串行及并行A/D轉(zhuǎn)換器在高速數(shù)據(jù)采集中的采樣差別性分析

摘要：串行和并行接口模式是A/D轉(zhuǎn)換器諸多分類中的一種，但卻是應(yīng)用中器件選擇的一個重要指標(biāo)。在同樣的轉(zhuǎn)換分辨率及轉(zhuǎn)換速度的前提下，不同的接口方式不但影響了電路結(jié)構(gòu)，更重要的是將在高速數(shù)據(jù)采集的過程中對采樣周期產(chǎn)生較大影響。本文通過12位串行ADC ADS7822和并行ADC ADS774與AT89C51的接口電路，給出二者采樣時間的差異性。
關(guān)鍵詞：A/D轉(zhuǎn)換；采樣；轉(zhuǎn)換時間；串行接口；并行接口

1 引言
A/D轉(zhuǎn)換器是一種數(shù)據(jù)采集中常用的模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換元件，按轉(zhuǎn)換原理可以分為逐次逼近型、雙積分型等；按接口方式可分為串行和并行接口類型；按分辨率又可分為8、12、14、16、18等多種類型。轉(zhuǎn)換時間是A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用中一項重要的性能指標(biāo)，在高速數(shù)據(jù)采樣中更是十分的重要，但在同樣的轉(zhuǎn)換時間指標(biāo)前提下，使用串行或是并行A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣，轉(zhuǎn)換時間上的差異往往被忽略。以下以美國TI公司的ADS7822和ADS774為例，通過二者與 AT89C51單片機(jī)的接口電路，分析在一次轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)換時間上的差異。

2 ADS744的接口電路和轉(zhuǎn)換時間
2.1 ADS774及與單片機(jī)的接口
ADS774是12位逐次逼近型并行A/D轉(zhuǎn)換器，它具有轉(zhuǎn)換精度高、轉(zhuǎn)換速度快(最高8.5 μs)等特點(diǎn)，但接口電路較為繁瑣。圖1為ADS774與AT89C51的典型接口電路。
圖1中，ADS774采用0V～10 V單極性信號輸入模式，9引腳接地，轉(zhuǎn)換結(jié)果被設(shè)置為8位方式，12位轉(zhuǎn)換結(jié)果分兩次輸出并受4引腳(Ao)控制，Ao=“0”時，20～27引腳輸出 12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位，Ao=“l(fā)”時，輸出12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的低4位。啟動轉(zhuǎn)換及讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果由3、4、5、6腳控制，28引腳(STS)為轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，轉(zhuǎn)換進(jìn)行過程中，28引腳為高電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束時，28引腳變?yōu)榈碗娖?。圖2為ADS774啟動轉(zhuǎn)換和讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的工作時序。結(jié)合圖l的接口電路和圖 2的工作時序可知，轉(zhuǎn)換工作過程如下：