用状态机对ADC0809的采样控制电路实现
1、实验目的：学习用状态机对A/D转换器ADC0809的采样控制电路的实现。
2、实验原理：ADC0809是CMOS的8位A/D转换器，片内有8路模拟开关，可控制8个模拟量中的一个进入转换器中。ADC0809的分辨率为8位，转换时间约100us，含锁存控制的8路多路开关，输出有三态缓冲器控制，单5V电源供电。
主要控制信号说明：如图6-28所示，START是转换启动信号，高电平有效；ALE是3位通道选择地址（ADDC、ADDB、ADDA）信号的锁存信号。当模拟量送至某一输入端（如IN1或IN2等），由3位地址信号选择，而地址信号由ALE锁存；EOC是转换情况状态信号（类似于AD574的STATUS），当启动转换约100us后，EOC产生一个负脉冲，以示转换结束；在EOC的上升沿后，若使输出使能信号OE为高电平，则控制打开三态缓冲器，把转换好的8位数据结果输至数据总线。至此ADC0809的一次转换结束了。
【例6-28】 LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ADCINT IS
PORT ( D : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --0809的8位转换数据输出 CLK ,EOC : IN STD_LOGIC; --CLK是转换工作时钟 LOCK1, ALE, START, OE, ADDA : OUT STD_LOGIC; Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); END ADCINT;
ARCHITECTURE behav OF ADCINT IS
TYPE states IS (st0, st1, st2, st3,st4,st5,st6) ; --定义各状态子类型 SIGNAL current_state, next_state: states :=st0 ; SIGNAL REGL : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL LOCK BEGIN
ADDA <= '1'; LOCK1 <=LOCK;
PRO: PROCESS(current_state,EOC) BEGIN --规定各状态转换方式 CASE current_state IS
WHEN st0 => ALE<='0';START<='0';OE<='0';LOCK<='0' ;next_state <= st1; WHEN st1 => ALE<='1';START<='0';OE<='0';LOCK<='0' ;next_state <= st2; WHEN st2 => ALE<='0';START<='1';OE<='0';LOCK<='0' ;next_state <= st3; WHEN st3 => ALE<='0';START<='0';OE<='0';LOCK<='0'; IF (EOC='1') THEN next_state <= st3; --测试EOC的下降沿
ELSE next_state <= st4; END IF ;
WHEN st4=> ALE<='0';START<='0';OE<='0';LOCK<='0';
IF (EOC='0') THEN next_state <= st4; --测试EOC的上升沿，=1表明转换结束
ELSE next_state <= st5; --继续等待 END IF ;
WHEN st5=> ALE<='0';START<='0';OE<='1';LOCK<='0';next_state <= st6;
WHEN st6=> ALE<='0';START<='0';OE<='1';LOCK<='1';next_state <= st0; WHEN OTHERS => ALE<='0';START<='0';OE<='0';LOCK<='0';next_state <= st0;
: STD_LOGIC; -- 转换后数据输出锁存时钟信号
END CASE ; END PROCESS PRO ; PROCESS (CLK) BEGIN
IF ( CLK'EVENT AND CLK='1') THEN
current_state <= next_state; -- 在时钟上升沿，转换至下一状态 END IF;
END PROCESS; -- 由信号current_state将当前状态值带出此进程，进入进程PRO PROCESS (LOCK) -- 此进程中，在LOCK的上升沿，将转换好的数据锁入 BEGIN
IF LOCK='1' AND LOCK'EVENT THEN REGL <= D ; END IF; END PROCESS ; Q <= REGL; END behav;
图6-28
2、实验内容：利用MAX+plusII对例6-28进行文本编辑输入和仿真测试；给出仿真波形。最后进行引脚锁定并进行测试，硬件验证例6-28电路对ADC0809的控制功能。 测试步骤：根据附图2-12，建议引脚锁定为：START接PIO34，OE接PIO35，EOC接PIO8，ALE接PIO33，状态机时钟CLK接clock0（PIN2，可选“65536Hz”或更高），ADDA接PIO32（ADDB和ADDC都接GND），ADC0809的8位输出数据线接PIO23～PIO16，锁存输出Q显示于数码8/数码7（PIO47～PIO40），
设目标器件是EPF10K10，建议选择实验电路结构图NO.5（即结构图NO.5A，附图2-12，由该图可见，ADC0809的转换时钟CLK已经事先接有750KHz的频率），将实验系统左下角选择插针处的“转换结束”和“A/D使能”用二短路帽短接。下载目标文件后，可用螺丝刀旋转实验系统左下角的电位器，以便为ADC0809提供变化的待测模拟信号，这时数码管8和7将显示ADC0809采样输出并被锁存的数字值（16进制）。 3、思考题：在不改变原代码功能的条件下将例6-28表达成用状态码直接输出型的状态机。
4、实验报告：根据以上的实验要求、实验内容和实验思考题写出实验报告。