單片機(jī)及其應(yīng)用AD和DA轉(zhuǎn)換課件

1、控制系統(tǒng)模型執(zhí)執(zhí)行行部部件件放放大大驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)控控制制對(duì)對(duì)象象微微型型計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)采采樣樣保保持持信號(hào)處理信號(hào)處理信號(hào)處理信號(hào)處理信號(hào)處理信號(hào)處理傳感器傳感器1 1傳感器傳感器2 2傳感器傳感器3 3I/OI/O接接口口D/AD/A轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理模擬轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)換基準(zhǔn)電壓電壓數(shù)字開(kāi)關(guān)數(shù)字開(kāi)關(guān)控制控制數(shù)字接口數(shù)字接口基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓電流電流IiIi運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器權(quán)電阻式權(quán)電阻式D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器T T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D/AD/A轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理 權(quán)電阻式權(quán)電阻式D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器I0I1I2In-12n-1RVref

2、d0d1d2dn-1R22n-3R2n-2RIoutRfVoutIout=Ii (i=0n-1)Vout=Ii (i=0n-1)Rf VrefIi =2(n-1-i)R diD=dn-1dn-2d1d0 Ii =2(n-1)R 2i diVref阻值范圍大阻值范圍大R2R2n-1RD/AD/A轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理 T T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)di=0 接地接地di=1 接入放大器虛地接入放大器虛地ABCDI3I2I1I0RfVOUTVrefRRR2R2R2R2R2Rd0d1d2d3IOUTIout=Ii (i=0n-1)Vout=Ii (i=0n-1)Rf Ii =2nR 2i di

3、VrefVrefRRR2RABCD2R2R2R2RI3I2I1I0Vref2RI3=Vref22RI2=Vref23RI1=Vref24RI0=D/AD/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)- -滿刻度輸出與理論輸出之間的差異滿刻度輸出與理論輸出之間的差異- -任意二進(jìn)制輸出與理論值之間的差異任意二進(jìn)制輸出與理論值之間的差異- - 衡量單位：衡量單位：LSBLSB，應(yīng)應(yīng) - - 能夠分辨的最小模擬量輸出能夠分辨的最小模擬量輸出- - 位數(shù)表示，位數(shù)表示，n n位，最低位位，最低位對(duì)應(yīng)電壓對(duì)應(yīng)電壓1/21/2n n滿量程滿量程- - 二進(jìn)制數(shù)輸入到二進(jìn)制數(shù)輸入到所需時(shí)間，電流建立時(shí)間所需時(shí)間，電流

4、建立時(shí)間輸出達(dá)到終值相差輸出達(dá)到終值相差1/21/2LSBLSB范圍內(nèi)范圍內(nèi)- - D/AD/A轉(zhuǎn)換實(shí)際曲線與理想曲線之間的最大偏差轉(zhuǎn)換實(shí)際曲線與理想曲線之間的最大偏差根據(jù)根據(jù)T T型電路網(wǎng)絡(luò)型電路網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式計(jì)算公式DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用vDAC0832 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 分辨率：分辨率：8位位 輸出類型：電流輸出類型：電流 增益溫度系數(shù)：增益溫度系數(shù)：0.02% 單電源供電：?jiǎn)坞娫垂╇姡?5V+15V 功耗：功耗：20mw 轉(zhuǎn)換速度：約轉(zhuǎn)換速度：約1usDAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用1.DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI78

5、8位輸入位輸入鎖存器鎖存器LE18 8位位DACDAC鎖存器鎖存器LE2ILE&CSWR1&XFERWR28位位DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器VrefIout1Iout2RfbRf兩級(jí)鎖存器兩級(jí)鎖存器T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用 管腳及功能說(shuō)明管腳及功能說(shuō)明CSWR1WR2AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGNDVCCILEXFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout1I.I.數(shù)字量輸入線數(shù)字量輸入線II.II.模擬量輸入線模擬量輸入線III.III.模擬量相關(guān)管腳模擬量相關(guān)管腳IV.IV.鎖存器鎖存管腳鎖存器鎖存管腳輸入鎖存器（輸入鎖存

6、器（1 1stst）轉(zhuǎn)換鎖存器（轉(zhuǎn)換鎖存器（2 2ndnd）兩級(jí)鎖存器怎么用？?jī)杉?jí)鎖存器怎么用？=DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用:各開(kāi)關(guān)向各開(kāi)關(guān)向1閉合的各位權(quán)電流匯集輸出端。閉合的各位權(quán)電流匯集輸出端。:各開(kāi)關(guān)向各開(kāi)關(guān)向0閉合的各位權(quán)電流匯集輸出端閉合的各位權(quán)電流匯集輸出端。:參考電壓輸入端，參考電壓輸入端，-10V+10V之間之間。:反饋電阻連接端。反饋電阻連接端。：允許輸入鎖存信號(hào)允許輸入鎖存信號(hào)：傳送控制信號(hào)傳送控制信號(hào)：模擬地模擬地/數(shù)字地應(yīng)分別連接，然后再共接數(shù)字地應(yīng)分別連接，然后再共接DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用DAC0832DAC0832的工作方式的工作方

7、式端口端口1端口端口2端口地址譯碼端口地址譯碼DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5V輸出直通方式輸出直通方式端口端口地址地址譯碼譯碼DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5VWR只使用第只使用第1級(jí)輸入鎖存器級(jí)輸入鎖存器DAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用使用使用2級(jí)鎖存器級(jí)鎖存器DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5V端口端口1地址譯碼地址譯碼WR端口端口2地址譯碼地址譯碼DAC08

8、32DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用EX:EX:使用使用D/AD/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)造一個(gè)轉(zhuǎn)換器構(gòu)造一個(gè)波形發(fā)生器波形發(fā)生器，整個(gè)電路由，整個(gè)電路由DAC0832DAC0832、雙運(yùn)、雙運(yùn)算放大器算放大器LM358LM358和地址譯碼電路組成。和地址譯碼電路組成。DAC0832DAC0832工作在單緩沖工作方工作在單緩沖工作方式，式，WR2WR2和和XFERXFER接地。接地。DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5V端口地址譯碼端口地址譯碼WRVref-+5V端口地址端口地址360HDAC0832DAC0832及應(yīng)用及應(yīng)用 矩形波矩形波 三角波三角波

9、梯形波梯形波最大值最大值最小值最小值跳變跳變漸變漸變到達(dá)最大到達(dá)最大/最小值后不保持最小值后不保持高電平高電平低電平低電平MOV A,#0HMOVX DPTR,ACALL DELAYCPL ASJMP AGNMOVX DPTR,AMOV DPTR,#360HAGN:A/DA/D轉(zhuǎn)換器基本原理轉(zhuǎn)換器基本原理A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器常用轉(zhuǎn)換方法常用轉(zhuǎn)換方法逐次逼近法逐次逼近法雙積分法雙積分法v逐次逼近的逐次逼近的A/DA/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理SARSARVstVst控制邏輯與時(shí)序控制邏輯與時(shí)序D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器輸輸出出鎖鎖存存器器EOCEOCOEOE+Vref+Vref-Vref-Vref

10、VinVinSTARTSTARTCLKCLKD0D0D7D7比較器比較器+ +- -比較器比較器逐次比較寄存器逐次比較寄存器A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ADC0809GND Vref-D1 D2IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+ D0 8 8位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器，逐次逼近結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器，逐次逼近結(jié)構(gòu) 8 8通道多路開(kāi)關(guān)輸入切換電路通道多路開(kāi)關(guān)輸入切換電路 電源電源+5V,Vref=+5V+5V,Vref=+5V Vin Vin范圍范圍: :單極性單極性0

11、 0+5V+5V 每次轉(zhuǎn)換時(shí)間：每次轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100100 S S 60 60個(gè)時(shí)鐘周期個(gè)時(shí)鐘周期, fmax=640KHz, fmax=640KHz ( (推薦推薦CLK=500KHz)CLK=500KHz) 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出控制方式：轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出控制方式： 查詢方式或者中斷方式查詢方式或者中斷方式2828腳腳DIPDIP封裝圖封裝圖A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ADC0809GND Vref-D1 D2IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+ D0v 管腳功

12、能說(shuō)明：管腳功能說(shuō)明： MCUMCU端端 外部輸入端外部輸入端IN0IN7IN0IN7 外部模擬信號(hào)輸入，外部模擬信號(hào)輸入， 共共8 8路路D0D7D0D7 轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量輸出端轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量輸出端ADDAADDCADDAADDC 8 8路輸入地址選擇位路輸入地址選擇位ALEALE 地址選擇位鎖存信號(hào)地址選擇位鎖存信號(hào)STARTSTART 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)EOCEOC 轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)OEOE 轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取控制信號(hào)轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取控制信號(hào) 系統(tǒng)管腳系統(tǒng)管腳 CLK CLK 時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)，=640=640KHzKHz Vref Vref 參考電壓參考電壓A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ADC0809vADC0809ADC0809與與5151單片機(jī)的連接方法單片機(jī)的連接方法MCS-51ADC 0809鎖存器鎖存器74LS373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDCINT1EOC11Fosc=6MHzFosc=6MHz 2 2口地址可以為：口地址可以為：0FE000FE000FE07H 0FE07H 也可為：也可為： 0FEF00FEF00FEF7H0FEF7H中斷處理中斷處理A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ADC080