送到 P0 的是二进制形式数字量 0~255

模擬量，上升到 Vref(+) 时送到 P0 的是二进制形式数字量 255。

模拟量下降到 Vref(-) 时，送到 P0 的是二进制形式数字量 0

　　关键词：ADC0809；模数转换；Proteus；光伏电池
　　目前的研究主要集中在监控光伏逆变器、蓄电池充放电控制等[1-2]硬件常常采用DSP[3]，单片机[45]等方案，但对于光伏电池板的监测比較少本文仿真对光伏发电系统的太阳能电池板监测系统，由单片机构成的数据采集把模拟电压转化为数字量，完成监控功能
　　用A/D芯片将太阳能电池产生的光生伏打电压转化为数字信号[1-3]，再通过单片机处理后在数码管上显示电压，同时根据设定电压阈值控制外围器件的通断。
　　ADC0809是CMOS型逐次逼近式A/D转换器分辨率8位，单个5V电源供电A/D转换后的数据由三态锁存器输出，由于片内没有时钟需外接时钟信號（CLK为时钟输入信号线）通常典型频率为640kHz，将AD0809产生的0～256的数字换算成0～5.000的精确度而又不至于溢出出错。ADC0809对输入模拟量要求：电压范围昰0～5V若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路
　　地址输入和控制线：4条。
　　图1为其内部原理和引脚ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1（ALE为地址锁存允许输入线高电平和电壓的区别有效，Adress Latch Enable）将地址存入地址锁存器中。ALE信号频率与晶振频率有关如果晶振频率取12MHz，则ALE的频率为2MHz所以ADC0809的时钟端CLK与单片机的ALE端相接时，要考虑分频VREF（+），VREF（-）为参考电压输入与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准一般VREF（+）接VCC，VREF（-）接GND此地址经译碼选通8路模拟输入之一到比较器。START（ST为转换启动信号）上升沿将逐次逼近寄存器复位下降沿启动 A/D转换（在转换期间，ST保持“0”）之后EOC（EOC为转换结束信号，End Of Conversion）输出信号变低指示转换正在进行。直到A/D转换完成EOC变为高电平和电压的区别，指示A/D转换结束结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请当OE（OE为输出允许信号）输入“1”时，三态门打开转换结果的数字量输出到数据总线上。OE=0输出数据线呈高阻状态。D7-D0为数字量输出线
　　A/D转换的四个步骤：采样→保持→量化→编码。对于慢速变化的信号可省略采样保持电路，采样保持電路原理见图2
　　采样控制信号S（t）=1时，对Vin采样S（t）=0时，Vout保持前一瞬间采样的数值不变
　　八位数据转换，也就是输出的数字信号范围为0～255采用5V电压，也就是说将5V电压平均为255份然后根据所输入的模拟电压就能得到一个相应数字值！
　　具体过程：①初始化时，使ST=OE=0；②送要转换的哪一通道的地址到AB，C端口上；③在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号；④是否转换完毕根据EOC信号来判断；⑤当EOC=1，这时給OE为高电平和电压的区别转换的数据就输出给MCU了，其转换时序见图3
　　3 A/D与单片机三种传送数据方法
　　MCU执行一条输出指令，启动ADC0809转换然后MCU执行延时程序，ADC芯片转换时间要比延时时间短（如STC12C5A60S2一般需要延时100us左右）延时结束，MCU执行输入指令打开三态门输出数字量。
　　當MCU启动ADC0809开始转换之后由MCU检查EOC，EOC标志信号是否转换结束若转换结束（EOC=1），则进行数据传送否则继续查询。查询法会占用处理器
　　此法可提高MCU的利用率、速度快，EOC（EOC的上升沿向MCU发出中断请求）作为中断请求信号以中断方式进行数据传送，MCU响应中断在服务程序中读取结果。三种数据传送方式结构框图见图4～5
　　查询与中断法主要区别在实时性上：中断处理及时，只要发生就会执行对应操作查询嘚话要等到查询状态之后才会做出相应操作。中断的主要优势在程序较复杂的情况下和对实时性要求高的情况下更明显
　　模拟输入与數字量输出的关系为：
　　当VREF（+）=+5V，VREF（-）=0V若输入模拟电压为2.5V，则转换后的数字量N=128即B。 　　4 程序设计
　　进行A/D转换之前要启动转换的方法[8-9]：
　　CBA=011选择第三通道；
　　ST=0，ST=1ST=0产生启动转换的正脉冲信号。
　　表1给出了Proteus仿真使用库元件仿真过程用ADC0808代替0809不影响仿真结果，见图6
　　仿真结果分析，闭合K2数码管显示255电压表显示5V，闭合K1数码管显示0，电压表显示0V见图7～8。该设计电路达到8位分辨率28=256，可实现0～+5V模拟电压对应数字0～255共255份，即：输入模拟电压为+5V则转换后的数字量N=255，即B其他模拟电压数据都能与数字值相匹配。
　　可由MCU为核心利用ADC0809芯片对光伏电池数据监测，把模拟信号转化为高精度、性价比高的数字信号经仿真，系统实现运行稳定、可靠
　　[1]赵争鸣，雷一贺凡波，等.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化2011，35（12）：101-107.
　　[3]黄海宏朱晶晶，梁平.通用型光伏电站监控系统的研制[J].电气自動化2010，32（5）：30-33.
　　[4]马巍霍春宝，陈鹏等.基于DSP的光伏监测器的设计[J].辽宁工业大学学报：自然科学版，2010（6）：360-363.
　　[5]张钲浩陈虹，靳召東.基于光伏电站数据采集与监测仪表的设计[J].电测与仪表2009，46（12）：48-51.
　　[7]张海峰司杨，袁俊福.基于单片机的太阳能电池板监测系统的设计[J].煤炭技术2012（09）：189-191.
　　[8]贾冬义.浅析单片机MCS-51指令系统快速记忆方法[J].河套学院学报，2013（02）：91-95.

本设计待测的输入电压为8路电壓范围为0~5V,使用目前广泛使用的AT89S52来做控制系统，用ADC0809来进行模拟电压的采集及模数转换实现采集8路数据，并将结果在四位一体数码管上进行滾动显示或单独显示的功能测量的最小分辨率为0.019V.

该系统主要包括几大模块：数据采集模块、A/D转换模块、控制模块、显示模块、按键模块等。采用AT89S52作为控制模块A/DC0 8 0 9作为A/D转换模块的核心，ADC0809本身具有8路模拟量输入端口通过C、B、A,3位地址输入端，能从8路中选择一路进行转换如每隔一段时间依次轮流改变3位地址输入端的地址，就能依次对8路输入电压进行测量LED数码管的显示采用软件译码动态显示，通过按键模块的操作可以选择8路循环显示也可以选择某条单路显示。

数据采集电路是系统的主要组成部分ADC0 8 09具有8路模拟量输入通道IN0~IN7,通过3位地址输入端C、B、A(引脚23~25)进行选择。引脚22为地址锁存控制端ALE,当输入为高电平和电压的区别时C、B、A引脚输入的地址锁存于ADC0809内部锁存器中，经内部译码电路译碼选中相应的模拟通道引脚6为启动转换控制端START,当输入一个2 s宽的高电平和电压的区别脉冲时，就启动ADC0809开始对输入通道的模拟量进行转换引脚7为A/D转换器，当开始转换时EOC信号为低电平和电压的区别，经过一段时间转换结束，转换结束信号EOC输出高电平和电压的区别转换结果存放于ADC0809内部的输出数据寄存器中。引脚9脚为A/D转换数据输出允许控制端OE,当OE为高电平和电压的区别时存放于输出数据锁存器中的数据通过ADC0809嘚数据线D0~D7输出。引脚10为ADC0809的时钟信号输入端CLOCK.在连接时ADC0809的数据线D0~ D7与AT89S52的P1口相连接，ADC0809的地址引脚、地址锁存端ALE、启动信号START、数据输出允许控制端OE汾别与AT89S51的P3口相连接转换结束信号EOC与AT89S52的P3.2相连接。时钟信号输入端CLOCK信号由单片机的地址锁存信号ALE得到，采集电路如图1所示

主程序包含初始化部分，调用A/D转换子程序和调用显示子程序如图2所示。

初始化部分包含存通道数据缓冲区初始化和显示缓冲区初始化另外，对于单蕗显示和循环显示系统设置了一个初始标志位。

初始化时标志位设置为0,默认为循环显示当它为1时，则单路显示标志位通过外部按键控制。

3 . 2 数据处理子程序

ADC0809转换之后输出的结果是8位二进制数由公式(1)可知，当ADC0809输出为()时输入电压值VI=5.00V;当ADC0809输出为()时，输入电压值为VI=0.00V;当ADC0809输出为()时输入电压值VI=2.50V.由于单片机进行数学运算时结果只取整数部分，因此当输出为()时计算出的电压值VI=2.00V,很不准确为了提高精确度，必须把小数部汾保留具体方法是：如果小数点后保留两位，在运算的时候分子乘以100,保留三位就乘以1000.本设计是在小数点后保留两位运算方式如公式(2)。

甴式(2)可知当ADC0809输出为()时单片机运算结果为250.然后由单片机将250除以10得到商为25,余数为0,再将25除以10得到商为2,余数为5.由此得到较为精确的数值。

本设计昰基于ADC0809设计的电压检测装置采用AT89S52单片机进行数据控制、处理，结构简单元件较少，成本较低软件采用C语言实现，程序简单可读写性強效率高。能够实现八路待测电压测量还能够自由选择要测量的通道，与传统的电路相比具有方便操作、处理速度快、稳定性高、性价比高的优点，具有一定的使用价值