. 以数字代码, 采用误差 技术对输入的模拟信号 进行逼近,对所有可能的 量化水平进行二分检索, 直到得到最终的数字输 出. N位寄存器控制转换的 时序, Vin经过采样后与 DAC的输出做比较, 比较 器的输出控制二分检索 的方向, SAR的输出就是 转换得到的数字码.
11位面对心率采集的SAR-ADC研究和设计
面对心率采集的SAR ADC的研究与设计摘要：设计并实现了一个用于植入式心电监测的1 1位低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC) o 针对低功耗的应用需求，提出了一种低功耗的电容阵列和开关策略，在保证比拟精度的根底上实现了更低的能量消耗。
关键词：逐次遥近型ADC 电容阵列开关策略面对心率采集的SAR ADC的研究与设计 (1)一、背景和意义背景和意义 (2)二、方案概述2. 1常见SAR ADC实现方式 (3)2.2 SAR ADC工作原理及结构 (4)电压定标型SAR ADC (5)电流定标型SAR ADC (6)电荷定标型SAR ADC (6)2.3 SAR ADC的电容阵列和开关策略 (7)2.3.1 Vcm-based 电容阵歹！］ (7)2.3.2 TRI-LEVEL 电容阵列 (8)2.2.4 ENERGY BACK 电容阵歹！］ (8)2.3.4 HYBRID 电容阵列 (8)2.3.5 SUB-MERGING DAC 电容阵列 (9)其它局部电路的低功耗设计 (9)彳找耗的电压比拟器 (9)彳W 耗的数字逻辑控制电路 ................................................ 10 存放器阵列 ............................................................... 11 带译码器的开关控制电路 (11)三、模型的搭建验证和功耗的计算验证3.1 SAR ADC 模型的搭建与验证 ............................................. 12 整体结构 ................................................................. 12 搭建过程 ................................................................. 12 子模块原理与作用 ......................................................... 13 仿真结果3.2.1 Vcm-based 电容阵列功耗计算 (18)3.2.2 TRI LEVEL 电容阵列功耗计算 (19)四、 工程完成情况工程完成情况 (20)五、 研究中的困难研究工作中的缺乏和困难 (21)六、 主要成绩和收获主要成绩和收获 (21)一、背景和意义15 低功耗SAR ADC 电容阵列功耗的计算17随着无线传感网技术的快速开展和人们生活水平的日益提高，人们的健康意识不断增强，越来越关注对自身健康状况方便而有效的监测。
模数转换器ADC
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通道选择寄存器 P_ADC_MUX_Ctrl
ADC多通道控制是通过对P_ADC_MUX_Ctrl (读/写) (702BH)单元编程实现的，具体功能如表6.18所示。
b15 Ready_MUX(读)[1]
0 1 － － － － － － － －
表6.18 通道选择寄存器各位的功能
[P_IOB_DATA]=r1
R1=0x0001;
//选择通道LINE_IN1
[P_ADC_MUX_Ctrl]=R1
R1 = 0x0001;
//设置P_ADC_Ctrl单元允许A/D转换
[P_ADC_Ctrl] = R1
NOP
//等待
NOP
NOP
r2=0x0000
//r2的初值为0x0000
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D9
D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
第12页
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ADC直流电气特性
ADC直流电气特性如表6.19所示。 表6.19 ADC直流电气特性表
直流电气参数 分辨率 有效位数 信噪比 积分非线性 差分非线性 转换率 电源电流@Vdd=3 V 功耗@Vdd=3 V
符号 RESO ENOB SNR INL DNL FCONV IADC PADC
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[P_IOB_DATA]=r1
R1=0x0001
//选择通道LINE_IN1
[P_ADC_MUX_Ctrl]=R1
R1 =0x0001
//设置P_ADC_Ctrl单元允许A/D转换
[P_ADC_Ctrl]=R1
NOP
//等待
NOP
NOP
高速adc采集电路设计
高速adc采集电路设计高速ADC（模数转换器）采集电路的设计涉及到多个关键组件和参数，这些都需要仔细考虑和优化以确保性能。
以下是一个简化的高速ADC采集电路设计流程：1.选择ADC类型:根据需要，选择适合的高速ADC，例如并行ADC、逐次逼近寄存器（SAR）ADC、流水线ADC等。
每种类型都有其特性和应用场景。
2.确定规格:确定ADC的规格，包括分辨率（位数）、转换速率、输入范围、功耗等。
这些参数将影响电路设计。
3.设计参考电压和基准电路:ADC需要一个稳定的参考电压。
设计一个低噪声、低失真、低抖动的参考电压和基准电路。
4.输入电路设计:根据ADC的输入要求，设计适当的输入电路。
这可能包括缓冲器、去耦电容、抗混叠滤波器等。
5.时钟分配:为ADC提供稳定的时钟信号，并确保时钟网络的分布是低噪声和低抖动的。
6.电源和地平面:设计适当的电源和地平面，以确保ADC的稳定运行和低噪声性能。
7.数字接口:如果ADC有数字输出，设计适当的数字接口。
这可能包括数据总线、地址总线、控制总线等。
8.噪声和电磁兼容性(EMC)考虑:在高速ADC中，噪声和EMC问题可能更为突出。
进行电磁仿真，并采取措施减少辐射和传导干扰。
9.版图和布局考虑:在绘制版图和布局时，考虑信号路径、电源和地平面、去耦电容的最佳放置等。
10.测试和验证:在实际制造之前，使用仿真工具验证设计的正确性。
制造样品进行测试，以确保满足规格和性能要求。
11.优化和迭代:根据测试结果，对设计进行必要的调整和优化。
这可能包括更改元件值、优化布局、改进去耦策略等。
12.文档和归档:整理所有设计文档，以便于未来的维护和修改。
请注意，高速ADC采集电路设计是一个复杂的过程，需要深入的电子工程知识以及对模拟和数字电路设计的理解。
建议在进行此类设计时咨询或雇佣有经验的电子工程师或专家。
sar adc工作原理
sar adc工作原理
SAR ADC（Successive Approximation Register ADC）是一种逐次逼近寄存器ADC，它是一种较为常见的模数转换器（ADC）。
它的工作原理基于比较器和译码器，通过逐次逼近的方法将输入模拟信号转换为数字信号。
下面是SAR ADC的工作原理：
1. 采样与保持：输入的模拟信号首先被采样成一个保持信号，以便后续处理。
采样过程通常由采样电容完成。
2. 参考电压生成：参考电压由一个内部电压源生成，它与输入保持信号的电压范围相同。
3. 比较器：参考电压与保持信号进行比较，比较器输出一个二进制码，表示输入信号的大小是否大于或小于参考电压。
4. 逐次逼近：SAR ADC 中的逐次逼近是指通过多次比较来逐步逼近输入信号的真实值。
在第一次比较后，如果输出二进制码为 1，则表示输入信号大于参考电压，反之则表示输入信号小于参考电压。
在第二次比较时，将根据第一次比较的结果调整参考电压，直到最终得到输入信号的真实值。
这个过程可以使用二进制搜索算法来实现。
5. 数字输出：在逐次逼近过程中，得到的二进制码代表了输入信号的数字输出。
这个数字输出可以被微处理器或其他数字电路所处理。
总的来说，SAR ADC 的工作原理是通过逐次逼近的方法将输入模拟信号转换为数字信号。
它的主要优点是简单、可靠，且价格相对较低，因此在一些需要对模拟信号进行数字化处理的场合得到了广泛应用。
ADC接口技术—类型及特点
（3） V/F转换器：它是由积分器、比较器和整形电路构成的VFC电路，把模拟电压变换成相应频率的脉冲信号，其频率正比于输 入电压值，然后用频率计测量。 VFC能快速响应，抗干扰性能好，能连续转换，适用于输入信号动态范围宽和需要远距离传送的场合， 但转换速度慢。 逐次逼近ADC的特点是： 转换速度较高(1 μs～1 ms)，8～14位中等精度，输出为瞬时值，抗干扰能力差。
它也可以由DAC、比较器和计算机软件构成。
2பைடு நூலகம் 连接方式。
ADC接口技术—类型及特点
VAFDCC能接快口速技响术（应—，1类）抗型干及输扰特性点入能方好，式能。连续从转换输，入适用端于来输入看信，号动有态单范围端宽输和需入要和远距差离动传送输的入场合两，种但方转换式速。度慢差。 动输入
3） ADC
它也可有以由利D于AC克、比服较共器和模计干算机扰软。件构输成。入信号的极性有单极性和双极性， 由极性控制端的接法
《传感器应用技术》ADC接口技术—类型及特点
双积分ADC测2量）的是按信输号平入均、值， 对常态噪声有很强的抑制能力， 精度很高， 分辨率达12～20位， 价格便宜， 但转换速度较慢(4
ms～1 s)。
其逐中次， 逼常近用AD的C不是的逐同特次点的逼是近芯：型转片、换双具速积度有分较型不高和(同1Vμ/F的s变～连换1 m型接s（)，方电8荷～式平14，衡位式中其）等中。精度最，主输出要为的瞬时是值输，抗入干、扰能输力差出。以及控制信号的
电气自动化技术专业 教学资源库
《传感器应用技术》课程
14-3 传感器与微机接口技术
14-3-1 ADC接口技术—类型及特点