[网友问答3]STM32驱动ADC0809详解

问题原由

粉丝提问，STM32 如何驱动 ADC0809 芯片，时间来得及，粉丝有需求，小哈哥必须安排，这次发文总结一下，希望可以帮助大家。

开发环境与工具

• Keil 5主芯片为 STM32F103RET6下载工具为 JLINKXCOM V2.0 串口助手PC 为 Win10

程序源码

微信公众号后台回复“Q&A3”，可以下载工程源码及 ADC0809 数据手册。

准备工作

购买 ADC0809 芯片

习惯购买元器件多买一个，方便替换验证。

因为做过一次验证之后，这个板子就没有用了，所以购买 DIP-28 宽体底座，让底座焊板子上，芯片插底座上，方便芯片的二次使用，节约成本。

PCB 打板

粉丝买的下图这种模块：

STM32 要想驱动 ADC0809 这个芯片需要很多个引脚（不考虑复用的话，需要 16 个引脚），如果这些引脚都用杜邦线连接的话会很乱，如果哪个杜邦线再接触不好，那么对于程序的调试很不方便，所以我就采用核心板+底板的形式来实现，避免使用过多的杜邦线。

现在打样很便宜，线很多，时间来得及的话，推荐使用线路板的方式来验证。

我这次网友问答超时了，买件+PCB 打样+调试程序，一共用了 9 天时间，如果不需要打样的实例，一周之内应该可以完成的。

ADC0809 简介

ADC0809 是采样精度为 8 位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换。

主要特性

1）8 通道输入，拥有一个 8 位的 A/D 转换器，即分辨率 8 位；

2）具有转换起停控制端；

3）转换时间为 100μs(时钟为 640KHz 时)，130μs（时钟为 500KHz 时）；

4）单个＋5V 电源供电；

5）模拟输入电压范围 0～＋5V，不需零点和满刻度校准；

6）工作温度范围为 -40～＋85 摄氏度；

7）低功耗，约 15mW。

引脚图与功能

管脚功能说明：

IN0－IN7：模拟量输入通道，共计 8 个通道；

ADD A－C：通道选择引脚，通过这三根地址线的不同组合选择 IN0 - IN7 中的一个作为模拟量的输入通道；

ALE：地址锁存允许信号；

START：启动 A/D 转换信号；

D0－D7：数据输出口，ADC 转换后的结果通过这 8 个引脚并行输出；

OE(OUTPUT ENABLE)：输出允许信号，此引脚为输入端，高电平有效。当 A/D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量；

CLOCK：时钟信号，输入脉冲。ADC0809 内部没有时钟电路，需由外部提供时钟脉冲信号。时钟频率范围为 10KHz-1280KHz，典型值 640KHz；

EOC：转换结束状态信号。输出信号，EOC＝0，标识正在进行转换。EOC＝1，标识转换结束，可以进行下一步输出操作；即当 A/D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）；

Vref(+)、Vref(-)：参考电压（基准电压）。参考电压用来与输入的模拟量进行比较，作为测量的基准。一般 Vref(+)＝+5V ,Vref(-)＝0V；

VCC：电源引脚，单电源 +5V；

GND：地 。

原理图

数据手册中的典型应用图：

STM32 与 ADC0809 接线

注意:ADC0809_D0 为输出数据的最低位，ADC0809_D7 为输出数据的最高位。

时序图

ADC0809 工作过程

（1）控制与 ADDA~ADDC 相连的引脚，选择一个模拟输入端；

（2）CLOCK 端输入一个时钟信号，本文通过 STM32 的 PWM 实现此脉冲，脉冲频率 100 KHz；

（3）将 ALE 由低电平置为高电平，从而将 ADDA－ADDC 送进的通道代码锁存，经译码后被选中的通道的模拟量送给内部转换单元；

（4）给 START 一个正脉冲。当上升沿时，所有内部寄存器清零。下降沿时，开始进行 A/D 转换；在转换期间，START 保持低电平；

（5）读取 EOC 引脚的状态，A/D 转换期间，EOC 输入低电平；A/D 转换结束，EOC 引脚输入高电平；

（6）当 A/D 转换结束后，将 OE 设置为 1，这时 D0－D7 的数据便可以读取了。

AD 转换的代码实现

float get_adc0809()
{
 int i=0;
 u8 sum=0;
 float adc=0; 
 int AD_DATA[8] = {0};    
    
 ADC0809_ALE=0;   
 ADC0809_START=0; 
 delay_us(10); 
 ADC0809_ALE=1;       
 ADC0809_START=1; 
 delay_us(10); 
 ADC0809_ALE=0; 
 ADC0809_START=0;            // 启动 AD 转换
    
 while(0==ADC0809_EOC);      // 等待转换结束 
    
 ADC0809_OE=1;  

 AD_DATA[0]=ADC0809_D0*1  ;
 AD_DATA[1]=ADC0809_D1*2  ;
 AD_DATA[2]=ADC0809_D2*4  ;
 AD_DATA[3]=ADC0809_D3*8  ;
 AD_DATA[4]=ADC0809_D4*16 ;
 AD_DATA[5]=ADC0809_D5*32 ;
 AD_DATA[6]=ADC0809_D6*64 ;
 AD_DATA[7]=ADC0809_D7*128 ;
    
 ADC0809_OE=0; 
 
 for(i=0; i<8; i++)
 {
  sum += AD_DATA[i];
 }
    
 adc = (float)sum*5/256;
 printf("sum=%d  ad=%0.2f Vrn",sum,adc);
    
 return adc;
}

CLOCK 时钟信号

要想 ADC0809 芯片能够正常的进行 AD 转换，必须给 CLOCK 引脚提供一个时钟脉冲信号，脉冲的频率范围为：

这个脉冲信号可以采用定时器中断的方式来产生脉冲信号或者使用 PWM 的方式来产生脉冲信号，本实例采用 PWM 的方式，引脚选择了一个带有 PWM 功能的引脚PA7:TIM3_CH2。

PWM 初始化

PWM 初始化之后，直接使能 PWM 的输出，即始终有占空比 50%的脉冲信号输入到 ADC0809 芯片的 CLOCK 引脚中。

//arr 为重载值
//psc 为预分频系数
void Clock_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef       TIM_OCInitStructure;
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); 
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); 

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

    TIM_DeInit(TIM3);

    /* Time Base configuration */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period            = arr;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler         = psc;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode       = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision     = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode             = TIM_OCMode_PWM2;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState        = TIM_OutputState_Enable;  
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse                   = 0; 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);    //TIM3_CH2

    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE);

    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
 
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);
    
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
    
    TIM_SetCompare2(TIM3,arr/2);
}

main 函数中调用如下：

Clock_PWM_Init(720-1,0);    //PWM 频率=72000/720 = 100Khz

AD 结果转换

因为 ADC0809 为 8 位的 AD 芯片，所以我们将 8 位数据中的每一位数据缓存至一个数组中，然后对这个数组中的值求和即为此次 AD 的采样值。

因为参考电压 Vref(+)＝+5V ,Vref(-)＝0V ，所以 8 位数的最大值 0xFF 对应 5V，0x00 对应 0V，所以 AD 采样值和电压值的换算公式为：adc = (float)sum*5/256; 。

具体换算的代码如下：

u8 sum=0;
float adc=0; 
int AD_DATA[8] = {0};    

AD_DATA[0]=ADC0809_D0*1  ;
AD_DATA[1]=ADC0809_D1*2  ;
AD_DATA[2]=ADC0809_D2*4  ;
AD_DATA[3]=ADC0809_D3*8  ;
AD_DATA[4]=ADC0809_D4*16 ;
AD_DATA[5]=ADC0809_D5*32 ;
AD_DATA[6]=ADC0809_D6*64 ;
AD_DATA[7]=ADC0809_D7*128 ;

for(i=0; i<8; i++)
{
 sum += AD_DATA[i];
}

adc = (float)sum*5/256;
printf("sum=%d  ad=%0.2f Vrn",sum,adc);

结果展示

我们用杜邦线将 IN0 与板子上的 GND、3.3V、5V 依次相连，串口助手输出结果如下：

好了，今天的网友问答就分享到这里，各位可以利用咱们的核心板，自己做一个底板，玩起来哈。