微機(jī)原理單片機(jī) 第9章 80C51單片機(jī)的模擬量接口

1、第第9章章 80C51單片機(jī)的模擬量接口單片機(jī)的模擬量接口9.1 D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口9.2 A/D轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口9.3 開(kāi)關(guān)量接口開(kāi)關(guān)量接口 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成例例1 1：溫度控制系統(tǒng)：溫度控制系統(tǒng)爐爐 窯窯熱電偶熱電偶 輸入輸入 A/D 計(jì)計(jì) 外外 閥門(mén)閥門(mén) D/A 機(jī)機(jī) 操作臺(tái)操作臺(tái)算算設(shè)設(shè)輸輸出出例例2 2：機(jī)械手隨動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)械手隨動(dòng)系統(tǒng)A/D D(Z) D/A 放大放大 KT壓力傳感器壓力傳感器 機(jī)械手機(jī)械手 1 1模擬量輸入通道的組成模擬量輸入通道的組成 由數(shù)據(jù)采集、信號(hào)調(diào)理、多路開(kāi)關(guān)、采樣保存和由數(shù)

2、據(jù)采集、信號(hào)調(diào)理、多路開(kāi)關(guān)、采樣保存和A/DA/D轉(zhuǎn)換等部分組成。轉(zhuǎn)換等部分組成。 微機(jī)I/O接口D/A轉(zhuǎn)換多路開(kāi)關(guān)功放功放執(zhí)行器 2 2模擬量輸出通道的組成模擬量輸出通道的組成 模擬量輸出通道一般由D/A轉(zhuǎn)換器、多路開(kāi)關(guān)、功率放大和執(zhí)行器組成。9.1 D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口 9.1.1 D/A9.1.1 D/A轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、一、D/AD/A轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類(lèi)轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類(lèi)型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ：輸出電壓輸出電壓 的大小與數(shù)字量的大小與數(shù)字量具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 二、二、D/AD

3、/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)2n 1 1、分辨率、分辨率 分辨率分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSBLSB）發(fā)生變化時(shí)，）發(fā)生變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。模擬量的最小變化值。分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成FS FS / / 。FSFS表示滿量程輸入值，表示滿量程輸入值，n n為二進(jìn)制位數(shù)。對(duì)于為二進(jìn)制位數(shù)。對(duì)于5V5V的的滿量程，采用位的滿量程，采用位的DACDAC時(shí)，分辨率為時(shí)

4、，分辨率為5V/2565V/25619.5mV19.5mV；當(dāng)采；當(dāng)采用用1212位的位的DACDAC時(shí)，分辨率則為時(shí)，分辨率則為5V/40965V/40961.22mV1.22mV。顯然，位數(shù)。顯然，位數(shù)越多分辨率就越高。越多分辨率就越高。 2 2、線性度、線性度 線性度（也稱(chēng)非線性誤差）線性度（也稱(chēng)非線性誤差）是實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線與理是實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對(duì)于滿量程的百分想直線特性之間的最大偏差。常以相對(duì)于滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。如數(shù)表示。如是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿刻是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿刻度的度的以內(nèi)。以內(nèi)。3 3、絕對(duì)精度和相對(duì)精度、絕對(duì)精度和相

5、對(duì)精度 絕對(duì)精度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）絕對(duì)精度（簡(jiǎn)稱(chēng)精度）是指在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，是指在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值任一輸入數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之間的最大誤差。絕對(duì)精度是由之間的最大誤差。絕對(duì)精度是由DACDAC的增益誤差（當(dāng)?shù)脑鲆嬲`差（當(dāng)輸入數(shù)碼為全輸入數(shù)碼為全1 1時(shí)，實(shí)際輸出值與理想輸出值之差）、時(shí)，實(shí)際輸出值與理想輸出值之差）、零點(diǎn)誤差（數(shù)碼輸入為全時(shí)，零點(diǎn)誤差（數(shù)碼輸入為全時(shí)，DACDAC的非零輸出值）、的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對(duì)精度（即最大誤非線性誤差和噪聲等引起的。絕對(duì)精度（即最大誤差）應(yīng)小于差）應(yīng)小于1 1個(gè)個(gè)LSBLSB

6、。 相對(duì)精度相對(duì)精度與絕對(duì)精度表示同一含義，用最大誤差相與絕對(duì)精度表示同一含義，用最大誤差相對(duì)于滿刻度的百分比表示。對(duì)于滿刻度的百分比表示。4 4、建立時(shí)間、建立時(shí)間 建立時(shí)間建立時(shí)間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時(shí)，是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時(shí)，輸出模擬信號(hào)達(dá)到滿刻度值的輸出模擬信號(hào)達(dá)到滿刻度值的1/2LSB1/2LSB所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。是描述是描述D/AD/A轉(zhuǎn)換速率的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。轉(zhuǎn)換速率的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。電流輸出型電流輸出型DACDAC的建立時(shí)間短的建立時(shí)間短。電壓輸出型電壓輸出型DACDAC的建的建立時(shí)間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間立時(shí)間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。根據(jù)

7、建。根據(jù)建立時(shí)間的長(zhǎng)短，可以將立時(shí)間的長(zhǎng)短，可以將DACDAC分成超高速（分成超高速（1S)1S)、高速（高速（10101S1S）、中速（）、中速（10010010S10S）、低速）、低速（100S100S）幾檔。）幾檔。 應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但概應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但概念不同。念不同。DACDAC的位數(shù)多時(shí)，分辨率會(huì)提高，對(duì)應(yīng)于的位數(shù)多時(shí)，分辨率會(huì)提高，對(duì)應(yīng)于影響精度的量化誤差會(huì)減小。但其它誤差（如溫度影響精度的量化誤差會(huì)減小。但其它誤差（如溫度漂移、線性不良等）的影響仍會(huì)使漂移、線性不良等）的影響仍會(huì)使DACDAC的精度變差。的精度變差。9.1.2 DA

8、C08329.1.2 DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口芯片及其與單片機(jī)接口 DAC0832DAC0832是使用非常普遍的位是使用非常普遍的位D/AD/A轉(zhuǎn)換器，由于其片內(nèi)轉(zhuǎn)換器，由于其片內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機(jī)接口。有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機(jī)接口。DAC0832DAC0832以以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時(shí)，可外接運(yùn)算放大電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時(shí)，可外接運(yùn)算放大器。屬于該系列的芯片還有器。屬于該系列的芯片還有DAC0830DAC0830、DAC0831DAC0831，它們可以相，它們可以相互代換?；ゴ鷵Q。DAC0832DAC0832主要特性主要特性

9、：分辨率位；分辨率位；電流建立時(shí)間電流建立時(shí)間SS；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；邏輯電平輸入與邏輯電平輸入與TTLTTL電平兼容；電平兼容；單一電源供電（單一電源供電（5V5V15V15V）；）；低功耗，低功耗，20m20m。 一、一、08320832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳信號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳信號(hào) DAC0832是20引腳雙列直插式芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào)如圖所示。 DAC0832 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 1、 DAC0832內(nèi)部由兩級(jí)緩沖寄存器（一個(gè)8位輸入寄存器和一

10、個(gè)8位DAC寄存器）和一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器（R-2R T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)）及轉(zhuǎn)換控制電路組成。 2、芯片引腳DI7-DI0：8位數(shù)字量輸入腳，與CPU數(shù)據(jù)總線相連。ILE：輸入鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。CS：片選信號(hào)，輸入，低電平有效。WR1：寫(xiě)信號(hào)1，它作為輸入寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)（鎖存信號(hào)）將輸入數(shù)據(jù)鎖入8位輸入鎖存器。 WR1、CS和ILE同時(shí)有效，LE1變?yōu)楦唠娖?，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化（即輸入不鎖存），當(dāng)WR1 變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，LE1變?yōu)榈碗娖?，輸入?shù)據(jù)被鎖存在輸入寄存器中。輸入寄存器的輸入不隨外部數(shù)據(jù)變化。 WR2：寫(xiě)信號(hào)2，DAC寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。 有效時(shí)，將鎖存在輸入寄存器

11、中的數(shù)據(jù)送到8位DAC寄存器中進(jìn)行鎖存，此時(shí)傳送控制信號(hào)必須有效。XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，輸入，低電平有效。對(duì)8位DAC寄存器來(lái)說(shuō)，其鎖存信號(hào)LE2由WR2和XFER 的組合產(chǎn)生。 當(dāng)WR2和XFER同為低電平時(shí)，LE2為高電平，DAC寄存器的輸出隨輸入變化；當(dāng)WR2或XFER由低變高時(shí)，LE2變?yōu)榈碗娖?，將?shù)據(jù)鎖存在DAC寄存器中。 RFB（feedback resistor）：反饋電阻引腳。反饋電阻在芯片內(nèi)部，與外部運(yùn)算放大器配合構(gòu)成I/V轉(zhuǎn)換器，提供電壓輸出。 IOUT1：模擬電流輸出1，它是邏輯電平為“1”的各位輸出電流之和。當(dāng)DI7DI0各位均為“1”時(shí)，IOUT1最大，當(dāng)DI7

12、DI0各位均為“0”時(shí)，IOUT1為最小值。IOUT2：模擬電流輸出2，它是邏輯電平為“0”的各位輸出電流之和。IOUT1IOUT2常量。 VCC（digital supply voltage）：芯片的供電電壓，范圍5V15V。AGND（analog ground）：模擬地，芯片模擬電路接地點(diǎn)。DGND（digital ground）：數(shù)字地，芯片數(shù)字電路接地點(diǎn)。二、二、DAC0832DAC0832與與80C5180C51單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口、單緩沖工作方式、單緩沖工作方式 此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)擬量

13、輸出但并不要求同步的系統(tǒng)。 雙極性模擬輸出電壓雙極性模擬輸出電壓 ： 雙極性輸出時(shí)的分辨率比單極性輸出時(shí)降低雙極性輸出時(shí)的分辨率比單極性輸出時(shí)降低1/21/2，這是由于對(duì)雙極性輸出而言，最高位作為符號(hào)位，這是由于對(duì)雙極性輸出而言，最高位作為符號(hào)位，只有只有7 7位數(shù)值位。位數(shù)值位。2 2、雙緩沖工作方式、雙緩沖工作方式 多路多路D/AD/A轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進(jìn)行，可采用雙轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進(jìn)行，可采用雙緩沖器同步方式緩沖器同步方式 。完成兩路完成兩路D/AD/A同步輸出的程序如下：同步輸出的程序如下：MOVMOVDPTRDPTR，#0DFFFH #0DFFFH ；P2.5P2.5有效有

14、效, ,指向指向0832(1)0832(1)輸入鎖存器輸入鎖存器MOV AMOV A，#data1 #data1 MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；data1data1送入送入0832(1)0832(1)輸入鎖存器輸入鎖存器MOV DPTRMOV DPTR，#0BFFFH #0BFFFH ；P2.6P2.6有效，指向有效，指向0832(2)0832(2)輸入鎖存器輸入鎖存器MOV AMOV A，#data2#data2MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；data2data2送入送入0832(2)0832(2)輸入鎖存器輸入鎖存器MOV DPTRMOV DPTR，#7F

15、FFH #7FFFH ；P2.7P2.7有效有效, ,同時(shí)啟動(dòng)同時(shí)啟動(dòng)0832(1)0832(1)、0832(2)0832(2)MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；完成；完成D/AD/A轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)換輸出 3 3、直通工作方式、直通工作方式 當(dāng)當(dāng)DAC0832DAC0832芯片的片選信號(hào)芯片的片選信號(hào)CSCS、寫(xiě)信號(hào)、寫(xiě)信號(hào)WR1WR1、WR2WR2及傳送控制信號(hào)及傳送控制信號(hào)XFERXFER的引腳全部接地，允的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號(hào)許輸入鎖存信號(hào)ILEILE引腳接引腳接5V5V時(shí)，時(shí)， 8 8位輸入位輸入寄存器和個(gè)寄存器和個(gè)8 8位位DACDAC寄存器聯(lián)通寄存器聯(lián)通,DAC

16、0832,DAC0832芯片芯片就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入直接進(jìn)入DACDAC寄存器，進(jìn)行寄存器，進(jìn)行D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。9.2 9.2 / /轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口9.2.1 9.2.1 轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、逐次逼近式一、逐次逼近式ADCADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理（1）在時(shí)鐘脈沖的同步下，控制邏輯先使N位寄存器的最高位（D7）置1（其余為0），輸出80H 經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬量輸出VN，與模擬輸入信號(hào)VIN比較，若VIN大于VN，保留D7=1，再使D6=1,輸出C0H 經(jīng)D/

17、A轉(zhuǎn)換后新的VN與VIN比，重復(fù)上述過(guò)程一直到D0位，比較結(jié)束時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)束。（2）若第一次比較時(shí)VN大于VIN，則使D7=0，使D6=1再進(jìn)行比較，一直到D0位比較結(jié)束。二、雙積分式二、雙積分式ADCADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理正向積分采用固定時(shí)間，輸入電壓大積分輸出電壓高；反向積分采用標(biāo)準(zhǔn)電壓，輸入電壓大的反向積分時(shí)間長(zhǎng)。測(cè)量積分時(shí)間T1和T2，可計(jì)算出對(duì)于VIN的數(shù)字量。三、三、A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1221 1、分辨率、分辨率 ADCADC的分辨率的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個(gè)相是指使輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二鄰數(shù)碼所需輸入模擬

18、電壓的變化量。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。例如進(jìn)制的位數(shù)表示。例如1212位位ADCADC的分辨率就是的分辨率就是1212位，或者說(shuō)分辨率為滿刻度位，或者說(shuō)分辨率為滿刻度FSFS的的1/ 1/ 。 一個(gè)一個(gè)10V10V滿刻度的滿刻度的1212位位ADCADC能分辨輸入電壓能分辨輸入電壓變化最小值是變化最小值是10V10V1/ =2.4mV1/ =2.4mV。122 2 2、量化誤差、量化誤差 ADCADC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個(gè)把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為量化。過(guò)程稱(chēng)為量化。量化誤差是量化誤差是ADCADC的有限位數(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行量化的有限位數(shù)對(duì)模擬

19、量進(jìn)行量化而引起的誤差而引起的誤差。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，ADCADC的位數(shù)需很的位數(shù)需很大甚至無(wú)窮大。一個(gè)分辨率有限的大甚至無(wú)窮大。一個(gè)分辨率有限的ADCADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無(wú)限分辨率的與具有無(wú)限分辨率的ADCADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。差即是量化誤差。 3 3、偏移誤差、偏移誤差 偏移誤差偏移誤差是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零的值，所以有時(shí)又稱(chēng)為零值誤差。假定的值，所以有時(shí)又稱(chēng)為零值誤差。假定ADCADC沒(méi)有非線沒(méi)有非線性誤差，則其

20、轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點(diǎn)的連線必定性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點(diǎn)的連線必定是直線，這條直線與橫軸相交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓是直線，這條直線與橫軸相交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。值就是偏移誤差。、滿刻度誤差、滿刻度誤差 滿刻度誤差滿刻度誤差又稱(chēng)為增益誤差。又稱(chēng)為增益誤差。ADCADC的滿刻度的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸入電誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差。壓與理想輸入電壓之差。 5 5、線性度線性度 線性度線性度有時(shí)又稱(chēng)為非線性度，它是指轉(zhuǎn)換器實(shí)際的有時(shí)又稱(chēng)為非線性度，它是指轉(zhuǎn)換器實(shí)際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差。轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差。

21、6 6、絕對(duì)精度、絕對(duì)精度 在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬量輸在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱(chēng)為入與理論模擬輸入之差的最大值，稱(chēng)為絕對(duì)精度絕對(duì)精度。對(duì)。對(duì)于于ADCADC而言，可以在每一個(gè)階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，而言，可以在每一個(gè)階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，它包括了所有的誤差。它包括了所有的誤差。 7 7、轉(zhuǎn)換速率、轉(zhuǎn)換速率 ADCADC的的轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次A/DA/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間（包括穩(wěn)定時(shí)間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒

22、數(shù)。（包括穩(wěn)定時(shí)間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。主要性能為：主要性能為：分辨率為位；分辨率為位；精度：精度：ADC0809ADC0809小于小于1LSB1LSB（ADC0808ADC0808小于小于1/2LSB)1/2LSB)單單+5V+5V供電，模擬輸入電壓范圍為供電，模擬輸入電壓范圍為0 05V5V；具有鎖存控制的路輸入模擬開(kāi)關(guān)；具有鎖存控制的路輸入模擬開(kāi)關(guān)；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTLTTL電平兼容；電平兼容；功耗為功耗為15mW15mW；不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整；不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整；轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率范圍：轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘

23、頻率范圍：10101280KHz1280KHz。典型值為時(shí)鐘頻率。典型值為時(shí)鐘頻率640KHz640KHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間約，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為為100S100S。9.2.2 ADC08099.2.2 ADC0809芯片及其與單片機(jī)的接口芯片及其與單片機(jī)的接口一、一、ADC0809ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 1 1、IN0IN0IN7IN7：路模擬量輸入端。路模擬量輸入端。 2 2、D7D7D0D0：位數(shù)字量輸出端。位數(shù)字量輸出端。 3 3、ALEALE： 地址鎖存允許信號(hào)輸入端。通常向此引腳地址鎖存允許信號(hào)輸入端。通常向此引腳輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，可將三位地址選擇信號(hào)輸入一個(gè)正脈

24、沖時(shí)，可將三位地址選擇信號(hào)A A、B B、C C鎖鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。通道。 4 4、STARTSTART：?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)A/DA/D轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端。一般向此轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端。一般向此引腳輸入一個(gè)正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存引腳輸入一個(gè)正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿后開(kāi)始器，下降沿后開(kāi)始A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 5 5、CLKCLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端。時(shí)鐘信號(hào)輸入端。6 6、EOCEOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。A/DA/D轉(zhuǎn)換期間轉(zhuǎn)換期間EOCEOC為低為低電平，電平，A/DA/

25、D轉(zhuǎn)換結(jié)束后轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOCEOC為高電平。為高電平。7 7、OEOE：輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門(mén)。輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門(mén)。當(dāng)當(dāng)OEOE為高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在為高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7D7D0D0引腳。引腳。當(dāng)當(dāng)OEOE為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，D7D7D0D0引腳對(duì)外呈高阻狀態(tài)。引腳對(duì)外呈高阻狀態(tài)。8 8、C C、B B、A A：路模擬開(kāi)關(guān)的地址選通信號(hào)輸入端，路模擬開(kāi)關(guān)的地址選通信號(hào)輸入端，3 3個(gè)輸入端的信號(hào)為個(gè)輸入端的信號(hào)為000000111111時(shí)，接通時(shí)，接通IN0IN0IN7IN7對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)通道。通道。9 9、VRVR（）、（）、VRVR（

26、）：（）：分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)輸入端。輸入端。二、二、ADC0809ADC0809與單片機(jī)的接口與單片機(jī)的接口1 1、查詢方式、查詢方式 例：對(duì)路模擬信號(hào)輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換例：對(duì)路模擬信號(hào)輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)到片內(nèi)結(jié)果存儲(chǔ)到片內(nèi)RAMRAM以以DATADATA為起始地址的連續(xù)單元為起始地址的連續(xù)單元中。中。MAIN：MOV R1，#DATA ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR，#7FF8H；指向通道；指向通道 MOV R7，#08H；置通道數(shù)；置通道數(shù)LOOP：MOVX DPTR，A；啟動(dòng)；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換HER：JB P3.3，

27、HER ；查詢；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVX A，DPTR；讀?。蛔x取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R1，A；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)數(shù)據(jù) INC DPTR；指向下一個(gè)通道；指向下一個(gè)通道 INC R1 ；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 DJNZ R7，LOOP ；個(gè)通道轉(zhuǎn)換完否？；個(gè)通道轉(zhuǎn)換完否？ 2 2、中斷方式、中斷方式 讀取讀取IN0IN0通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果，并送至片內(nèi)通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果，并送至片內(nèi)RAMRAM以以DATADATA為為首地址的連續(xù)單元中。首地址的連續(xù)單元中。 ORG 0013H；中斷服務(wù)程序入口；中斷服務(wù)程序入口 AJMP PINT1 ORG 2000HMAIN：M

28、OV R1, #DATA ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 SETB IT1 ；為邊沿觸發(fā)方式；為邊沿觸發(fā)方式 SETB EA ；開(kāi)中斷；開(kāi)中斷 SETB EX1；允許中斷；允許中斷 MOV DPTR，#7FF8H；指向；指向IN0通道通道 MOVX DPTR，A；啟動(dòng)；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LOOP：NOP；等待中斷；等待中斷 AJMP LOOP ORG 2100H ；中斷服務(wù)程序入口；中斷服務(wù)程序入口PINT1：PUSH PSW；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR, #7FF8H MOVX A，DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)；讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)

29、MOV R1，A ；數(shù)據(jù)存入以；數(shù)據(jù)存入以DATA為首地址的為首地址的RAM中中 INC R1 ；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 MOVX DPTR，A ；再次啟動(dòng)；再次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 POP DPH ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP DPL POP ACC POP PSW RETI ；中斷返回；中斷返回主要性能為：主要性能為：逐次逼近逐次逼近ADC，可選擇工作于，可選擇工作于12位，也可工作于位，也可工作于8位。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：位。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12位一次讀出；位一次讀出；位、位兩次讀出。位、位兩次讀出。具有可控具有可控三態(tài)輸出緩沖器三態(tài)輸出緩沖器，邏輯電平為，邏輯

30、電平為T(mén)TL電平。電平。非線性誤差非線性誤差：AD574AJ為為1LSB，AD574AK為為1/2LSB。9.2.3 ADC5749.2.3 ADC574芯片及其與單片機(jī)的接口芯片及其與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間：最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為：最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為25S（屬中檔速度）。（屬中檔速度）。輸入模擬信號(hào)輸入模擬信號(hào)，單極性時(shí)，范圍為，單極性時(shí)，范圍為0V10V和和0V20V，從不同引腳輸入。雙極性輸入時(shí)，范，從不同引腳輸入。雙極性輸入時(shí)，范圍為圍為0V5V和和0V10V，從不同引腳輸入。，從不同引腳輸入。輸出碼制輸出碼制：?jiǎn)螛O性輸入時(shí)，輸出數(shù)字量為原碼，：?jiǎn)螛O性輸入時(shí)，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時(shí)，

31、輸出為偏移二進(jìn)制碼。雙極性輸入時(shí)，輸出為偏移二進(jìn)制碼。具有具有10.000V的高精度的高精度內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，只需，只需外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向DAC部分的解部分的解碼網(wǎng)絡(luò)提供參考輸入。內(nèi)部具有時(shí)鐘產(chǎn)生電路，碼網(wǎng)絡(luò)提供參考輸入。內(nèi)部具有時(shí)鐘產(chǎn)生電路，不須外部接線。不須外部接線。需三組電源需三組電源：5V、VCC（12V15V）、）、VEE（12V15V）。由于轉(zhuǎn)換精度高，所）。由于轉(zhuǎn)換精度高，所提供電源必須有良好的穩(wěn)定性，并進(jìn)行充分濾波，提供電源必須有良好的穩(wěn)定性，并進(jìn)行充分濾波，以防止高頻噪聲的干擾。以防止高頻噪聲的干擾。低功耗低功耗：典型功耗

32、為：典型功耗為390mW。一、一、AD574A引腳功能引腳功能二、二、AD574A的單極性和雙極性輸入的單極性和雙極性輸入 單極性輸入單極性輸入 雙極性輸入雙極性輸入 1、單極性輸入電路、單極性輸入電路 當(dāng)輸入電壓為當(dāng)輸入電壓為VIN=0V+10V時(shí)，應(yīng)從引腳時(shí)，應(yīng)從引腳10VIN輸入，當(dāng)輸入，當(dāng)VIN=0V+20V，應(yīng)從，應(yīng)從20VIN引腳輸入。輸出數(shù)字量引腳輸入。輸出數(shù)字量D為無(wú)符號(hào)二進(jìn)制碼，為無(wú)符號(hào)二進(jìn)制碼，計(jì)算公式為：計(jì)算公式為： D=4096 VIN/VFS 或或 ： VIN=D VFS / 4096 式中式中VIN為輸入模擬量（為輸入模擬量（V），），VFS是滿量程，如是滿量程，如

33、果從果從10VIN引腳輸入，引腳輸入，VFS =10V，1LSB=10/4096=24（mV)；若信號(hào)從；若信號(hào)從20VIN 引腳輸引腳輸入，入，VFS =20V，1LSB=20/4096=49（mV)。 2、雙極性輸入電路、雙極性輸入電路 R1用于調(diào)整雙極性輸入電路的零點(diǎn)。如果輸入信號(hào)用于調(diào)整雙極性輸入電路的零點(diǎn)。如果輸入信號(hào)VIN在在5V5V之間，應(yīng)從之間，應(yīng)從10VI引腳輸入；當(dāng)引腳輸入；當(dāng)VI在在10V10V之間，應(yīng)從之間，應(yīng)從20 VI引腳輸入。引腳輸入。雙極性輸入時(shí)輸出數(shù)字量雙極性輸入時(shí)輸出數(shù)字量D與輸入模擬電壓與輸入模擬電壓VI之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： D2048（1+2VI/

34、VFS） 或或 ： VI（D/2048-1）VFS /2 式中式中VFS的定義與單極性輸入情況下對(duì)的定義與單極性輸入情況下對(duì)VFS的定義相同。的定義相同。 由上式求出的數(shù)字量由上式求出的數(shù)字量D是是12位偏移二進(jìn)制碼。把位偏移二進(jìn)制碼。把D的最高的最高位求反便得到補(bǔ)碼。補(bǔ)碼對(duì)應(yīng)模擬量輸入的符號(hào)和大小。同樣，位求反便得到補(bǔ)碼。補(bǔ)碼對(duì)應(yīng)模擬量輸入的符號(hào)和大小。同樣，從從AD574A讀到的或應(yīng)代到式中的數(shù)字量讀到的或應(yīng)代到式中的數(shù)字量D也是偏移二進(jìn)制碼。也是偏移二進(jìn)制碼。例如，當(dāng)模擬信號(hào)從例如，當(dāng)模擬信號(hào)從10 VIN引腳輸入，則引腳輸入，則VFS10V，若讀得，若讀得DFFFH，即，即111111

35、111111B4095，代入式中可求得，代入式中可求得VIN4.9976 V。三、三、AD574A與單片機(jī)的接口與單片機(jī)的接口采用雙極性輸入方式采用雙極性輸入方式，可對(duì)，可對(duì)5V或或10V的模擬信號(hào)的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)AD574A與與80C31單片機(jī)配置時(shí)，由于單片機(jī)配置時(shí)，由于AD574A輸出輸出12位數(shù)據(jù)，所以當(dāng)單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果位數(shù)據(jù)，所以當(dāng)單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，應(yīng)分兩次進(jìn)行：當(dāng)時(shí)，應(yīng)分兩次進(jìn)行：當(dāng)0=0時(shí)，讀取高時(shí)，讀取高8位；當(dāng)位；當(dāng)0=1時(shí)，讀取低時(shí)，讀取低4位。位。轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方式轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方式：（：（a） STS空著不接，空著不接，單片機(jī)就只能在

36、啟動(dòng)單片機(jī)就只能在啟動(dòng)AD574A轉(zhuǎn)換后延時(shí)轉(zhuǎn)換后延時(shí)25S以上再以上再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，即延時(shí)方式；（讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，即延時(shí)方式；（b）STS接到接到80C31的的一條端口線上，單片機(jī)就可以采用查詢方式。當(dāng)查得一條端口線上，單片機(jī)就可以采用查詢方式。當(dāng)查得STS為低電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；為低電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；(c) STS接到接到80C31的端，則可以采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖中的端，則可以采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖中AD574A的的STS與與80C31的的P1.0線相連，故采用查詢線相連，故采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。AD574A的轉(zhuǎn)換程序段如下：的轉(zhuǎn)換程序段如下：AD5

37、74A：MOV DPTR，#0FFF8H ；送端口地址入；送端口地址入DPTR MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)AD574A SETB P1.0 ；置；置P1.0為輸入方式為輸入方式 LOOP：JB P1.0，LOOP ；檢測(cè)；檢測(cè)P1.0口口 INC DPTR ；使；使R/C為為1 MOVX A，DPTR ；讀取高；讀取高8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) MOV 41H，A ；高；高8位內(nèi)容存入位內(nèi)容存入41H單元單元 INC DPTR ；使、；使、A0均為均為1 INC DPTR ； MOVX A，DPTR ；讀取低；讀取低4位位 MOV 40H ，A ；將低；將低4位內(nèi)容存入位內(nèi)容存入40H單元單元

38、. . 上述程序是按查詢方式設(shè)計(jì)，也可按中斷方式設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序上述程序是按查詢方式設(shè)計(jì)，也可按中斷方式設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序。 MC14433是美國(guó)是美國(guó)Motorola公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的3位半位半雙積分雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，是目前市場(chǎng)上廣為流行的典轉(zhuǎn)換器，是目前市場(chǎng)上廣為流行的典型的型的A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。MC14433具有抗干擾性能好，具有抗干擾性能好，轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于11位二進(jìn)制數(shù)），自動(dòng)校零，位二進(jìn)制數(shù)），自動(dòng)校零，自動(dòng)極性輸出，自動(dòng)量程控制信號(hào)輸出，動(dòng)態(tài)字自動(dòng)極性輸出，自動(dòng)量程控制信號(hào)輸出，動(dòng)態(tài)字位掃描位掃描BCD碼輸出，單基準(zhǔn)電壓，外接元件少，碼輸出，單基準(zhǔn)電壓，

39、外接元件少，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。但其價(jià)格低廉等特點(diǎn)。但其轉(zhuǎn)換速度約轉(zhuǎn)換速度約110次次/秒秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，如溫度控制系統(tǒng)中，在不要求高速轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，如溫度控制系統(tǒng)中，被廣泛采用。被廣泛采用。5G14433與與MC14433完全兼容，可完全兼容，可以互換使用。以互換使用。9.2.4 MC144339.2.4 MC14433芯片及其與單片機(jī)的接口芯片及其與單片機(jī)的接口一、一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 模擬電路部分模擬電路部分有基準(zhǔn)電壓、模擬電壓輸入部分。被有基準(zhǔn)電壓、模擬電壓輸入部分。被轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸入量程為轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸入量程為199.9mV或或1.99

40、9V，與，與之對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓相應(yīng)為之對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓相應(yīng)為200mV或或2V兩種。兩種。數(shù)字電路部分?jǐn)?shù)字電路部分由邏輯控制、由邏輯控制、BCD碼及輸出鎖存器、碼及輸出鎖存器、多路開(kāi)關(guān)、時(shí)鐘以及極性判別、溢出檢測(cè)等電路組成。多路開(kāi)關(guān)、時(shí)鐘以及極性判別、溢出檢測(cè)等電路組成。MC14433采用字位動(dòng)態(tài)掃描采用字位動(dòng)態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千、碼輸出方式，即千、百、十、個(gè)位百、十、個(gè)位BCD碼輪流地在碼輪流地在Q0Q3端輸出，同時(shí)端輸出，同時(shí)在在DS1DS4端出現(xiàn)同步字位選通信號(hào)。端出現(xiàn)同步字位選通信號(hào)。主要的外接器件主要的外接器件是時(shí)鐘振蕩器外接電阻是時(shí)鐘振蕩器外接電阻RC、外接、外接失調(diào)補(bǔ)償電容失

41、調(diào)補(bǔ)償電容C0和外接積分阻容元件和外接積分阻容元件R1、C1。 MC14433芯片的引腳功能如下：芯片的引腳功能如下：（1）VAG：被測(cè)電壓：被測(cè)電壓VX和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓VR的接地端的接地端（模擬地）。（模擬地）。（2）VR：外接輸入基準(zhǔn)電壓（：外接輸入基準(zhǔn)電壓（2V或或200mV）。）。（3）VX：被測(cè)電壓輸入端。：被測(cè)電壓輸入端。（4）R1、R1/C1、C1：外接積分電阻外接積分電阻R1和積分電和積分電容容C1元件端，外接元件典型值為：當(dāng)量程為元件端，外接元件典型值為：當(dāng)量程為2V時(shí)，時(shí)，C1=0.1F，R1=470k；當(dāng)量程為；當(dāng)量程為200mV時(shí)，時(shí)，C1=0.1F，R1=27k。

42、（5）C01、C02：外接失調(diào)補(bǔ)償電容：外接失調(diào)補(bǔ)償電容C0端，端， C0的的典型值為典型值為0.1F。（6）DU：更新輸出的：更新輸出的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當(dāng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當(dāng)DU與與EOC連接時(shí)，每次的連接時(shí)，每次的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被更新。轉(zhuǎn)換結(jié)果都被更新。（7）CLK1和和CLK0：時(shí)鐘振蕩器外接電阻時(shí)鐘振蕩器外接電阻RC端。時(shí)鐘頻率端。時(shí)鐘頻率隨隨RC的增加而下降。的增加而下降。RC的值為的值為300k時(shí)，時(shí)鐘頻率為時(shí)，時(shí)鐘頻率為147 kHz（每秒約轉(zhuǎn)換（每秒約轉(zhuǎn)換9次）。次）。（8）VEE：模擬部分的負(fù)電源端，接：模擬部分的負(fù)電源端，接5V。（9）VSS：除：除CLK

43、0端外所有輸出端的低電平基準(zhǔn)（數(shù)字端外所有輸出端的低電平基準(zhǔn)（數(shù)字地）。當(dāng)?shù)兀?。?dāng)VSS接接VAG （模擬地）時(shí)，輸出電壓幅度為（模擬地）時(shí)，輸出電壓幅度為VAGVDD（05V）；當(dāng)）；當(dāng)VSS接接VEE（5V）時(shí)，輸出電壓幅）時(shí)，輸出電壓幅度為度為VEEVDD（5V5V），），10V的幅度。實(shí)際應(yīng)用時(shí)的幅度。實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般是一般是VSS接接VAG，即模擬地和數(shù)字地相連。，即模擬地和數(shù)字地相連。（10）EOC：轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志輸出。每當(dāng)一個(gè)：轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志輸出。每當(dāng)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換周轉(zhuǎn)換周期結(jié)束，期結(jié)束，EOC端輸出一個(gè)寬度為時(shí)鐘周期二分之一寬度的正端輸出一個(gè)寬度為時(shí)鐘周期二分之一寬度的正脈沖

44、。脈沖。（11） ：過(guò)量程標(biāo)志輸出，平時(shí)為高電平。當(dāng)：過(guò)量程標(biāo)志輸出，平時(shí)為高電平。當(dāng) 大于大于VR時(shí)（被測(cè)電平輸入絕對(duì)值大于基準(zhǔn)電壓），時(shí)（被測(cè)電平輸入絕對(duì)值大于基準(zhǔn)電壓）， 端輸出端輸出低電平。低電平。（12）DS1DS4：多路選通脈沖輸出端。：多路選通脈沖輸出端。DS1對(duì)應(yīng)千位，對(duì)應(yīng)千位，DS4對(duì)應(yīng)個(gè)位。每個(gè)選通脈沖寬度為對(duì)應(yīng)個(gè)位。每個(gè)選通脈沖寬度為18個(gè)時(shí)鐘周期，兩個(gè)相個(gè)時(shí)鐘周期，兩個(gè)相鄰脈沖之間間隔鄰脈沖之間間隔2個(gè)時(shí)鐘周期。個(gè)時(shí)鐘周期。 ORVxOR（13）Q0Q3：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線。其中碼數(shù)據(jù)輸出線。其中Q0為最低位，為最低位，Q3為最高位。當(dāng)為最高位。當(dāng)DS2、DS3和和DS

45、4選通期間，輸出三位完整的選通期間，輸出三位完整的BCD碼，即碼，即09十個(gè)數(shù)字任何一個(gè)都可以。但在十個(gè)數(shù)字任何一個(gè)都可以。但在DS1選通期選通期間，數(shù)據(jù)輸出線間，數(shù)據(jù)輸出線Q0Q3除了千位的除了千位的0或或1外，還表示了轉(zhuǎn)換值外，還表示了轉(zhuǎn)換值的正負(fù)極性和欠量程還是過(guò)量程，其含義見(jiàn)表。的正負(fù)極性和欠量程還是過(guò)量程，其含義見(jiàn)表。 Q3表示千位（表示千位（1/2）數(shù)的內(nèi)容，）數(shù)的內(nèi)容，Q3 =“0”（低（低電平）時(shí)，千位數(shù)為電平）時(shí)，千位數(shù)為1；Q3 =“1”（高電平）時(shí)，千位數(shù)為（高電平）時(shí)，千位數(shù)為0；Q2 表示被測(cè)電壓的極性，表示被測(cè)電壓的極性，Q2 =“1”表示正極表示正極性，性，Q2

46、=“0”表示負(fù)極性；表示負(fù)極性；Q0 “1”表示被測(cè)電壓在量程外（過(guò)或欠量表示被測(cè)電壓在量程外（過(guò)或欠量程），可用于儀表自動(dòng)量程切換。當(dāng)程），可用于儀表自動(dòng)量程切換。當(dāng)Q3=“0”時(shí)，表示過(guò)量程；當(dāng)時(shí)，表示過(guò)量程；當(dāng)Q3=“1”時(shí)，表示欠量程。時(shí)，表示欠量程。（14）VDD：正電源端，接：正電源端，接5V。二、二、MC14433與與80C51單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 盡管盡管MC14433需外接的元件很少，但為使其工作與最佳狀態(tài)，需外接的元件很少，但為使其工作與最佳狀態(tài)，也必須也必須注意外部電路的連接和外接元器件的選擇注意外部電路的連接和外接元器件的選擇。由于片內(nèi)。由于片內(nèi)提供時(shí)鐘發(fā)生器，使用

47、時(shí)只需外接一個(gè)電阻；也可采用外部提供時(shí)鐘發(fā)生器，使用時(shí)只需外接一個(gè)電阻；也可采用外部輸入時(shí)鐘或外接晶體振蕩電路。輸入時(shí)鐘或外接晶體振蕩電路。MC14433芯片工作電源為芯片工作電源為5V，正電源接，正電源接VDD，模擬部分負(fù)電源端接，模擬部分負(fù)電源端接VEE，模擬地，模擬地VAG與數(shù)字地與數(shù)字地VSS相連為公共接地端。為了提高電源的抗干相連為公共接地端。為了提高電源的抗干擾能力，擾能力，正、負(fù)電源分別經(jīng)去耦電容正、負(fù)電源分別經(jīng)去耦電容0.047F、0.02F與與VSS（VAG）端相連）端相連。MC14433芯片的芯片的基準(zhǔn)電壓須外接基準(zhǔn)電壓須外接，可由，可由MC1403通過(guò)分壓提供通過(guò)分壓提供

48、2V或或200mV的基準(zhǔn)電壓。在一的基準(zhǔn)電壓。在一些精度不高的小型智能化儀表中，由于些精度不高的小型智能化儀表中，由于5V電源是電源是經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓的，工作環(huán)境又比較好，這樣經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓的，工作環(huán)境又比較好，這樣就可以通過(guò)電位器對(duì)就可以通過(guò)電位器對(duì)5V直接分壓得到。直接分壓得到。EOC是是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標(biāo)志信號(hào)，每一次轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標(biāo)志信號(hào)，每一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC端都輸出一個(gè)端都輸出一個(gè)1/2時(shí)鐘周期寬度的時(shí)鐘周期寬度的脈沖。當(dāng)給脈沖。當(dāng)給DU端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，當(dāng)前端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，當(dāng)前A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換周期的轉(zhuǎn)換結(jié)果將被送至輸出鎖存器，經(jīng)多路開(kāi)關(guān)周期的轉(zhuǎn)換

49、結(jié)果將被送至輸出鎖存器，經(jīng)多路開(kāi)關(guān)輸出，否則將輸出鎖存器中原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以輸出，否則將輸出鎖存器中原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以DU端與端與EOC端相連，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，每次轉(zhuǎn)端相連，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，每次轉(zhuǎn)換結(jié)果都送至輸出寄存器。換結(jié)果都送至輸出寄存器。由于由于MC14433的的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輸出的BCD碼碼，Q0Q3和和DS1DS4都不是總線式都不是總線式的。的。因此，因此，80C51單片機(jī)只能單片機(jī)只能通過(guò)并行通過(guò)并行I/O接口或擴(kuò)展接口或擴(kuò)展I/O接口與其相連接口與其相連。對(duì)于。對(duì)于80C31單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，MC14433可

50、以直接和其可以直接和其P1口或擴(kuò)展口或擴(kuò)展I/O口口8155/8255相連。相連。 80C51讀取讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果可以采用中斷方式或查轉(zhuǎn)換結(jié)果可以采用中斷方式或查詢方式。采用中斷方式時(shí)，詢方式。采用中斷方式時(shí)，EOC端與端與80C51外部外部中斷輸入端或相連。采用查詢方式時(shí)中斷輸入端或相連。采用查詢方式時(shí)EOC端可接端可接入入80C51任一個(gè)任一個(gè)I/O口或擴(kuò)展口或擴(kuò)展I/O口?？?。 MC14433上電后，即對(duì)外部模擬輸入電上電后，即對(duì)外部模擬輸入電壓信號(hào)進(jìn)行壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，由于轉(zhuǎn)換，由于EOC與與DU端相端相連，每次轉(zhuǎn)換完畢都有相應(yīng)的連，每次轉(zhuǎn)換完畢都有相應(yīng)的BCD碼及相碼及相應(yīng)的選

51、通信號(hào)出現(xiàn)在應(yīng)的選通信號(hào)出現(xiàn)在Q0Q3和和DS1DS4上。當(dāng)上。當(dāng)80C51開(kāi)放開(kāi)放CPU中斷，允許外部中中斷，允許外部中斷斷1中斷申請(qǐng)，并置外部中斷為邊沿觸發(fā)方中斷申請(qǐng)，并置外部中斷為邊沿觸發(fā)方式，在執(zhí)行下列程序后，每次式，在執(zhí)行下列程序后，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，都將把時(shí)，都將把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)送入片內(nèi)轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM中的中的2EH、2FH單元。這兩個(gè)單元均單元。這兩個(gè)單元均可位尋址。可位尋址。 初始化程序：初始化程序： INI1：SETB IT1 ；選擇為邊沿觸發(fā)方式；選擇為邊沿觸發(fā)方式 MOV IE，#10000100B ；CPU開(kāi)中斷，外部中斷允許開(kāi)中斷，外部中斷允

52、許 中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序：PINT1：MOV A，P1 JNB ACC.4，PINT1 ；等待；等待DS1選通信號(hào)選通信號(hào) JB ACC.0，PEr ；查是否過(guò)、欠量程，是則轉(zhuǎn)；查是否過(guò)、欠量程，是則轉(zhuǎn)Per JB ACC.2，PL1 ；查結(jié)果是正或負(fù)，；查結(jié)果是正或負(fù)，1為正，為正，0為負(fù)為負(fù) SETB 77H ；負(fù)數(shù)符號(hào)置；負(fù)數(shù)符號(hào)置1，77H為符號(hào)位位地址為符號(hào)位位地址 AJMP PL2 PL1：CLR 77H ；正數(shù)，符號(hào)位置；正數(shù)，符號(hào)位置0 PL2：JB ACC.3，PL3 ；查千位（；查千位（1/2位）數(shù)為位）數(shù)為0或或1， ACC.3=0 時(shí)千位數(shù)為時(shí)千位數(shù)為 SETB

53、74H ；千位數(shù)置；千位數(shù)置1 AJMP PL4 PL3：CLR 74H ；千位數(shù)置；千位數(shù)置0PL4：MOV A，P1 JNB ACC.5, PL4 ；等待百位；等待百位BCD 碼選通信號(hào)碼選通信號(hào)DS2 MOV R0，#2EH XCHD A，R0 ；百位數(shù)送入；百位數(shù)送入2EH低低4位位PL5：MOV A，P1 JNB ACC.6，PL5 ；等待十位數(shù)選通信號(hào)；等待十位數(shù)選通信號(hào)DS3 SWAP A ；高低；高低4位交換位交換 INC R0 ；指向；指向2FH單元單元 MOV R0，A ；十位數(shù)送入；十位數(shù)送入2FH高高4位位PL6：MOV A，P1 JNB ACC.7，PL6 ；等待個(gè)位

54、數(shù)選通信號(hào)；等待個(gè)位數(shù)選通信號(hào)DS4 XCHD A，R0 ；個(gè)位數(shù)送入；個(gè)位數(shù)送入2FH低低4位位 RETI ；中斷返回；中斷返回PEr：SETB 10H ；置過(guò)、欠量程標(biāo)志；置過(guò)、欠量程標(biāo)志 RETI ；中斷返回；中斷返回 9.3 9.3 開(kāi)關(guān)量接口開(kāi)關(guān)量接口 開(kāi)關(guān)量的輸入與輸出，從原理上講十分簡(jiǎn)單。開(kāi)關(guān)量的輸入與輸出，從原理上講十分簡(jiǎn)單。CPUCPU只要通過(guò)對(duì)輸入信息分析是只要通過(guò)對(duì)輸入信息分析是“1”1”還是還是“0”0”，即，即可知開(kāi)關(guān)是合上還是斷開(kāi)。如果控制某個(gè)執(zhí)行器的可知開(kāi)關(guān)是合上還是斷開(kāi)。如果控制某個(gè)執(zhí)行器的工作狀態(tài)，只需送出工作狀態(tài)，只需送出“0”0”或或“1”1”，即可由操作

55、機(jī)，即可由操作機(jī)構(gòu)執(zhí)行。構(gòu)執(zhí)行。 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在著電、磁、振動(dòng)、溫度等各種由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在著電、磁、振動(dòng)、溫度等各種干擾及各類(lèi)執(zhí)行器所要求的開(kāi)關(guān)電壓量級(jí)及功率不干擾及各類(lèi)執(zhí)行器所要求的開(kāi)關(guān)電壓量級(jí)及功率不同，所以在接口電路中除根據(jù)需要選用不同的元器同，所以在接口電路中除根據(jù)需要選用不同的元器件外，件外，還需要采用各種緩沖、隔離與驅(qū)動(dòng)還需要采用各種緩沖、隔離與驅(qū)動(dòng)措施。措施。9.3.1 9.3.1 開(kāi)關(guān)量輸入接口開(kāi)關(guān)量輸入接口一、扳鍵開(kāi)關(guān)與單片機(jī)的接口一、扳鍵開(kāi)關(guān)與單片機(jī)的接口 讀扳鍵開(kāi)關(guān)狀態(tài)程序段：讀扳鍵開(kāi)關(guān)狀態(tài)程序段： CLR P1.0 CLR P1.0 ；準(zhǔn)備選通和讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài)；準(zhǔn)備選通

56、和讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài) MOVX AMOVX A，R0 R0 ；讀信號(hào)，（；讀信號(hào)，（R0R0）可為隨機(jī)值）可為隨機(jī)值 RRC ARRC A JNC KS1 JNC KS1 ；P0.0P0.0低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)KS1KS1 LJMP KF1 LJMP KF1 ；P0.0P0.0為高電平，執(zhí)行為高電平，執(zhí)行KF1KF1程序程序KS1KS1：RRC ARRC A JNC KS2 JNC KS2 ；P0.1P0.1低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)KS2KS2 LJMP KF2 LJMP KF2 ；P0.1P0.1為高電平，執(zhí)行為高電平，執(zhí)行KF2KF2程序程序 KS7KS7：RRC A

57、RRC A JNC ELSE JNC ELSE ；P0.7P0.7低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)低電平無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)ELSEELSE LJMP KF8 LJMP KF8 ；P0.7P0.7為高電平，執(zhí)行為高電平，執(zhí)行KF8KF8程序程序ELSEELSE： 二、撥盤(pán)開(kāi)關(guān)與單片機(jī)的接口二、撥盤(pán)開(kāi)關(guān)與單片機(jī)的接口 接口程序如下：接口程序如下：BCDBCD：CLR P1.0 CLR P1.0 ；準(zhǔn)備選通和讀入；準(zhǔn)備選通和讀入2 2位位BCDBCD碼碼 MOVX AMOVX A，R0 R0 ；讀信號(hào)，自；讀信號(hào)，自P0P0口讀口讀2 2位位BCDBCD碼碼 ANL AANL A，#0FH #0FH ；取個(gè)位數(shù)；取個(gè)位

58、數(shù) MOV 20HMOV 20H，A A ；存入片內(nèi)；存入片內(nèi)RAM RAM 的的20H20H單元單元 MOVX AMOVX A，R0 R0 ；重讀；重讀2 2位位BCDBCD碼碼 ANL AANL A，#0F0H #0F0H ；取十位數(shù)；取十位數(shù) SWAP A SWAP A ；調(diào)整到低半字節(jié)；調(diào)整到低半字節(jié) MOV 21HMOV 21H，A A ；存入片內(nèi)；存入片內(nèi)RAMRAM的的21H21H單元單元 RET RET 光耦合器光耦合器是以光為媒介傳輸信號(hào)的器件，它把一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，發(fā)光二極管加上正向輸入電壓信號(hào)（1.1V）就會(huì)發(fā)光，光信號(hào)作用在光敏三極管基極產(chǎn)

59、生基極光電流使三極管導(dǎo)通，輸出電信號(hào)。 9.3.2 9.3.2 開(kāi)關(guān)量輸出接口開(kāi)關(guān)量輸出接口一、輸出接口的隔離一、輸出接口的隔離主要特性參數(shù)有以下幾個(gè)方面：主要特性參數(shù)有以下幾個(gè)方面：（1 1）導(dǎo)通電流導(dǎo)通電流和和截止電流截止電流：當(dāng)發(fā)光二極管二端通：當(dāng)發(fā)光二極管二端通以一定電流時(shí)，光耦合器輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)以一定電流時(shí)，光耦合器輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)流過(guò)發(fā)光二極管的電流小于某一值時(shí)，光耦合器輸流過(guò)發(fā)光二極管的電流小于某一值時(shí)，光耦合器輸出端截止。不同的光耦合器通常有不同的導(dǎo)通電流，出端截止。不同的光耦合器通常有不同的導(dǎo)通電流，一般一般典型值為典型值為10mA10mA。（2 2）頻率響應(yīng)頻

60、率響應(yīng)：受發(fā)光二極管和光敏三極管響應(yīng)：受發(fā)光二極管和光敏三極管響應(yīng)時(shí)間的影響，開(kāi)關(guān)信號(hào)傳輸速度和頻率受光耦合器時(shí)間的影響，開(kāi)關(guān)信號(hào)傳輸速度和頻率受光耦合器頻率特性的影響。因此，在高頻信號(hào)傳輸中要考慮頻率特性的影響。因此，在高頻信號(hào)傳輸中要考慮其頻率特性。在開(kāi)關(guān)量輸出通道中，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)其頻率特性。在開(kāi)關(guān)量輸出通道中，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)頻率一般較低，不會(huì)受光耦合器頻率特性影響。頻率一般較低，不會(huì)受光耦合器頻率特性影響。（3 3）輸出端工作電流輸出端工作電流：是指光耦合器導(dǎo)通時(shí)，流：是指光耦合器導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)光敏三極管的額定電流。該值表示了光耦合器的過(guò)光敏三極管的額定電流。該值表示了光耦合器的驅(qū)動(dòng)能力，一