基于FPGA的AD0832

芯片特点

ADC0832 具有以下特点：

8 位分辨率；
双通道 A/D 转换；
输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容；
5V 电源供电时输入电压在 0~5V 之间；
工作频率为 250KHZ，转换时间为 32μS；
一般功耗仅为 15mW；
8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装；
商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为−40°C to +85°C；

芯片引脚

芯片接口说明

CS_ 片选使能，低电平芯片使能。
CH0 模拟输入通道 0，或作为 IN+/-使用。
CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/-使用。
GND 芯片参考 0 电位（地）。
DI 数据信号输入，选择通道控制。
DO 数据信号输出，转换数据输出。
CLK 芯片时钟输入。
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）

芯片通道选择

当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平，表示启始信号。在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能，其功能项：

当2位数据为"1""0"时，只对CH0进行单通道转换；
当2位数据为"1""1"时，只对CH1进行单通道转；
当2位数据为"0""0"时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负入端IN-进行输入；
当2位数据为"0""1"时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入；

本设计采用第一种工作模式，代码设置如下图所示：

芯片时序

当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，

在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号；
在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能；
在第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据，直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成；
也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个脉冲的下沉输出DATD0，随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次 A/D 转换的结束；
最后将CS置高电平，禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。

注意：通常ADC0832在输出以最高位（MSB）开头的数据流后，会以最低位（LSB）开头重输出一遍（前面的数据流）。

因此，编程时要发两轮脉冲，第一次取数据，第二次若不要从低到高的数据，也必须要发一轮8 个脉冲将0832中寄存器的数据移出。

芯片驱动

本设计采用状态机进行设计：

顶层接口

顶层原理图

顶层代码接口

数码管显示原理

位选信号

本设计采用共阳数码管，即位选低电平有效，需要使用3位数码管显示3位的学号，所以需要位宽为3bit的位选信号，并且将位选信号设置为低电平；

段选信号

本设计采用共阳数码管，数码管的段选信号为8bit，数码管的段选对应实物图如下：

一个数码管有八段：A,B,C,D,E,F ,G,H,DP，即由八个发光二极管组成，；因为发光二极管导通的方向是一定的（导通电压一般取为1.7V），这八个发光二极管的公共端有两种： +5V（即为共阳极数码管）、接地（即为共阴极数码管），其中共阳极每个段均有0导通，而共阴极则1导通发光，所以共阳极数码管和共阴极数码管显然是不同的，段选码表如下图所示：