ADC0809在两路数据采集系统中的应用

冯忠岭，童英华，陈学煌

（1.青海师范大学 物理系，青海 西宁 810008；2.青海师范大学 计算机系，青海 西宁 810008）

心音和脉搏是反映人体生理及病理的两项重要指标，它们分别是诊断人体疾病的重要手段之一，具有非常重要的临床意义。只有将心音、脉搏信号进行有效的A/D转换成数字量后，才能输入单片机中进行处理，这也直接影响着PC端的波形显示效果，以及后续的信号分析。因此笔者提出了基于ADC0809的心音、脉搏信号的A/D转换。

1 A/D转换电路

ADC0809是带有 8位 A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件，它的模数转换原理采用逐次逼近型，芯片由单个+5 V电源供电，可以分时对 8路输入模拟量进行 AD转换，典型的 AD转换时间为 100 μs左右。在同类型产品中，ADC0809模数转换器的分辨率、转换速度和价位都属于居中位置，可以和单片机直接接口。

1.1 内部逻辑结构

如图1所示，它包含以下几个部分。

1）8路模拟量选择开关 根据地址锁存与译码装置所提供的地址，从8个输入的0～5 V模拟量中选择一个输出。

2）8位A/D转换器 能对所选择的模拟量进行A/D转换。

3）3位地址码的锁存与译码装置 对所输入的3位地址码进行锁存和译码，并将地址选择结果送给8路模拟量选择开关。

4）三态输出的锁存缓冲器 是TTL结构，负责输出转换的最终结果。此结果可直接连到单片机的数据总线上[1]。

图1 ADC0809内部逻辑结构图Fig.1 Internal logic structure diagram of ADC0809

1.2 ADC0809引脚功能

1）IN0～IN7：8 路模拟电压量输入， 0～5 V 或者-5～+5 V或者-10～+10 V，用于输入需转换的模拟电压；

2）D0～D7：8 位 A／D 转换结果输出口；

3）VREF（+）、VREF（-）：参考电压输入线，VREF（+）常和VCC相连，VREF（-）常接地或负电源电压；

4）ALE：地址锁存允许输入线，高电平有效；在 ALE=1时，锁存ADDA-ADDC，选中模拟量输入。

5）START：启动A／D转换控制输入，加正脉冲后 A/D转换开始；

6）CLOCK：实时时钟，频率范围为 10～1 280 kHz，典型值为640 kHz。

7）ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址输入线， 其 8 个地址值分别选中8路输入模拟量IN0～IN7之一进行模数转换。ADDC是高位地址，ADDA是最低位地址；选择结果如表1所示。

8）OE：转换结果输出允许线。

9）EOC：转换结束信号。转换开始时，EOC信号变低电平；转换结束时，EOC信号返回高电平。该信号可以作为CPU查询A/D转换是否完成的信号，也可以作为向CPU发出中断申请的信号。

10）VCC：+5 V 电源输入线。

11）GND：芯片接地端。

表1 地址与模拟量通道之间的对应关系Tab.1 Correspondence between analog channel and address

1.3 ADC0809与AT89C51的接口

1）地址线与数据线的连接 ADC0809的内部输出电路有三态缓冲器，所以其8位输出数据线可以直接和AT89C51的P1口相连。本系统中有两路模拟量（心音、脉搏）的输入，它的通道地址选择信号ADDB、ADDC接地，而ADDA接到单片机的P2.6口，用于选择输入的模拟量IN0和IN1。

2）时钟信号的连接 ADC0809必须外接时钟，本系统借用AT89C51的ALE输出，AT89C51的晶振率采用11.059 2 MHz，此时ALE的频率约为2 MHz，经CD4013芯片四分频后约为 500 kHz，与 ADC0809的CLK时钟端相连[2-3]。

3）控制信号的连接 由于ADC0809的ALE和START均为正脉冲，而且基本同步，所以可以由AT89C51的P2.7和WR或非而成。同理，OE信号也可以由AT89C51的P2.7和RD或非而成。EOC信号经或非后与AT89C51的INT1相连，可申请中断。在控制信号线的连接中，或非功能的实现可以借助芯片74LS02实现[4]。图2是系统的部分原理图。

2 A/D转换子程序

A/D转换程序用来控制对ADC0809两路模拟输入信号（心音和脉搏）的转换，并将对应的数值分别存放到外存数据段1和外存数据段2中，数据的读取方式采用中断读取。根据电路采用中断读取的方式，ADC0809的转换控制如下：选择通道并启动转换，等待中断读取转换结果[5-6]。A/D转换子程序的流程图如图3所示。

图2 系统前端硬件原理图Fig.2 Front hardware schematic of the system

图3 ADC0809转换子程序流程图Fig.3 Flow chart of ADC0809 conversion subroutine

A/D转换主要程序代码为：

START： MOV SP，#60H

SETB EA

SETB IT1；∥外部中断发生负跳变时激活IE1外

部中断请求标志位

SETB EX1；∥外部中断INT1响应允许位

MOV R1，#00H

CLR P2.6 ；∥使ADDA为0，选择通道0

MOV DPTR，#DATA1

START1： CLR P2.5；∥外部存储器6264的片选信号有效

CLR P2.7；∥使得A/D的ALE和START均为正

脉冲

MOVX@DPTR，A ；∥启动 A/D转换

LOOP1： SJMP$

INT_1： MOVX A，@DPTR ；∥读取转换结果，并存入外存

MOV A，P1

MOVX@DPTR，A

INC DPTR

INC R1

CJNE R1，#N，LOOP2；∥采样数据个数为 N 个

JB P2.6，LOOP8

SJMP LOOP9

LOOP8：CPL P2.6

MOV R1，#00H

MOV DPTR，#DATA1

MOVX@DPTR，A ；∥启动 A/D转换

SJMP LOOP2

LOOP9：CPL P2.6

MOV R1，#00H

MOV DPTR，#DATA2

MOVX@DPTR，A ；∥启动 A/D转换SJMP LOOP2

LOOP2：RETI

3 结束语

调试结果表明，该A/D转换模块能有效地实现心音、脉搏信号的模数转换。这就为以后输入单片机处理，从单片机到PC机端的数据发送，以及信号波形的显示和后续的信号分析奠定了基础。

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