模擬接口教學(xué)PPT

1、第第8 8章章 模擬接口模擬接口 8.1 模擬接口概述模擬接口概述 8.2 dac及其接口及其接口 8.3 adc及其接口及其接口 第第8章章 模擬接口模擬接口 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 單片機(jī)的外部設(shè)備不一定都是數(shù)字式的，也經(jīng)常會和模擬式的設(shè)備連 接。 例如單片機(jī)來控制溫度、壓力時，溫度和壓力都是連續(xù)變化的，都是模 擬量，在單片機(jī)與外部環(huán)境通信的時候，就需要有一種轉(zhuǎn)換器來把模擬信號 變?yōu)閿?shù)字信號，以便能夠輸送給單片機(jī)進(jìn)行處理。而單片機(jī)送出的控制信號， 也必須經(jīng)過變換器變成模擬信號，才能為控制電路所接受。這種變換器就稱 為數(shù)模(da)轉(zhuǎn)換器和模數(shù)(ad)轉(zhuǎn)換器。 cpu與模擬外設(shè)之間的

2、接口電路稱為模擬接口。 在這一章里將介紹單片機(jī)與 ad及da轉(zhuǎn)換器接口，以及有關(guān)的應(yīng)用。 8.1 8.1 模擬接口概述模擬接口概述 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率分辨率(resolution) (2) 偏移誤差偏移誤差(offseterror) (3) 線性度線性度(linearity) (4) 精度精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度溫度靈敏度(temperat

3、uresensitivity) 二、典型二、典型dac芯片及其接口芯片及其接口 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口 dac0832 集成化的da轉(zhuǎn)換器有兩類不同的芯片： 一類是不便和微處理器微計算機(jī)接口的， 這類芯片只有數(shù)字輸入、模擬輸出等端子， 不帶使能端及其他控制端。 另一類da芯片是為微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的，因而 帶有使能端等控制輸入，以便和微機(jī)接口。 能與微機(jī)接口的da芯片也有許多種， 其中有的是不帶數(shù)據(jù)鎖存器的，這類da轉(zhuǎn) 器與微機(jī)連接時不夠方便。也有的是帶有數(shù) 據(jù)鎖存器的，目前應(yīng)用較廣泛，下面通過 典 型芯片來介紹單片機(jī)與這類da轉(zhuǎn)換器的接 口。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口

4、 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤差(offseterror) (3) 線性度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(temperaturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口 分辨率反映了數(shù)字量在最低位上變化1位時 輸出模擬量的最小變化。 一般用相對值表示。對于8位da轉(zhuǎn)換器來 說，分辨率為最大輸出幅度

5、的039，即為1 256。而對于10位da轉(zhuǎn)換器來說，分辨率 可以提高到01，即11 024。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤差(offseterror) (3) 線性度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(temperaturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口

6、偏移誤差是指輸人數(shù)字量為0時，輸出模擬量 對0的偏移值。這種誤差一般可在da轉(zhuǎn)換器 外部用電位器調(diào)節(jié)到最小。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤差(offseterror) (3) 線性度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(temperaturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其

7、接口及其接口 線性度是指da轉(zhuǎn)換器的實際轉(zhuǎn)移特性與理 想直線之間的最大誤差，或最大偏移。一般情 況下，偏差值應(yīng)小于土言lsb。這里lsb是指最 低一位數(shù)字量變化所帶來的幅度變化。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤差(offseterror) (3) 線性度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(tempe

8、raturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口 精度為實際模擬輸出與理想模擬輸出之間的 最大偏差。除了線性度不好會影響精度之外， 參考電源的波動等因素都會影響精度?？梢岳?解為線性度是在一定測試條件下得到的da轉(zhuǎn) 換器的誤差，而精度是指在實際工作時的da 轉(zhuǎn)換器的誤差，一般質(zhì)量的da轉(zhuǎn)換器的精度 為滿量程的o2言lsb。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤

9、差(offseterror) (3) 線性度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(temperaturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口 轉(zhuǎn)換速度即每秒鐘可以轉(zhuǎn)換的次數(shù)，其倒數(shù) 為轉(zhuǎn)換時間。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、dac介紹：介紹： 1dac結(jié)構(gòu)：dac芯片上集成有d/a轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2dac的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多，主要有以下幾個： (1) 分辨率(resolution) (2) 偏移誤差(offseterror) (3) 線性

10、度(linearity) (4) 精度(accuracy) (5) 轉(zhuǎn)換速度(convemionrate) (6) 溫度靈敏度(temperaturesensitivity) 8.2 dac8.2 dac及其接口及其接口 溫度靈敏度是指輸入不變的情況下，輸出模 擬信號隨溫度的變化。一般da轉(zhuǎn)換器的溫度 靈敏度約為50x106o()(ppm為百萬分之一， 即partspermillion)。 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 dac 0832的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) dac 0832的引腳的引腳 dac 0832的接口的接口 dac 0832的應(yīng)用的應(yīng)用 dac0832 第第8 8章章 模擬接口模擬接口da

11、c0832的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 8位輸入寄存器由 8個d鎖存器組成， 用來作為輸入數(shù)據(jù) 的緩沖寄存器。 它的8個數(shù)據(jù)輸入 可以直接和微機(jī)的 數(shù)據(jù)總線相連。 le1為其控制輸入， le1=1時，d觸發(fā) 器接收信號， ie1=0時，為鎖存 狀態(tài)。 8位dac寄存器它也由8個d鎖存器 組成。8位輸人數(shù)據(jù)只有經(jīng)過dac寄存 器才能送到da轉(zhuǎn)換器去轉(zhuǎn)換。 它的控制端為le

12、2，當(dāng)le2=1時，輸 出跟隨輸入，而當(dāng)le2=0時為鎖存狀 態(tài)。dac寄存器的輸出直接送到8位d a轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 le1=1的條件： ile=1，wr1=0，cs=0 le2=1的條件： wr2=0，xfer=0 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 8位 輸入 寄 存 器 8位

13、 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr2 vref iout1 iout2 dgnd le1le2 rfb dac 0832 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 csvcc ile wr2 xfer di4 di5 di6 di7 iout2 iout1 wr1 agnd di3 di2 di1 di0 vref rfb dgnd11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器

14、8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 它的輸出是與數(shù)字 量成比例的電流， vref為參考電壓輸入， rfb為運(yùn)算放大器的反 饋電阻，引腳r

15、fb則是 這個反饋電阻瑞，接 到運(yùn)算放大器的輸出 端。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，

16、vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 dac0832有兩個電流 輸出端：loutl為dac 電流輸出1，當(dāng)dac 寄存器中為全1時，輸 出電流最大，當(dāng)dac 寄存器中為全0時，輸 出電流為0。lout2為 dac電流輸出2， iout2為一常數(shù)與ioutl 之差，即 loutl+out2=常數(shù) 在實際使用時，總是 將電流轉(zhuǎn)為電壓來使 用，即將ioutl和lout2 加到一個運(yùn)算放大器 的輸入。 rfb iout2 iout1 rfb 電 平 輸 出 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器

17、di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 di0di7是數(shù)字量輸 入信號線?？梢灾苯?和微機(jī)的數(shù)據(jù)總線相 連。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄

18、 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 ile：輸入鎖存允許信號，高電 平有效。只有當(dāng)ile=1時，輸人 數(shù)字量才可能進(jìn)入8位輸入

19、寄存 器。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用

20、。 cs：片選輸入，低電子有效。 只有當(dāng)wr1cs=0時，這片0832 才被選中工作。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參

21、考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 wr1：寫信號1，低電平有效， 控制輸入寄存器的寫入。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量

22、地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 xfer：傳送控制信號，低電子 有效。控制數(shù)據(jù)從輸入寄存器 到dac寄存器的傳送。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的引腳的引腳 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832是cmos工藝，雙列直插式20引腳。 vcc電源可以在5-15

23、v內(nèi)變化。典型使用 時用15v電源。 agnd為模擬量地線，dgnd為數(shù)字量地 線，使用時，這兩個接地端應(yīng)始終連在一起。 參考電壓vref接外部的標(biāo)準(zhǔn)電源，vref 一般可在+10v到10v范圍內(nèi)選用。 wr2：寫信號2，低電平有效， 控制dac寄存器的寫人。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的接口的接口 8位 輸入 寄 存 器 8位 dac 寄 存 器 8位 d/a 轉(zhuǎn) 換 器 di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 + + ile cs wr1 xfer wr2 vref iout1 iout2 dgnd le1le2 dac0832轉(zhuǎn)換器可以

24、有三種工作方法，即直通方式直通方式、單緩沖方式單緩沖方式和和雙緩沖方式雙緩沖方式。 直通方式：直通方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器都處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，即lei和ie2都為1。輸人數(shù)據(jù)直 接送到內(nèi)部da轉(zhuǎn)換器去轉(zhuǎn)換。 單緩沖方式：單緩沖方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器中有一個處于直通方式(數(shù)據(jù)接收狀態(tài))，而另一個則 受微機(jī)送來的控制信號控制。在單緩沖工作方式時，0832中兩個數(shù)據(jù)寄存器有一個處于直 通方式，一般都是將8位dac寄存器置于直通方式。 雙緩沖方式雙緩沖方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器都不處于直通方式，單片機(jī)或其他微機(jī)必須送兩次 寫信號才能完成一次da轉(zhuǎn)換。 rfb 第第8 8章章 模擬接口模擬接

25、口dac0832的接口的接口直通方式直通方式 直通方式：直通方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器都處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，即lei和ie2都為1。因 此，iel =1，而cs、wrl、wr2和xfer為0。輸人數(shù)據(jù)直接送到內(nèi)部da轉(zhuǎn)換 器去轉(zhuǎn)換。這種方式可用于一些不帶微機(jī)的控制系統(tǒng)中。 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-feb-1999sheet of file:c:my documents考 試 題 圖 .ddbdrawn by: ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 int0 12 int

26、1 13 t0 14 t1 15 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p0.0 39 p0.1 38 p0.2 37 p0.3 36 p0.4 35 p0.5 34 p0.6 33 p0.7 32 p2.0 21 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 rd 17 wr 16 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8051 vcc 20 iout1 11 lsbdi0 7 iout2 12 di1 6 di2 5 rfb 9

27、 di3 4 di4 16 vref 8 di5 15 di6 14 msbdi7 13 ile 19 wr2 18 cs 1 wr1 2 xfer 17 dac0832 vcc gnd 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的接口的接口單緩沖方式單緩沖方式 單緩沖方式：單緩沖方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器中有一個處于直通方式(數(shù)據(jù)接收狀態(tài))，而 另一個則受微機(jī)送來的控制信號控制。在單緩沖工作方式時，0832中兩個數(shù)據(jù)寄 存器有一個處于直通方式，一般都是將8位dac寄存器置于直通方式。為此，應(yīng) 將wr2和xfer固定接零。而輸入寄存器是工作于鎖存器狀態(tài)，它對于8031單片 機(jī)來說，相當(dāng)于

28、一個外部ram單元。 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-feb-1999sheet of file:c:my documents考 試 題 圖 .ddbdrawn by: gnd ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06

29、 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8051 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 12 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 74hc373 vcc 20 iout1 11 lsbdi0 7 iout2 12 di1 6 di2 5 rfb 9 di3 4 di4 16 vref 8 di5 15 di6 14 msbd

30、i7 13 ile 19 wr2 18 cs 1 wr1 2 xfer 17 u? dac0832 vcc 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的接口的接口雙緩沖方式雙緩沖方式 雙緩沖方式雙緩沖方式：這時兩個8位數(shù)據(jù)寄存器都不處于直通方式，單片機(jī)或其他微機(jī)必 須送兩次寫信號才能完成一次da轉(zhuǎn)換。若采用雙緩沖方式，則dac0832應(yīng)被 看作是外部ram的兩個單元而不是一個單元。 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-mar-2012sheet of file:f:工作精品課單片機(jī)教案.ddbdr

31、awn by: ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8pc51 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q

32、2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 12 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 74ls373 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 ab0 ab1 ab2 ab3 ab4 ab5 ab6 ab7 ab8 ab9 ab10 ab11 ab12 ab13 ab14 ab15 agnd 3 vcc 20 iout1 11 lsbdi0 7 iout2 12 di1 6 di2 5 rfb 9 di3 4 di4 16 vref 8 di5 15

33、 di6 14 msbdi7 13 ile 19 wr2 18 cs 1 wr1 2 xfer 17 dac0832 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 +5v 第第8 8章章 模擬接口模擬接口dac0832的應(yīng)用的應(yīng)用 數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以應(yīng)用在許多場合，這里介紹用da轉(zhuǎn)換器來產(chǎn) 生各種波形。 鋸齒波的產(chǎn)生鋸齒波的產(chǎn)生 三角波的產(chǎn)生三角波的產(chǎn)生 梯形波的產(chǎn)生梯形波的產(chǎn)生 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 鋸齒波分為正向鋸齒波正向鋸齒波和負(fù)向鋸齒波負(fù)向鋸齒波。其中正向鋸齒波應(yīng)用廣泛。在許多控 制應(yīng)用中，要求有一個線性增長的電壓（正向鋸齒）來控制檢測過程，移動記錄 筆或移動

34、電子束等。正向鋸齒波形如圖所示： 產(chǎn)生正向鋸齒波的方法：通過在dac0832的輸出端接 運(yùn)算放大器，由運(yùn)算放大器產(chǎn)生鋸齒波來實現(xiàn)。 dac0832的輸入寄存器的地址為7fffh ： 鋸齒波的產(chǎn)生鋸齒波的產(chǎn)生 cs di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 p0.7p0.0 wr1 wr2 vccile vref xfer 10 k10 k 10 k 10 v 10 v rfb iout1 iout2 dac0832 5 v wr 地址譯碼輸出 mov dptr，#7fffh mov a，#00h ww: movx dptr，a inc a nop nop nop ajmp

35、 ww 思思 考考 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 思考1：以下程序?qū)a(chǎn)生何種波形？ cs di0 di1 di2 di3 di4 di5 di6 di7 p0.7p0.0 wr1 wr2 vccile vref xfer 10 k10 k 10 k 10 v 10 v rfb iout1 iout2 dac0832 5 v wr 地址譯碼輸出 mov dptr，#7fffh mov a，#00h ww: movx dptr，a dec a nop nop nop ajmp ww 思思 考考 思考2：編程產(chǎn)生如下鋸齒波 4v 1v mov dptr，#7fffh ww1：mov a，#33h

36、 ww: movx dptr，a inc a lcall d1ms cjne a，#0cdh，ww ajmp ww1 d1ms： mov r7，#250 djnz r7， ret 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-feb-1999sheet of file:c:my documents考 試 題 圖 .ddbdrawn by: ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p1.0 1 p1.1 2

37、 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p0.0 39 p0.1 38 p0.2 37 p0.3 36 p0.4 35 p0.5 34 p0.6 33 p0.7 32 p2.0 21 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 rd 17 wr 16 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8051 vcc 20 iout1 11 lsbdi0 7 iout2 12 di1 6 di2 5 rfb 9 di3 4 di4 16 vref 8 di5 15 di

38、6 14 msbdi7 13 ile 19 wr2 18 cs 1 wr1 2 xfer 17 dac0832 vcc gnd 三角波是由兩段直線組成的，先送出一個線性增長的波形，達(dá)到最大值時， 再進(jìn)出一個線性減少的波形，兩者結(jié)合，就成為三角波。然后使之不斷地重復(fù)， 就能得到一個連續(xù)的波形。 實際上這里所說的線性波形仍是一些臺階很小的階梯波形。為了更逼近線性 增長，應(yīng)使臺階的幅度盡可能小(1位lsb)，并且整個波形中臺階的高度和寬度應(yīng) 保持不變。為此，要特別注意轉(zhuǎn)折處的處理，避免出現(xiàn)臺階的寬度變寬或其他影 響波形線性的現(xiàn)象出現(xiàn)。 三角波的產(chǎn)生三角波的產(chǎn)生 start：clr a up：mov

39、p1，a inc a jnz up mov a，#254 down：mov p1，a dec a jnz down sjmp up 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 梯形波有多種形式，波形如圖所示： 實現(xiàn)方法與鋸齒波和三角波相似。 梯形波的產(chǎn)生梯形波的產(chǎn)生 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 一、一、adc介紹：介紹： 1adc結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：adc芯片上集成有a/d轉(zhuǎn)換電路和輔助電路。 2adc的參數(shù)：的參數(shù)：描述da轉(zhuǎn)換器性能的參數(shù)很多。在選用ad轉(zhuǎn)換器時， 主要關(guān)心的指標(biāo)是分辨率分辨率、轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度以及輸入電壓的范圍輸入電壓的范圍。分辨率主要 由位數(shù)來決定。轉(zhuǎn)換時間的差別很大，可以在100

40、微秒到幾個微秒之間 選擇。位數(shù)增加，轉(zhuǎn)換速率提高，ad轉(zhuǎn)換器的價格也急劇上升。故 應(yīng)從實際需要出發(fā)、慎重選擇。 3、adc芯片的引腳芯片的引腳 二、典型二、典型adc芯片及其接口芯片及其接口 8.3 adc8.3 adc及其接口及其接口 模擬量輸入信號模擬量輸入信號 轉(zhuǎn)換啟動信號轉(zhuǎn)換啟動信號轉(zhuǎn)換結(jié)束信號轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 數(shù)字量輸出信號數(shù)字量輸出信號 adc芯片芯片 adc0809 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 adc0809的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) adc0809的引腳的引腳 adc0809的接口的接口 adc0809的應(yīng)用的應(yīng)用 adc0809 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

41、 adc0809是一種8路模擬輸入8路數(shù)字輸出的逐次比較型a/d轉(zhuǎn)換器。目前在 8位單片機(jī)系統(tǒng)中有著廣泛的使用。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:19-

42、jun-2004sheet of file:f:工作精品課單片機(jī)教案.ddbdrawn by: in-0 26 msb2-1 21 2-2 20 in-1 27 2-3 19 2-4 18 in-2 28 2-5 8 2-6 15 in-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 in-4 2 eoc 7 in-5 3 add-a 25 in-6 4 add-b 24 add-c 23 in-7 5 ale 22 ref(-) 16 enable 9 start 6 ref(+) 12 clock 10 adc0809 adc0809的引腳的引腳 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/

43、d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d

44、2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- in7in0：模擬量輸入通道。adc0809對輸入模擬量的要 求主要有：信號單極性，電壓范圍05 v，若信號過小還 需進(jìn)行放大。另外，在a/d轉(zhuǎn)換過程中，模擬量輸入的值 不應(yīng)變化太快，因此，對變化速度快的模擬量，在輸入前 應(yīng)增加采樣保持電路。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩

45、緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- adda、addb、addc：地址線。adda為低位地址， addc為高位地址，用于對模擬通道進(jìn)行選擇。 地址狀態(tài)與通道相對應(yīng)的關(guān)系表地址狀態(tài)與通道相對應(yīng)的關(guān)系表 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口 地址狀態(tài)與通道相對應(yīng)的關(guān)系表地址狀態(tài)與通道相對應(yīng)的關(guān)系表 a d d c a d d b a d d a 選擇的通道選擇的通道 000 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0

46、 1 0 1 1 1 0 1 1 1 in0 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 通道選擇表 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- ale：地址鎖存允許信號。在對應(yīng)ale上跳沿，adda、 addb、a

47、ssc地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- start：轉(zhuǎn)換啟動信號。start上跳沿時，所有內(nèi)部 寄存器清0；start下跳沿時，開始進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換；在 a/d轉(zhuǎn)換期間，start

48、應(yīng)保持低電平。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- d7d0：數(shù)據(jù)輸出線。其為三態(tài)緩沖輸出形式，可以 和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc

49、0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- oe：輸出允許信號。其用于控制三態(tài)輸出鎖存器向 單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe=0，輸出數(shù)據(jù)線呈 高電阻；oe=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封

50、裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- eoc：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。eoc=0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； eoc=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。該狀態(tài)信號既可作為查詢的狀態(tài) 標(biāo)志，又可以作為中斷請求信號使用。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯

51、碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- clock：時鐘信號。adc0809的 內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信 號由外界提供，因此有時鐘信號 引腳。通常使用頻率為500khz的 時鐘信號。 clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的引腳的引腳 adc0809芯片為28引腳雙列直插式封裝。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/

52、d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- vref：參考電源。參考電壓用來與輸 入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次 逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5 v（vref (+) =+5 v，vref(-) =0 v） clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的接口的接口 adc0809與89c51單片機(jī)的連接方式很多。電路連接主要涉及兩個問題， 一是8路模擬信號通道選擇路模擬

53、信號通道選擇，二是a/d轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的接口的接口 8路模擬信號通道選擇線的連接方法有2種：與與db連接連接和與ab連接連接。 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器

54、器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的接口方法的接口方法 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-feb-1999sheet of file:c:my documents考 試 題 圖 .ddbdrawn by: ea/vp 31 x1 19

55、x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8051 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 1

56、2 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 74hc373 in-0 26 msb2-1 21 2-2 20 in-1 27 2-3 19 2-4 18 in-2 28 2-5 8 2-6 15 in-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 in-4 2 eoc 7 in-5 3 add-a 25 in-6 4 add-b 24 add-c 23 in-7 5 ale 22 ref(-) 16 enable 9 start 6 ref(+) 12 clock 10 adc0809 gnd db0 db1 db2 db0 db1 db2 1

57、 2 3 a 74als02 1 2 3 a 74als02 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的接口方法的接口方法 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:13-feb-1999sheet of file:c:my documents考 試 題 圖 .ddbdrawn by: ea/vp 31 x1 19 x2 18 reset 9 rd 17 wr 16 int0 12 int1 13 t0 14 t1 15 p10 1 p11 2 p12 3 p13 4 p14 5 p15 6 p16 7 p

58、17 8 p00 39 p01 38 p02 37 p03 36 p04 35 p05 34 p06 33 p07 32 p20 21 p21 22 p22 23 p23 24 p24 25 p25 26 p26 27 p27 28 psen 29 ale/p 30 txd 11 rxd 10 8051 d0 3 q0 2 d1 4 q1 5 d2 7 q2 6 d3 8 q3 9 d4 13 q4 12 d5 14 q5 15 d6 17 q6 16 d7 18 q7 19 oe 1 le 11 74hc373 in-0 26 msb2-1 21 2-2 20 in-1 27 2-3 19

59、2-4 18 in-2 28 2-5 8 2-6 15 in-3 1 2-7 14 lsb2-8 17 in-4 2 eoc 7 in-5 3 add-a 25 in-6 4 add-b 24 add-c 23 in-7 5 ale 22 ref(-) 16 enable 9 start 6 ref(+) 12 clock 10 adc0809 gnd db0 db1 db2 db0 db1 db2 1 2 3 a 74als02 1 2 3 a 74als02 ab0 ab1 ab2 第第8 8章章 模擬接口模擬接口adc0809的接口的接口 a/d轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)字量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送

60、給單片機(jī)進(jìn)行處 理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)a/d轉(zhuǎn)換完成，因為只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換完成后，才能進(jìn)行傳送。為此，可采用下述三種方式。 1) 定時傳送方式定時傳送方式 2) 查詢方式查詢方式 3) 中斷方式中斷方式 地址地址 鎖存鎖存 與譯碼與譯碼 8 位位 a/d 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器 輸輸 出出 鎖鎖 存存 與與 緩緩 沖沖 in0 in1 in2 in3 in4 in5 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 in6 in7 addb adda addc ale oe start eoc vref+vref- clock 第第8 8章章 模擬接口模擬接口定時傳送方式定時傳送方式 12