第08章 模擬量通道接口new

1、昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件模擬量通道接口概述模擬量通道接口概述 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器第八章第八章 模擬量通道接口模擬量通道接口 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)：掌握掌握模擬量接口的地位和作用模擬量接口的地位和作用;理解理解模擬量轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)模擬量轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) ；掌握掌握D/A轉(zhuǎn)換原理、轉(zhuǎn)換原理、DAC0832、D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 ；掌握掌握A/D轉(zhuǎn)換原理、轉(zhuǎn)換原理、ADC0809、A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 。昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單

2、片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件1.1.模擬量接口的地位和作用模擬量接口的地位和作用 將模擬量轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的過(guò)程稱為為數(shù)字量的過(guò)程稱為A/DA/D轉(zhuǎn)換，完成這一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，完成這一轉(zhuǎn)換的器件稱為換的器件稱為ADCADC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器；器；將數(shù)字量轉(zhuǎn)換將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的過(guò)程稱為為模擬量的過(guò)程稱為D/AD/A轉(zhuǎn)換，完成這一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，完成這一轉(zhuǎn)換的器件稱為換的器件稱為DACDAC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器。器。微型計(jì)算機(jī)受控對(duì)象數(shù)字量物理量模擬量D/A轉(zhuǎn)換器及其接口m執(zhí)行部件m執(zhí)行部件1D/A轉(zhuǎn)換器及其接口1模擬量物理量數(shù)字量.傳感器nA/D轉(zhuǎn)換器及其接口n模擬量物理量數(shù)字量.數(shù)字量物理量模擬量A/D轉(zhuǎn)換器

3、及其接口1傳感器1圖圖8-1 8-1 微機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的基本組成微機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的基本組成 自動(dòng)化領(lǐng)域常常采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理。自動(dòng)化領(lǐng)域常常采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理。所要采集的信號(hào)或被控對(duì)象的參數(shù)往往是一些在時(shí)間和數(shù)值上所要采集的信號(hào)或被控對(duì)象的參數(shù)往往是一些在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的模擬量。而計(jì)算機(jī)都是連續(xù)變化的模擬量。而計(jì)算機(jī)CPUCPU只能接收和處理不連續(xù)只能接收和處理不連續(xù)的數(shù)字量。因此，必須實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，才能實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制。的數(shù)字量。因此，必須實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，才能實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制。昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件1)

4、 1) D/AD/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) 分辨率：分辨率：定義：定義：D/AD/A轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出電壓增量，常為滿量程的轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出電壓增量，常為滿量程的2 2-n-n倍。倍。例如：例如：10V10V滿量程的滿量程的8 8位位DACDAC芯片，分辨率芯片，分辨率=10=10* *2 2-8-8=39mv=39mv； 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 ：定義：定義：D/AD/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出值和理論值的接近程度。轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出值和理論值的接近程度。 例如：若滿量程輸出理論值為例如：若滿量程輸出理論值為10V10V，實(shí)際值為，實(shí)際值為9.99V-10.01V9.99V-10.0

5、1V，則轉(zhuǎn)換精度則轉(zhuǎn)換精度 。偏移量誤差偏移量誤差 ：定義：輸入數(shù)字量為定義：輸入數(shù)字量為0 0時(shí)，輸出模擬量對(duì)時(shí)，輸出模擬量對(duì)0 0的偏移值，?？赏ǖ钠浦?，常可通過(guò)過(guò)DACDAC的外接的外接VREF和電位計(jì)加以調(diào)整。和電位計(jì)加以調(diào)整。線性度線性度 ：定義：定義：D/AD/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際轉(zhuǎn)換特性和理想直線間的最大偏差。轉(zhuǎn)換器實(shí)際轉(zhuǎn)換特性和理想直線間的最大偏差。通常，線性度通常，線性度 (LSB(LSB為分辨率）。為分辨率）。 10mV10V0.01V LSB21 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件2) 2) A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能

6、指標(biāo) 分辨率：分辨率：定義：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定義：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。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。變化量。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。 例如：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 。一個(gè)。一個(gè)10V10V滿刻度的滿刻度的1212位位ADCADC能分辨的輸入電壓變化最能分辨的輸入電壓變化最小值是小值是 。 量化誤差量化誤差 ：定義：定義：ADCADC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，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)程稱為量化。量化誤

7、差是這個(gè)過(guò)程稱為量化。量化誤差是ADCADC的有限位數(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行量的有限位數(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。化而引起的誤差。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)需很大甚至無(wú)窮大。的位數(shù)需很大甚至無(wú)窮大。一個(gè)分辨率有限的一個(gè)分辨率有限的ADCADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無(wú)限分辨率的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無(wú)限分辨率的的ADCADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。 1221mVV4 . 2211012 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件偏移誤差偏移誤差 ：定義

8、：當(dāng)輸入信號(hào)為定義：當(dāng)輸入信號(hào)為0 0時(shí)，輸出信號(hào)不為時(shí)，輸出信號(hào)不為0 0的值稱為偏移誤差的值稱為偏移誤差（或稱零值誤差）。假定（或稱零值誤差）。假定ADCADC沒(méi)有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲沒(méi)有非線性誤差，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)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)的輸入電壓值就是偏移誤差。應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。 滿刻度誤差滿刻度誤差 ：定義：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定義：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稱為滿刻度誤差（又稱增益誤差）。壓之差稱為滿刻度誤差（又稱增益誤差）。 線性

9、度線性度 ：定義：轉(zhuǎn)換器實(shí)際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差稱為線定義：轉(zhuǎn)換器實(shí)際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差稱為線性度。性度。 絕對(duì)精度絕對(duì)精度 ：定義：在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入定義：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為絕對(duì)精度。與理論模擬輸入之差的最大值稱為絕對(duì)精度。 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率 ：定義：定義：ADCADC的轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即的轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(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（包括穩(wěn)定時(shí)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

10、倒數(shù)。間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件D/AD/A轉(zhuǎn)換的一般工作原理轉(zhuǎn)換的一般工作原理: :常用電阻分壓常用電阻分壓/ /分流來(lái)實(shí)現(xiàn)分流來(lái)實(shí)現(xiàn)D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。D/AD/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成與數(shù)值成正比的電壓轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成與數(shù)值成正比的電壓/ /電流。電流。有權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)有權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)與與 T T型解碼網(wǎng)絡(luò)型解碼網(wǎng)絡(luò)兩種構(gòu)建方法兩種構(gòu)建方法, ,又以又以T T型型解碼網(wǎng)絡(luò)解碼網(wǎng)絡(luò)最為常用。最為常用。權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單。但隨著簡(jiǎn)單。但隨著D/AD/A轉(zhuǎn)換的位數(shù)增加，權(quán)電阻值跨度增大，在轉(zhuǎn)換的位

11、數(shù)增加，權(quán)電阻值跨度增大，在集成電路中難于實(shí)現(xiàn)。集成電路中難于實(shí)現(xiàn)。T T型解碼網(wǎng)絡(luò)型解碼網(wǎng)絡(luò)電阻數(shù)量大一倍。但電阻值歸一化程度高電阻數(shù)量大一倍。但電阻值歸一化程度高, ,容易集成，精度容易集成，精度高。應(yīng)用最為普遍。高。應(yīng)用最為普遍。1. 1. D/AD/A轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器RVaIIIIiRniin2121 RVaRVaIRVaRVaIiRiiRiiRR2211111 RfRfniiioutVRRDVRRaV 12RfR1VRIfII-+OAa1運(yùn)算放大器Vout

12、I1R2a2I2Rn-1an-1In-1RnanIn21R22R2n-1R2nR. . . . . . . . . . .理想運(yùn)放：開(kāi)環(huán)增益理想運(yùn)放：開(kāi)環(huán)增益=， 輸入電阻輸入電阻=； 輸出電阻輸出電阻=0=0。運(yùn)放的運(yùn)放的“虛短特虛短特性性”: :運(yùn)放的運(yùn)放的“虛地特虛地特性性”: :昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件 T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器RVIRRVaIaIaIaIiRniinn212211 RVIIRVIIiRiiR2222111 RfRfniiioutVRRDVRRaV12運(yùn)放的運(yùn)放的“虛短特虛短特性性”: :整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的

13、等效輸入電阻為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效輸入電阻為R,R,基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓V VR R供出的總電流為供出的總電流為: :運(yùn)放的運(yùn)放的“虛地特性虛地特性”，經(jīng)，經(jīng)2R2R電阻流向開(kāi)關(guān)的各分流為：電阻流向開(kāi)關(guān)的各分流為：Rf2R2R2R2RVRIfI I-+OAa1a2an-1an運(yùn)運(yùn)算算放放大大器器V Vo ou ut tS S1 1S S2 2S Sn n- -1 1S Sn n2 2R RII1=2-1II2=2-2IIn-1=2-(n-1)IIn=2-nI2-nIRRR昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件CSCS VCCVCCWR1WR1 ILEILEAGND AG

14、ND WR2WR2D3 D3 XFERXFERD2 D4D2 D4D1 D5 D1 D5 D0 D6D0 D6VrefVref D7 D7RfbRfb Iout2Iout2DGNDDGND Iout1Iout1DAC0832DAC083220 PIN DIP20 PIN DIP封裝封裝8 8位位D/AD/A，分辨率，分辨率=Vref/256=Vref/256轉(zhuǎn)換時(shí)間為轉(zhuǎn)換時(shí)間為1s1s；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通；增益溫度補(bǔ)償為增益溫度補(bǔ)償為0.02%FS/0.02%FS/；每次輸入數(shù)字為每次輸入數(shù)字為8 8位二進(jìn)數(shù)；位二進(jìn)數(shù)；參考電壓源，參考電壓源

15、，-10-10+10V+10V功耗為功耗為20mW20mW；邏輯電平與邏輯電平與TTLTTL兼容；兼容；CMOSCMOS低功耗器件，低功耗器件，+5+5+15V+15V。單電源供電；單電源供電；電流輸出型器件電流輸出型器件( (需外接運(yùn)放需外接運(yùn)放) )；采用采用T T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1.DAC0832主要特性主要特性2. D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件2.DAC08322.DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳DI0DI7：8位數(shù)字量輸入端位數(shù)字量輸入端/CS： 片選端，低有效片選端，低

16、有效ILE： 數(shù)據(jù)鎖存允許數(shù)據(jù)鎖存允許,高有效高有效/WR1： 寫控制信號(hào)寫控制信號(hào)1,低有效低有效/WR2： 寫控制信號(hào)寫控制信號(hào)2,低有效低有效/XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)Iout1：電流輸出端：電流輸出端18 8位位輸輸入入鎖鎖存存器器8 8位位D DA AC C鎖鎖存存器器8 8位位D D/ /A A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器LE1LE2ILECSWR1WR2XFERDI0DI7VREFIOUT2IOUT1RfbAGNDIout2：電流輸出端：電流輸出端2 Iout1+ Iout2=常數(shù)常數(shù)Rfb： 內(nèi)置反饋電阻端內(nèi)置反饋電阻端Vref: 參考電壓源參考電壓源,-10+10VDGN

17、D： 數(shù)字量地?cái)?shù)字量地AGND： 模擬量地模擬量地Vcc: +5+15V單電源供電端單電源供電端昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件2) 2) DAC0832DAC0832的工作方式 DAC0832工作方式工作方式直通方式直通方式 雙緩沖器雙緩沖器方式方式 單緩沖器單緩沖器方式方式 134昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件直通方式直通方式DAC0832DAC0832直通工作方式如圖直通工作方式如圖8-58-5所示。所示。將兩個(gè)寄存器（輸入寄存器和將兩個(gè)寄存器（輸入寄存器和DACDAC寄存器）的寄存器）的5 5個(gè)控制信號(hào)（

18、個(gè)控制信號(hào)（ILEILE、 、 、 、 ）均預(yù)先置為有效，兩個(gè)寄）均預(yù)先置為有效，兩個(gè)寄存器都開(kāi)通處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，存器都開(kāi)通處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，模擬輸出始終跟隨輸入變化。模擬輸出始終跟隨輸入變化。 CS1WR2WRXFER20103DGNDAGNDVcc17118213164719121198DAC0832+5VILE數(shù)字量DI7DI0WR1WR2CSXFERVOUTVREFRfbIOUT1IOUT2+-OA圖圖8-5 DAC0832直通方式的電路直通方式的電路 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件單緩沖器方式單緩沖器方式DAC0832DAC0832單緩沖器

19、工作方式如圖單緩沖器工作方式如圖8-68-6所示。所示。將兩個(gè)寄存器（輸入寄存器和將兩個(gè)寄存器（輸入寄存器和DACDAC寄存器）的寄存器）的3 3個(gè)控制信號(hào)（個(gè)控制信號(hào)（ILEILE、 、 ）均預(yù)先置為有效）均預(yù)先置為有效; ; 接單片機(jī)的接單片機(jī)的 ， 接單片機(jī)的接單片機(jī)的P2.7P2.7口口 。CS1WR2WRXFERWR圖圖8-6 DAC08328-6 DAC0832單緩沖方式的電路單緩沖方式的電路 103DGNDAGND18247131617119AT89C5120VccP2.7P0.0P0.7WR121198DAC0832+5VILED0D7WR1WR2CSXFERVOUTVREFR

20、fbIOUT1IOUT2+-OA昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件這樣這樣DAC0832DAC0832的地址為的地址為7FFFH7FFFH則執(zhí)行下列三條指令就可以將一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量：則執(zhí)行下列三條指令就可以將一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量： MOV DPTR,#7FFFH MOV DPTR,#7FFFH ；端口地址送；端口地址送DPTRDPTR MOV A,#DATA MOV A,#DATA ；8 8位數(shù)字量送累加器位數(shù)字量送累加器A A MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A ；向；向08320832寫入數(shù)字量，同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換寫入數(shù)字量，同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

21、昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件雙緩沖器方式雙緩沖器方式雙緩沖方式的轉(zhuǎn)換要有兩個(gè)步驟：雙緩沖方式的轉(zhuǎn)換要有兩個(gè)步驟： 令令 ，將數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器；，將數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器； 令令 ，將輸入寄存器的內(nèi)容寫入，將輸入寄存器的內(nèi)容寫入DACDAC寄存器。寄存器。 1, 01, 0 ILEWRCS0, 02 XFERWRP2.5P2.6OA-+IOUT2IOUT1RfbVREFVOUTXFERCSW R2W R1D0D7ILE+5VDAC0832(2)891112Vcc2019117131647218AGNDDGND310103DGNDAGND182471316

22、17119AT89C5120VccP2.7P0.0P0.7W R121198DAC0832(1)+5VILED0D7W R1W R2CSXFERVOUTVREFRfbIOUT1IOUT2+-OA圖圖8-8DAC0832雙緩沖方式的電路雙緩沖方式的電路 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件第二節(jié) D/A轉(zhuǎn)換器 第八章第八章 模擬量通道接口模擬量通道接口 圖圖8-8DAC0832雙緩沖方式的電路雙緩沖方式的電路 P2.5P2.6OA-+IOUT2IOUT1RfbVREFVOUTXFERCSWR2WR1D0D7ILE+5VDAC0832(2)891112Vcc20

23、19117131647218AGNDDGND310103DGNDAGND18247131617119AT89C5120VccP2.7P0.0P0.7WR121198DAC0832(1)+5VILED0D7WR1WR2CSXFERVOUTVREFRfbIOUT1IOUT2+-OA昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件例：例：圖圖8-88-8中的兩個(gè)模擬輸出分別作為示波器的中的兩個(gè)模擬輸出分別作為示波器的X X、Y Y方向方向的位移，則單片機(jī)執(zhí)行下面的程序后，可使示波器上的光點(diǎn)根的位移，則單片機(jī)執(zhí)行下面的程序后，可使示波器上的光點(diǎn)根據(jù)參數(shù)據(jù)參數(shù)X X、Y Y的值同

24、步移動(dòng)。假設(shè)參數(shù)的值同步移動(dòng)。假設(shè)參數(shù)X X、Y Y已分別存于工作寄存已分別存于工作寄存器器R1R1、R2R2中。中。 解：解：MOV DPTR, #0DFFFH ；指向；指向DAC0832(1)的數(shù)據(jù)輸入寄存器的數(shù)據(jù)輸入寄存器 MOV A, R1；X方向數(shù)據(jù)送入方向數(shù)據(jù)送入A MOVX DPTR,A；將；將X寫入寫入DAC0832(1)的數(shù)據(jù)輸入寄存器的數(shù)據(jù)輸入寄存器 MOV DPTR,#0BFFFH；指向；指向DAC0832(2)的數(shù)據(jù)輸入寄存器的數(shù)據(jù)輸入寄存器 MOV A,R2；Y方向數(shù)據(jù)送入方向數(shù)據(jù)送入A MOVX DPTR,A；將；將Y寫入寫入DAC0832(2)的數(shù)據(jù)輸入寄存器的數(shù)

25、據(jù)輸入寄存器 MOV DPTR,#7FFFH；指向兩片；指向兩片DAC0832的的DAC寄存器寄存器 MOVX DPTR,A；兩片；兩片DAC同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，同步輸出同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，同步輸出 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件3. 3. D/AD/A轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例 實(shí)例實(shí)例8-1：根據(jù)如圖根據(jù)如圖8-6所示的單緩沖方式接口電路，請(qǐng)編寫所示的單緩沖方式接口電路，請(qǐng)編寫出產(chǎn)生鋸齒波、三角波和方波的程序。出產(chǎn)生鋸齒波、三角波和方波的程序。c) 方波b) 三角波a) 鋸齒波0V-5V-1V-5V0V-5V0V圖圖8-9 8-9 例例8-18-1產(chǎn)生的波形產(chǎn)生

26、的波形 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件解：相應(yīng)程序如下：解：相應(yīng)程序如下：鋸齒波程序鋸齒波程序ORG1000HSTART: MOVDPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINCASJMPSTARTEND 三角波程序三角波程序ORG1000HSTART:CLRAMOV DPTR,#7FFFHDOWN:MOVXDPTR,A；線性下降段；線性下降段INCAJNZDOWN；若未完，；若未完，DOWNMOVA,#0FEHUP:MOVXDPTR,A；線性上升段；線性上升段DECAJNZUP；若未完，則；若未完，則UPSJMPDOWN；若已完，則循環(huán)；若已完，則

27、循環(huán)END 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件 方波程序方波程序ORG 1000HSTART:MOV DPTR,#7FFFHLOOP:MOV A,#33HMOVX DPTR,A；置上限電平；置上限電平ACALL DELAY ；形成方波頂寬；形成方波頂寬MOV A,#0FFHMOVX DPTR,A；置下限電平；置下限電平ACALL DELAY ；形成方波底寬；形成方波底寬SJMP LOOP；循環(huán)；循環(huán)DELAY:.END 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件A/D轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模擬電壓或電流變成與它成正比轉(zhuǎn)換器是一種

28、能把輸入模擬電壓或電流變成與它成正比的數(shù)字量的數(shù)字量 。A/D轉(zhuǎn)換器從原理上通?？煞譃橐韵滤姆N：轉(zhuǎn)換器從原理上通常可分為以下四種： 計(jì)數(shù)器式計(jì)數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器、 雙積分式雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器、 逐次逼近式逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、 并行并行A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 。本書僅對(duì)計(jì)算機(jī)中廣泛采用的逐次逼近式本書僅對(duì)計(jì)算機(jī)中廣泛采用的逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行介轉(zhuǎn)換器進(jìn)行介紹紹 。昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件D/A轉(zhuǎn)換器的輸出轉(zhuǎn)換器的輸出VF，從二進(jìn)制數(shù)據(jù)的最高位起，依次逐位置，從二進(jìn)制數(shù)據(jù)的最高位起，依次逐位置1， VF與待與待轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換的

29、模擬量模擬量Vi比較，若比較，若VFVi，該位清，該位清0；然；然后再照此比較下一位，后再照此比較下一位，直至比完最低位。最后得到的結(jié)果即直至比完最低位。最后得到的結(jié)果即A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換的值。值。試探次序試探次序1234比較結(jié)果比較結(jié)果VinVFVinVFVinVF留或舍留或舍留留舍舍留留留留數(shù)字輸出數(shù)字輸出1011D/A轉(zhuǎn)換器輸出寄存器移位寄存器時(shí)鐘控制邏輯Vin模擬輸入-+VREF逐次逼近逐次逼近寄存器(SAR)數(shù)字輸出數(shù)字輸出比較器比較器1/322/164/166/168/1610/1612/1614/1618/1612/1610/1611/16VinVF1.1.逐次逼近式逐次逼近式A/

30、DA/D轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件 ADC0809主要特性主要特性8 8位位A/D,A/D,量化間隔量化間隔=Vin/(256-1)=Vin/(256-1)CMOS CMOS 低功耗器件低功耗器件8 8通道通道 多路開(kāi)關(guān)輸入切換電路多路開(kāi)關(guān)輸入切換電路單電源單電源 +5V,+5V,參考電壓參考電壓 Vref -0，Vref+Vcc VinVin范圍范圍 單極性單極性0 0+5V+5V逐次逼近結(jié)構(gòu)逐次逼近結(jié)構(gòu)每次轉(zhuǎn)換時(shí)間每次轉(zhuǎn)換時(shí)間 100100110110 S S時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率 500KHz500KHz640KHz640KHz典

31、型典型CLK=500KHzCLK=500KHz轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取方式轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取方式 延時(shí)讀數(shù)延時(shí)讀數(shù) 查詢查詢EOC=1 EOC=1 EOCEOC申請(qǐng)中斷申請(qǐng)中斷2. 2. A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ADC0809 ADC0809 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件VREF (-)VREF (+)GNDVCC15121311IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADDAADDBADDCALE2223242554321282726EOCOE(MSB)-8-7-6-5-4-3-2-12222222291714158181920217106256電阻階梯樹

32、狀 開(kāi) 關(guān)三態(tài)輸出鎖存器CLOCKSTART逐次逼近式寄存器SAR控 制 電 路VSTVIN比較器地址鎖存與譯碼器 8路模擬開(kāi)關(guān)圖圖8-11 ADC08098-11 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件圖圖8-12 ADC0809ADC0809引腳圖引腳圖 D11112141316151718D4D0VREF(-)D2GNDVREF(+)VCCADC0809IN3IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLKD5D6D7ALEADDCADDBADDAIN4IN0IN1IN22827252622212324192091

33、056873421ADC0809ADC0809引腳圖引腳圖: : IN0-IN7IN0-IN7：8 8路模擬信號(hào)輸入端；路模擬信號(hào)輸入端； ADDAADDA、ADDBADDB、ADDCADDC：模擬通道的地：模擬通道的地址選擇線輸入址選擇線輸入 ； ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入；：地址鎖存允許信號(hào)輸入；CLK：外部時(shí)鐘輸入端：外部時(shí)鐘輸入端 ；D0D7：數(shù)字量輸出端：數(shù)字量輸出端 ； OE：輸出允許信號(hào)輸入，高電平有效；：輸出允許信號(hào)輸入，高電平有效； START：?jiǎn)?dòng)信號(hào)輸入，高電平有效：?jiǎn)?dòng)信號(hào)輸入，高電平有效 ；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出，高電平有效：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出，高電平有效 ； 、

34、：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端 ； Vcc:正電源電壓（正電源電壓（+5V）；）；GND：接地端：接地端 。 )( REFV)( REFV昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件被選模擬量路數(shù)和地址的關(guān)系被選模擬量路數(shù)和地址的關(guān)系 如表如表8-18-1所示所示: : 被選模擬電壓路數(shù)被選模擬電壓路數(shù)ADDCADDBADDAIN0000IN1001IN2010IN3011IN4100IN5101IN6110IN7111昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件ADC0809時(shí)序圖時(shí)序圖昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片

35、機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件ADC0809ADC0809與與MCS-51MCS-51單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 芯片芯片ADC0809ADC0809的的A/DA/D轉(zhuǎn)換程序有轉(zhuǎn)換程序有3 3種編程方式：種編程方式：查詢方式、中斷方式和延時(shí)方式。查詢方式、中斷方式和延時(shí)方式。 a.a.查詢方式查詢方式ADC0809ADC0809的的EOC EOC 端與單片機(jī)的任一位端與單片機(jī)的任一位I/OI/O口線相連。啟動(dòng)口線相連。啟動(dòng)A/DA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一小段延時(shí)后再不斷查詢此換信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一小段延時(shí)后再不斷查詢此I/OI/O腳，直到腳，直到EOCEOC由由低電平變?yōu)楦唠娖?，則轉(zhuǎn)換結(jié)束，再讀低電

36、平變?yōu)楦唠娖?，則轉(zhuǎn)換結(jié)束，再讀A/DA/D的值。的值。b.中斷方式中斷方式使用使用ADC0809的的EOC端通過(guò)反相器接到端通過(guò)反相器接到MCS51的外中斷申的外中斷申請(qǐng)端，向請(qǐng)端，向CPU申請(qǐng)中斷。在中斷服務(wù)程序中讀取申請(qǐng)中斷。在中斷服務(wù)程序中讀取A/D的值。的值。c.延時(shí)方式延時(shí)方式 啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后，不查詢、不中斷，延時(shí)一段時(shí)間后直接讀轉(zhuǎn)換后，不查詢、不中斷，延時(shí)一段時(shí)間后直接讀取取A/D轉(zhuǎn)換值，此種方式可節(jié)省單片機(jī)硬件資源。但要注意延轉(zhuǎn)換值，此種方式可節(jié)省單片機(jī)硬件資源。但要注意延時(shí)時(shí)間不能小于時(shí)時(shí)間不能小于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間，否則轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間，否則A/D轉(zhuǎn)換尚未結(jié)束轉(zhuǎn)換尚未結(jié)束，便得到不正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。，便得到不正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。昆明學(xué)院昆明學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)教學(xué)課件教學(xué)課件圖圖8-13 ADC08098-13 ADC0809與與AT89C51AT89C51的接口電路圖的接口電路圖 ADDCADDBADDAP2.7RDWRINT0ALEP0AT89C51+5VVREF(+)VREF(-)IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0A