在电子工程领域，模拟信号与数字信号的转换是非常关键的环节。ADC0804作为一款常用的8位逐次逼近型模数转换器，能够将模拟信号转换为数字信号，而8051单片机则是一款经典的微控制器，在众多嵌入式系统中得到广泛应用。将 ADC0804与8051单片机进行合理的接口设计，对于实现模拟信号的数字化处理具有重要意义。

一、ADC0804与8051单片机的基本介绍

1.1 ADC0804概述

ADC0804 是美国国家半导体公司生产的8位、单通道、低价格A/D转换器，采用逐次逼近式原理进行A/D转换。它具有20个引脚，其主要特性包括：分辨率为8位;转换时间约为 100μs;输入电压范围为0 - 5V;具有三态数据输出锁存器，可直接与微处理器的数据总线相连。

ADC0804 的外观如图所示：

1.2 8051 单片机概述

8051 单片机是一种 8 位的微控制器，具有 4KB 的程序存储器(ROM)、128B 的数据存储器(RAM)、4 个 8 位的 I/O 口、2 个 16 位定时器 / 计数器和 1 个全双工串行通信口等。它以其高可靠性、低成本和易于开发等特点，在工业控制、仪器仪表、消费电子等领域得到了广泛应用。

其外观如下图所示：

2.1 硬件连接

ADC0804 与 8051 单片机的硬件连接主要包括数据总线连接、控制信号连接和电源连接等部分。

数据总线连接：ADC0804 的 8 位数据输出引脚(DB0 - DB7)直接与 8051 单片机的 P0 口相连，这样 8051 单片机就可以通过 P0 口读取 ADC0804 转换后的数字信号。

控制信号连接：

片选信号(CS)：将 ADC0804 的 CS 引脚与 8051 单片机的某个 I/O 口相连，用于选择 ADC0804 芯片。当 CS 为低电平时，芯片被选中。

写信号(WR)：WR 引脚与 8051 单片机的某个 I/O 口相连，用于启动 ADC0804 的转换操作。当 WR 为低电平时，启动转换。

读信号(RD)：RD 引脚与 8051 单片机的某个 I/O 口相连，用于读取 ADC0804 转换后的数字信号。当 RD 为低电平时，允许读取数据。

中断请求信号(INTR)：INTR 引脚与 8051 单片机的外部中断引脚相连，用于向单片机发送转换结束的中断请求信号。当转换结束时，INTR 引脚变为低电平。

电源连接：ADC0804 的 VCC 引脚接 +5V 电源，GND 引脚接地。同时，需要在 VCC 和 GND 之间连接一个滤波电容，以提高电源的稳定性。

2.2 接口电路设计要点

电平匹配：ADC0804 和 8051 单片机的电源电压均为 +5V，因此它们的电平是匹配的，可以直接相连。

时序配合：在进行接口设计时，需要严格按照 ADC0804 和 8051 单片机的时序要求进行操作。例如，在启动转换时，需要先将 CS 和 WR 信号置为低电平，然后再将它们置为高电平;在读取数据时，需要先将 CS 和 RD 信号置为低电平，然后再读取数据。

抗干扰措施：为了提高系统的抗干扰能力，可以在 ADC0804 的模拟输入引脚和数字输出引脚处添加滤波电容，同时在电源线上添加去耦电容。

三、软件编程实现

3.1 编程思路

在 8051 单片机中编写程序，实现对 ADC0804 的控制和数据读取。具体步骤如下：

初始化 8051 单片机的 I/O 口和中断系统。

启动 ADC0804 的转换操作。

等待转换结束，可以通过查询 INTR 引脚的状态或使用中断方式来判断。

读取 ADC0804 转换后的数字信号。

对读取的数据进行处理，例如显示、存储等。

3.2 示例代码

#include <reg51.h>// 定义 ADC0804 的控制引脚sbit CS = P1^0;sbit WR = P1^1;sbit RD = P1^2;sbit INTR = P1^3;// 函数声明unsigned char ADC_Read(void);void main(){
    unsigned char adc_value;

    while(1)
    {
        // 启动 ADC0804 转换
        CS = 0;
        WR = 0;
        WR = 1;
        CS = 1;

        // 等待转换结束
        while(INTR);

        // 读取转换结果
        adc_value = ADC_Read();

        // 这里可以对 adc_value 进行处理，例如显示、存储等
    }}// 读取 ADC0804 的转换结果unsigned char ADC_Read(void){
    unsigned char data_value;

    CS = 0;
    RD = 0;
    data_value = P0;
    RD = 1;
    CS = 1;

    return data_value;}

四、调试与优化

4.1 调试方法

在完成硬件连接和软件编程后，需要对系统进行调试。可以使用示波器观察 ADC0804 和 8051 单片机的控制信号和数据信号，检查信号的时序和电平是否正确。同时，可以使用万用表测量 ADC0804 的模拟输入电压和数字输出信号，验证转换结果的准确性。

4.2 优化建议

提高转换速度：可以通过优化软件程序，减少不必要的延时，提高转换速度。

增强抗干扰能力：在硬件设计中，可以添加更多的滤波电容和去耦电容，提高系统的抗干扰能力。

扩展功能：可以在系统中添加显示模块、存储模块等，实现更多的功能。

ADC0804 与 8051 单片机的接口设计是电子工程领域中一个常见的应用。通过合理的硬件连接和软件编程，可以实现模拟信号的数字化处理。在设计过程中，需要注意电平匹配、时序配合和抗干扰等问题，同时要进行充分的调试和优化，以确保系统的稳定性和可靠性。随着电子技术的不断发展，ADC0804 与 8051 单片机的接口设计也将不断完善和创新，为更多的应用场景提供支持。