ADC芯片型号很多，在精度、速度和价格方面千差万别，较为常见的ADC主要是逐次比较型和双积分型，还有电压-频率变换器（V/F变换器）构成的ADC。

双积分型ADC，精度较高，对周期变化的干扰信号积分为零，因此具有抗干扰性好、价格便宜等优点，但转换速度慢。

逐次比较型ADC，在转换速度上同双积分型相比要快得多。精度较高（例如12位及12位以上的），但是价格较高。

V/F变换型ADC，优点是具有很高的精度，其分辨率可达16位以上，价格低廉，但是转换速度不高。

下面讨论MCS-51单片机与一些常用ADC芯片的接口。

1.ICL7109

ICL7109是一种高精度、低噪声、低漂移、价格低廉的双积分型12位A/D转换器。在要求速度不太高的场合，例如用于称重、测压力等各种传感器信号的高精度测量系统中时，可以采用廉价的双积分型高精度12位A/D转换器ICL7109。

ICL7109的主要特性如下：

1）高精度（精确到1/212＝1/4096）。

2）低噪声（典型值位15μVP-P）。3）低漂移（小于1μV/℃）。

4）高输入阻抗（典型值1012Ω）。

5）低功耗（小于20mW）。

6）转换速度最快为30次/s，当采用3.58MHz晶体振荡器作为振荡源时，可达到7.5次/s转换。

7）片内带有振荡器，外部可接晶体或RC电路以组成不同频率的时钟电路。

8）12位二进制输出，同时还有1位极性位和1位溢出位输出。

9）输出与TTL兼容，以字节方式（分高、低字节）的三态输出，并具有UART挂钩方式，可以用简单的并行或串行接口接到微处理器系统中。

10）可以用（运行/保持）和STATUS（状态）信号监视和控制转换定时。

11）所有输入端都有抗静电保护电路。

ICL7109内部有一个14位（12位数据和1位极性、1位溢出）的锁存器和一个14位的三态输出寄存器，同时可以很方便地与各种微处理器直接连接，而无须外部加额外的锁存器。ICL7109有两种接口方式：一种是直接接口方式；另一种是挂钩接口方式。在直接接口方式中，当ICL7109转换结束时，由STATUS发出转换结束信号到单片机，单片机对转换后数据分高字节和低字节进行读数。在挂钩接口方式时，ICL7109提供工业标准的数据交换模式，适用于远距离的数据采集系统。

ICL7109为40线双列直插式封装，其引脚功能如图7-4所示。

ICL7109的引脚功能如下：

GND：接地端。

STATUS：状态输出，ICL7109转换结束时，该引脚发出转换结束信号。

POL：极性输出，高电平表示ICL7109的输入信号为正。

OR：过量程状态输出，高电平表示过量程。

图7-4　ICL7109引脚图

B1～B12：转换结果输出，三态，B12为最高位，B1为最低位。

TEST：此引脚仅用于测试芯片，接高电平时为正常操作，接低电平时则强迫所有位B1～B12输出为高电平。

LBEN：低字节使能端，当MODE和CE/均为低电平时，此信号将作为低位字节（B1～B8）输出的辅助选通信号；当MODE为高电平时，此信号将作为低位字节输出。

HBEN：高字节使能端，当MODE和CE/均为低电平时，此信号将作为高位字节（B9～B12）以及POL、OR输出的辅助选通信号；当MODE为高电平时，此信号将作为高位字节输出而用于信号交换方式。

片选端，当MODE为低电平时，它用作输出的主选通信号；当本脚为低电平时，数据正常输出；当本脚为高电平时，则所有数据输出端（B1～B12，POL、OR）均处于高阻状态。

MODE：方式选择，当输入低电平信号时，转换器为直接输入工作方式。此时可在片选和数据使能的控制下直接读取数据。当输入高电平脉冲时，转换器处于UART方式，并在输出两个字节的数据后，返回到直接输出方式。当输入高电平时，转换器将在信号变换方式的每一转换周期的结尾输出数据。

OI：振荡器输入。

OO：振荡器输出。

OS：振荡器选择。输入高电平时，采用RC振荡器；输入低电平时，采用晶体振荡器。

BOO：缓冲振荡器输出。

运行/保持输入。输入高电平时，每经8192个时钟脉冲完成一次转换。当输入低电平时，转换器将立即结束消除积分阶段并跳至自动调零阶段，从而缩短了消除积分阶段的时间，提高了转换速度。

SEND：输入，用于信号变化方式以指示外部器件能够接受数据的能力。

V-：负电源，-5V。

VRO：基准电压输出，一般为2.8V。

BUF：缓冲器输出。(www.daowen.com)

AZ：自动调零电容CAZ连接端。

INT：积分电容CINT连接端。

COMMON：公共模拟端。

INLO：差分输入低端。

INHI：差分输入高端。

VRI＋：正差分基准输入端。

CR＋：正差分电容连接端。

CR-：负差分电容连接端。

VRI-：负差分基准输入端。

V＋：正电压，＋5V。

ICL7109以直接方式与8031单片机的接口电路如图7-5所示。

图7-5　ICL7109与8031的直接接口连接方式

图7-5中，ICL7109的MODE端接地，使ICL7109工作在直接接口输出方式。

在电路图中，振荡器选择端（即OS端，24脚）接地，则ICL7109的时钟振荡器以晶体振荡器工作，内部时钟等于58分频后的振荡器频率，本电路中外接晶体为6MHz，则时钟频率＝6MHz/58＝103k Hz，积分时间＝2048×时钟周期＝20ms，与50 Hz的电源周期相同。积分时间为电源周期的整数倍，可抑制50Hz的串模干扰。

在模拟输入信号较小时，如0～409.6mV，自动调零电容CAZ可选为比积分电容CINT大一倍，以减少噪声。CAZ的值越大，噪声越小，如果CINT选为0.15μF，则：

CAZ＝2CINT＝0.33μF

通常由传感器来的微弱信号都要经过运算放大器放大成较大的信号，如0～4.096V。这时噪声的影响不是主要的，可把积分电容CINT选大一些以减小复零误差，使CINT＝2CAZ。图7-5即为这种情况，选CINT＝0.33μF，CAZ＝0.15μF，通常CINT和CAZ可在0.1～1μF间选择。

积分电阻RINT＝满度电压/20μA，当输入满度电压＝4.096V时，RINT＝200kΩ，此时基准电压和之间为2V，由电阻R1、R3和电位器R2分压取得。如满度电压为409.6mV，则RINT＝20kΩ，基准电压＝0.2V。

在本电路中，引脚接地，使芯片一直处于有效状态。（运行/保持）引脚接＋5V，A/D转换连续进行。

A/D转换正在运行时，STATUS（状态）引脚输出高电平，STATUS引脚降为低电平时，由P2.6（A14）输出低电平信号到ICL7109的（高位字节允许），读高4位数据、极性和溢出位，由P2.7（A15）输出低电平信号（低位字节允许），读低8位数据。

在本例中尽管CE/LOAD接地，RUN/HOLD接＋5V，A/D转换连续进行，但是，如果8031不查询P1.0引脚，就不会给信号，A/D转换的结果不会出现在数据总线D0～D7上，在不需要采集数据时，不会影响8031的工作。因此，这种方法可以简化设计，节省硬件和软件。

读取A/D转换后数据的另一种方法是用中断法，如图7-5的虚线所示，STATUS接到8031的一个中断输入引脚上而与P1.0断开。当需要读A/D转换后的数据时，开放中断，则当STATUS降为低电平时，使8031产生外部中断，在中断服务程序中12位数据要分两次读出，分别用控制，并能同时得到极性和是否溢出的标志。下面介绍ICL7109连接转换时的转换程序：

2.ADC0809（逐次逼近型ADC）

ADC0809是8位的A/D转换芯片，它是采用逐次逼近的方法完成A/D转换的。ADC0809的内部结构如图7-6所示。ADC0809由单一＋5V电源供电；片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换，完成一次转换的时间约需100μs；片内具有多路开关的地址译码器和锁存电路、高阻抗斩波器、稳定的比较器，256R电阻T型网络和树状电子开关以及逐次逼近寄存器。输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接接到单片机的数据总线上；通过适当的外接电路，ADC0809可对0～5V的双极性模拟信号进行转换。

图7-6　ADC0809的内部结构图

ADC0809采用28脚双列直插式（DIP）封装，引脚图如图7-7所示。各引脚功能如下：

图7-7　ADC0809引脚图

D7～D0：8位数字量输出引脚。

IN0～IN7：8路模拟量输入引脚。

VCC：＋5V工作电压。

GND：地。

REF（＋）：参考电压正端。

REF（-）：参考电压负端。

START：A/D转换启动信号输入端。

ALE：地址锁存允许信号输入端。

（以上两信号用于启动A/D转换）

EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。

OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。

CLK：时钟信号输入端。

A、B、C：地址输入线，经译码后可选通IN0～IN7八个通道中的一个通道进行转换。A、B、C的输入与被选通的通道的关系见表7-2。