單片機(jī)電子教案第8章課件

本章分為三節(jié)，主要介紹：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.2A/D轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.3開關(guān)量接口本章分為三節(jié)，主要介紹：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接18.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.1.1D/A轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類Ｔ型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.1.1D/A2輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系。輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系。3二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1、分辨率分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時，所對應(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。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表示滿量程輸入值，n為二進(jìn)制位數(shù)。對于5V的滿量程，采用８位的DAC時，分辨率為5V/256＝19.5mV；當(dāng)采用12位的DAC時，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。顯然，位數(shù)越多分辨率就越高。2、線性度線性度（也稱非線性誤差）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。常以相對于滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。如±１％是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿刻度的±１％以內(nèi)。二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1、分辨率2、線性度43、絕對精度和相對精度絕對精度（簡稱精度）是指在整個刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)碼所對應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之間的最大誤差。絕對精度是由DAC的增益誤差（當(dāng)輸入數(shù)碼為全1時，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０時，DAC的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對精度（即最大誤差）應(yīng)小于1個LSB。相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對于滿刻度的百分比表示。3、絕對精度和相對精度相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大54、建立時間建立時間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時，輸出模擬信號達(dá)到滿刻度值的±1/2LSB所需的時間。是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個動態(tài)指標(biāo)。電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型DAC的建立時間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時間。根據(jù)建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。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。DAC的位數(shù)多時，分辨率會提高，對應(yīng)于影響精度的量化誤差會減小。但其它誤差（如溫度漂移、線性不良等）的影響仍會使DAC的精度變差。4、建立時間應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但68.1.2DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口DAC0832是使用非常普遍的８位D/A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。DAC0832以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運(yùn)算放大器。屬于該系列的芯片還有DAC0830、DAC0831，它們可以相互代換。DAC0832主要特性：分辨率８位；電流建立時間１μS；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)；邏輯電平輸入與TTL電平兼容；單一電源供電（＋5V～＋15V）；低功耗，20mＷ。

8.1.2DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口DAC07一、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳一、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8單片機(jī)電子教案第8章課件9二、DAC0832與80C51單片機(jī)的接口１、單緩沖工作方式

此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)。

二、DAC0832與80C51單片機(jī)的接口10雙極性模擬輸出電壓

：

雙極性輸出時的分辨率比單極性輸出時降低1/2，這是由于對雙極性輸出而言，最高位作為符號位，只有7位數(shù)值位。雙極性模擬輸出電壓：雙極性輸出時的分辨率比單極性112、雙緩沖工作方式

多路D/A轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進(jìn)行，就應(yīng)該采用雙緩沖器同步方式。2、雙緩沖工作方式12完成兩路D/A同步輸出的程序如下：MOVDPTR，#0DFFFH；指向0832（１）輸入鎖存器MOVA，#data1MOVX@DPTR，A；data1送入0832（１）輸入鎖存器MOVDPTR，#0BFFFH；指向DAC0832（２）輸入鎖存器MOVA，#data2MOVX@DPTR，A；data2送入0832（2）輸入鎖存器MOVDPTR，#7FFFH；同時啟動0832(1)、0832(2)MOVX@DPTR，A；完成D/A轉(zhuǎn)換輸出完成兩路D/A同步輸出的程序如下：133、直通工作方式當(dāng)DAC0832芯片的片選信號、寫信號、及傳送控制信號的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號ILE引腳接＋5V時，DAC0832芯片就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入DAC寄存器，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。3、直通工作方式148.2Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.2.1Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、逐次逼近式ADC的轉(zhuǎn)換原理8.2Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.2.1Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)15二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理16三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1、分辨率ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(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。例如12位ADC的分辨率就是12位，或者說分辨率為滿刻度FS的1/。一個10V滿刻度的12位ADC能分辨輸入電壓變化最小值是10V×1/=2.4mV。三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1、分辨率172、量化誤差A(yù)DC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，ADC的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。

2、量化誤差183、偏移誤差偏移誤差是指輸入信號為零時，輸出信號不為零的值，所以有時又稱為零值誤差。假定ADC沒有非線性誤差，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)所對應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。４、滿刻度誤差滿刻度誤差又稱為增益誤差。ADC的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差。3、偏移誤差４、滿刻度誤差195、線性度線性度有時又稱為非線性度，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。6、絕對精度在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對精度。對于ADC而言，可以在每一個階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測量，它包括了所有的誤差。7、轉(zhuǎn)換速率ADC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A/D轉(zhuǎn)換所需的時間（包括穩(wěn)定時間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。5、線性度6、絕對精度7、轉(zhuǎn)換速率20主要性能為：分辨率為８位；精度：ADC0809小于±1LSB（ADC0808小于±1/2LSB）；單+5V供電，模擬輸入電壓范圍為0～＋5V；具有鎖存控制的８路輸入模擬開關(guān)；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平兼容；功耗為15mW；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鐘頻率。時鐘頻率范圍：10～1280KHz。典型值為時鐘頻率640KHz，轉(zhuǎn)換時間約為100μS。8.2.2ADC0809芯片及其與單片機(jī)的接口主要性能為：8.2.2ADC0809芯片及其與單片機(jī)的接口21一、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能一、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能221、IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。2、D7～D0，８位數(shù)字量輸出端。3、ALE，地址鎖存允許信號輸入端。通常向此引腳輸入一個正脈沖時，可將三位地址選擇信號A、B、C鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。4、START，啟動A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸入端。一般向此引腳輸入一個正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿后開始A/D轉(zhuǎn)換。5、CLK，時鐘信號輸入端。6、EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。A/D轉(zhuǎn)換期間EOC為低電平，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC為高電平。7、OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當(dāng)OE為高電平時，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7～D0引腳。當(dāng)OE為低電平時，D7～D0引腳對外呈高阻狀態(tài)。8、C、B、A，８路模擬開關(guān)的地址選通信號輸入端，3個輸入端的信號為000～111時，接通IN0～I(xiàn)N7對應(yīng)通道。9、VR（＋）、VR（－）：分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)輸入端。1、IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。23二、ADC0809與單片機(jī)的接口1、查詢方式

二、ADC0809與單片機(jī)的接口24例：對８路模擬信號輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到片內(nèi)RAM以DATA為起始地址的連續(xù)單元中。MAIN：MOVR1，#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址MOVDPTR，#7FF8H；指向０通道MOVR7，#08H；置通道數(shù)LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換HER：JBP3.3，HER；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVXA，@DPTR；讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV@R1，A；存儲數(shù)據(jù)INCDPTR；指向下一個通道INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針DJNZR7，LOOP；８個通道轉(zhuǎn)換完否？……例：對８路模擬信號輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到片內(nèi)R252、中斷方式讀取IN0通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果，并送至片內(nèi)RAM以DATA為首地址的連續(xù)單元中。ORG0013H；中斷服務(wù)程序入口AJMPPINT1

ORG2000HMAIN：MOVR1,#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址SETBIT1；為邊沿觸發(fā)方式SETBEA；開中斷SETBEX1；允許中斷MOVDPTR，#7FF8H；指向IN0通道MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換LOOP：NOP；等待中斷AJMPLOOP

2、中斷方式26ORG2100H；中斷服務(wù)程序入口PINT1：PUSHPSW；保護(hù)現(xiàn)場PUSHACCPUSHDPLPUSHDPHMOVDPTR,#7FF8HMOVXA，@DPTR；讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)MOV@R1，A；數(shù)據(jù)存入以DATA為首地址的RAM中INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針MOVX@DPTR，A；再次啟動A/D轉(zhuǎn)換POPDPH；恢復(fù)現(xiàn)場POPDPLPOPACCPOPPSWRETI；中斷返回ORG2100H27主要性能為：逐次逼近ADC，可選擇工作于12位，也可工作于8位。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12位一次讀出；８位、４位兩次讀出。具有可控三態(tài)輸出緩沖器，邏輯電平為TTL電平。非線性誤差：AD574AJ為±1LSB，AD574AK為±1/2LSB。8.2.3ADC574芯片及其與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換時間：最大轉(zhuǎn)換時間為25μS（屬中檔速度）。輸入模擬信號，單極性時，范圍為0V～＋10V和0V～＋20V，從不同引腳輸入。雙極性輸入時，范圍為0V～±5V和0V～±10V，從不同引腳輸入。主要性能為：8.2.3ADC574芯片及其與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)28輸出碼制：單極性輸入時，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時，輸出為偏移二進(jìn)制碼。具有＋10.000V的高精度內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，只需外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向DAC部分的解碼網(wǎng)絡(luò)提供參考輸入。內(nèi)部具有時鐘產(chǎn)生電路，不須外部接線。需三組電源：＋5V、VCC（＋12V～＋15V）、VEE（－12V～－15V）。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，以防止高頻噪聲的干擾。低功耗：典型功耗為390mW。輸出碼制：單極性輸入時，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時，輸出29一、AD574A引腳功能一、AD574A引腳功能30單片機(jī)電子教案第8章課件31單片機(jī)電子教案第8章課件32二、AD574A的單極性和雙極性輸入

單極性輸入雙極性輸入

二、AD574A的單極性和雙極性輸入單極性輸入331、單極性輸入電路當(dāng)輸入電壓為VIN=0V～+10V時，應(yīng)從引腳10VIN輸入，當(dāng)VIN=0V～+20V，應(yīng)從20VIN引腳輸入。輸出數(shù)字量D為無符號二進(jìn)制碼，計(jì)算公式為：D=4096VIN/VFS或：VIN=DVFS/4096式中VIN為輸入模擬量（V），VFS是滿量程，如果從10VIN引腳輸入，VFS=10V，1LSB=10/4096=24（mV)；若信號從20VIN引腳輸入，VFS=20V，1LSB=20/4096=49（mV)。

1、單極性輸入電路342、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VIN在－5V～＋5V之間，應(yīng)從10VIＮ引腳輸入；當(dāng)VIＮ在－10V～＋10V之間，應(yīng)從20VIＮ引腳輸入。雙極性輸入時輸出數(shù)字量D與輸入模擬電壓VIＮ之間的關(guān)系：D＝2048（1+2VIＮ/VFS）或：VIＮ＝（D/2048-1）VFS/2

式中VFS的定義與單極性輸入情況下對VFS的定義相同。由上式求出的數(shù)字量D是12位偏移二進(jìn)制碼。把D的最高位求反便得到補(bǔ)碼。補(bǔ)碼對應(yīng)模擬量輸入的符號和大小。同樣，從AD574A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。例如，當(dāng)模擬信號從10VIN引腳輸入，則VFS＝10V，若讀得D＝FFFH，即111111111111B＝4095，代入式中可求得VIN＝4.9976V。2、雙極性輸入電路35三、AD574A與單片機(jī)的接口三、AD574A與單片機(jī)的接口36采用雙極性輸入方式，可對±5V或±10V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)AD574A與80C31單片機(jī)配置時，由于AD574A輸出12位數(shù)據(jù)，所以當(dāng)單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，應(yīng)分兩次進(jìn)行：當(dāng)Ａ0=0時，讀取高8位；當(dāng)Ａ0=1時，讀取低4位。轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方式：（a）STS空著不接，單片機(jī)就只能在啟動AD574A轉(zhuǎn)換后延時25μS以上再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，即延時方式；（b）STS接到80C31的一條端口線上，單片機(jī)就可以采用查詢方式。當(dāng)查得STS為低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；(c)STS接到80C31的端，則可以采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖中AD574A的STS與80C31的P1.0線相連，故采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。采用雙極性輸入方式，可對±5V或±10V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。37AD574A的轉(zhuǎn)換程序段如下：AD574A：MOVDPTR，#0FFF8H；送端口地址入DPTRMOVX﹫DPTR，A；啟動AD574ASETBP1.0；置P1.0為輸入方式LOOP：JBP1.0，LOOP；檢測P1.0口INCDPTR；使為1MOVXA，﹫DPTR；讀取高8位數(shù)據(jù)MOV41H，A；高8位內(nèi)容存入41H單元INCDPTR；使、A0均為1INCDPTR；MOVXA，﹫DPTR；讀取低4位MOV40H，A；將低4位內(nèi)容存入40H單元......

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。

AD574A的轉(zhuǎn)換程序段如下：38

MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，是目前市場上廣為流行的典型的A/D轉(zhuǎn)換器。MC14433具有抗干擾性能好，轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于11位二進(jìn)制數(shù)），自動校零，自動極性輸出，自動量程控制信號輸出，動態(tài)字位掃描BCD碼輸出，單基準(zhǔn)電壓，外接元件少，價格低廉等特點(diǎn)。但其轉(zhuǎn)換速度約1～10次/秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合，如溫度控制系統(tǒng)中，被廣泛采用。5G14433與MC14433完全兼容，可以互換使用。8.2.4MC14433芯片及其與單片機(jī)的接口MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的39一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能40模擬電路部分有基準(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199.9mV或1.999V，與之對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓相應(yīng)為＋200mV或＋2V兩種。數(shù)字電路部分由邏輯控制、BCD碼及輸出鎖存器、多路開關(guān)、時鐘以及極性判別、溢出檢測等電路組成。MC14433采用字位動態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼輪流地在Q0～Q3端輸出，同時在DS1～DS4端出現(xiàn)同步字位選通信號。主要的外接器件是時鐘振蕩器外接電阻RC、外接失調(diào)補(bǔ)償電容C0和外接積分阻容元件R1、C1。

模擬電路部分有基準(zhǔn)電壓、模擬電壓輸入部分。被轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸41MC14433芯片的引腳功能如下：（1）VAG：被測電壓VX和基準(zhǔn)電壓VR的接地端（模擬地）。（2）VR：外接輸入基準(zhǔn)電壓（＋2V或＋200mV）。（3）VX：被測電壓輸入端。（4）R1、R1/C1、C1：外接積分電阻R1和積分電容C1元件端，外接元件典型值為：當(dāng)量程為2V時，C1=0.1μF，R1=470kΩ；當(dāng)量程為200mV時，C1=0.1μF，R1=27kΩ。（5）C01、C02：外接失調(diào)補(bǔ)償電容C0端，C0的典型值為0.1μF。MC14433芯片的引腳功能如下：（4）R1、R1/C1、C42（6）DU：更新輸出的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當(dāng)DU與EOC連接時，每次的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被更新。（7）CLK1和CLK0：時鐘振蕩器外接電阻RC端。時鐘頻率隨RC的增加而下降。RC的值為300kΩ時，時鐘頻率為147kHz（每秒約轉(zhuǎn)換9次）。（8）VEE：模擬部分的負(fù)電源端，接－5V。（9）VSS：除CLK0端外所有輸出端的低電平基準(zhǔn)（數(shù)字地）。當(dāng)VSS接VAG（模擬地）時，輸出電壓幅度為VAG～VDD（0～＋5V）；當(dāng)VSS接VEE（－5V）時，輸出電壓幅度為VEE～VDD（－5V～＋5V），10V的幅度。實(shí)際應(yīng)用時一般是VSS接VAG，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A/D轉(zhuǎn)換周期結(jié)束，EOC端輸出一個寬度為時鐘周期二分之一寬度的正脈沖。（6）DU：更新輸出的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當(dāng)DU與E43（11）：過量程標(biāo)志輸出，平時為高電平。當(dāng)大于VR時（被測電平輸入絕對值大于基準(zhǔn)電壓），端輸出低電平。（12）DS1～DS4：多路選通脈沖輸出端。DS1對應(yīng)千位，DS4對應(yīng)個位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘周期，兩個相鄰脈沖之間間隔2個時鐘周期。

（11）：過量程標(biāo)志輸出，平時為高電平。當(dāng)44（13）Q0～Q3：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線。其中Q0為最低位，Q3為最高位。當(dāng)DS2、DS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼，即0～9十個數(shù)字任何一個都可以。但在DS1選通期間，數(shù)據(jù)輸出線Q0～Q3除了千位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)換值的正負(fù)極性和欠量程還是過量程，其含義見表。

（13）Q0～Q3：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線。其中Q0為最低位，Q45Q3表示千位（1/2）數(shù)的內(nèi)容，Q3=“0”（低電平）時，千位數(shù)為1；Q3=“1”（高電平）時，千位數(shù)為0；Q2表示被測電壓的極性，Q2=“1”表示正極性，Q2=“0”表示負(fù)極性；Q0＝“1”表示被測電壓在量程外（過或欠量程），可用于儀表自動量程切換。當(dāng)Q3=“0”時，表示過量程；當(dāng)Q3=“1”時，表示欠量程。（14）VDD：正電源端，接＋5V。Q3表示千位（1/2）數(shù)的內(nèi)容，Q3=“0”（低電平）時，46二、MC14433與80C51單片機(jī)的接口

二、MC14433與80C51單片機(jī)的接口47盡管MC14433需外接的元件很少，但為使其工作與最佳狀態(tài)，也必須注意外部電路的連接和外接元器件的選擇。由于片內(nèi)提供時鐘發(fā)生器，使用時只需外接一個電阻；也可采用外部輸入時鐘或外接晶體振蕩電路。MC14433芯片工作電源為±5V，正電源接VDD，模擬部分負(fù)電源端接VEE，模擬地VAG與數(shù)字地VSS相連為公共接地端。為了提高電源的抗干擾能力，正、負(fù)電源分別經(jīng)去耦電容0.047μF、0.02μF與VSS（VAG）端相連。MC14433芯片的基準(zhǔn)電壓須外接，可由MC1403通過分壓提供＋2V或＋200mV的基準(zhǔn)電壓。在一些精度不高的小型智能化儀表中，由于＋5V電源是經(jīng)過三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓的，工作環(huán)境又比較好，這樣就可以通過電位器對＋5V直接分壓得到。盡管MC14433需外接的元件很少，但為使其工作與最佳狀態(tài)，48EOC是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標(biāo)志信號，每一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC端都輸出一個1/2時鐘周期寬度的脈沖。當(dāng)給DU端輸入一個正脈沖時，當(dāng)前A/D轉(zhuǎn)換周期的轉(zhuǎn)換結(jié)果將被送至輸出鎖存器，經(jīng)多路開關(guān)輸出，否則將輸出鎖存器中原來的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以DU端與EOC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。由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0～Q3和DS1～DS4都不是總線式的。因此，80C51單片機(jī)只能通過并行I/O接口或擴(kuò)展I/O接口與其相連。對于80C31單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或擴(kuò)展I/O口8155/8255相連。EOC是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標(biāo)志信號，每一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時49

80C51讀取A/D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，EOC端與80C51外部中斷輸入端或相連。采用查詢方式時EOC端可接入80C51任一個I/O口或擴(kuò)展I/O口。

80C51讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果可以采用中斷方式或查詢方式50MC14433上電后，即對外部模擬輸入電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，由于EOC與DU端相連，每次轉(zhuǎn)換完畢都有相應(yīng)的BCD碼及相應(yīng)的選通信號出現(xiàn)在Q0～Q3和DS1～DS4上。當(dāng)80C51開放CPU中斷，允許外部中斷1中斷申請，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A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，都將把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM中的2EH、2FH單元。這兩個單元均可位尋址。

MC14433上電后，即對外部模擬輸入電壓信51初始化程序：INI1：SETBIT1；選擇為邊沿觸發(fā)方式MOVIE，#10000100B；CPU開中斷，外部中斷允許．．．．．．中斷服務(wù)程序：PINT1：MOVA，P1JNBACC.4，PINT1；等待DS1選通信號JBACC.0，PEr；查是否過、欠量程，是則轉(zhuǎn)PerJBACC.2，PL1；查結(jié)果是正或負(fù)，1為正，0為負(fù)SETB77H；負(fù)數(shù)符號置1，77H為符號位位地址AJMPPL2PL1：CLR77H；正數(shù)，符號位置0PL2：JBACC.3，PL3；查千位（1/2位）數(shù)為0或1，ACC.3=0時千位數(shù)為１

初始化程序：52

SETB74H；千位數(shù)置1AJMPPL4PL3：CLR74H；千位數(shù)置0PL4：MOVA，P1JNBACC.5,PL4；等待百位BCD碼選通信號DS2MOVR0，#2EHXCHDA，@R0；百位數(shù)送入2EH低4位PL5：MOVA，P1JNBACC.6，PL5；等待十位數(shù)選通信號DS3SWAPA；高低4位交換INCR0；指向2FH單元MOV@R0，A；十位數(shù)送入2FH高4位PL6：MOVA，P1JNBACC.7，PL6；等待個位數(shù)選通信號DS4XCHDA，@R0；個位數(shù)送入2FH低4位RETI；中斷返回PEr：SETB10H；置過、欠量程標(biāo)志RETI；中斷返回SETB74H538.3開關(guān)量接口開關(guān)量的輸入與輸出，從原理上講十分簡單。CPU只要通過對輸入信息分析是“1”還是“0”，即可知開關(guān)是合上還是斷開。如果控制某個執(zhí)行器的工作狀態(tài)，只需送出“0”或“1”，即可由操作機(jī)構(gòu)執(zhí)行。但是由于工業(yè)現(xiàn)場存在著電、磁、振動、溫度等各種干擾及各類執(zhí)行器所要求的開關(guān)電壓量級及功率不同，所以在接口電路中除根據(jù)需要選用不同的元器件外，還需要采用各種緩沖、隔離與驅(qū)動措施。8.3開關(guān)量接口開關(guān)量的輸入與輸出，從原理上講十548.3.1開關(guān)量輸入接口一、扳鍵開關(guān)與單片機(jī)的接口8.3.1開關(guān)量輸入接口55

讀扳鍵開關(guān)狀態(tài)程序段：CLRP1.0；準(zhǔn)備選通和讀入開關(guān)狀態(tài)MOVXA，@R0；需要的只是讀信號，（R0）可為隨機(jī)值RRCAJNCKS1；如P0.0為低電平，轉(zhuǎn)KS1LJMPKF1；P0.0為高電平，執(zhí)行KF1程序KS1：RRCAJNCKS2；如P0.1為低電平，轉(zhuǎn)KS2LJMPKF2；P0.1為高電平，執(zhí)行KF2程序……?KS7：RRCAJNCELSE；如P0.7為低電平，轉(zhuǎn)ELSELJMPKF8；P0.7為高電平，執(zhí)行KF8程序ELSE：……?讀扳鍵開關(guān)狀態(tài)程序段：56

二、撥盤開關(guān)與單片機(jī)的接口二、撥盤開關(guān)與單片機(jī)的接口57

接口程序如下：BCD：CLRP1.0；準(zhǔn)備選通和讀入2位BCD碼MOVXA，@R0；讀信號，自P0口讀2位BCD碼ANLA，#0FH；取個位數(shù)MOV20H，A；存入片內(nèi)RAM的20H單元MOVXA，@R0；重讀2位BCD碼ANLA，#0F0H；取十位數(shù)SWAPA；調(diào)整到低半字節(jié)MOV21H，A；存入片內(nèi)RAM的21H單元RET

接口程序如下：58光耦合器是以光為媒介傳輸信號的器件，它把一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管封裝在一個管殼內(nèi)，發(fā)光二極管加上正向輸入電壓信號（＞1.1V）就會發(fā)光，光信號作用在光敏三極管基極產(chǎn)生基極光電流使三極管導(dǎo)通，輸出電信號。

8.3.2開關(guān)量輸出接口一、輸出接口的隔離光耦合器是以光為媒介傳輸信號的器件，它把一個發(fā)光二極管和一個59主要特性參數(shù)有以下幾個方面：（1）導(dǎo)通電流和截止電流：對于開關(guān)量輸出場合，光電隔離主要用其非線性輸出特性。當(dāng)發(fā)光二極管二端通以一定電流時，光耦合器輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)流過發(fā)光二極管的電流小于某一值時，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，一般典型值為10mA。（2）頻率響應(yīng)：受發(fā)光二極管和光敏三極管響應(yīng)時間的影響，開關(guān)信號傳輸速度和頻率受光耦合器頻率特性的影響。因此，在高頻信號傳輸中要考慮其頻率特性。在開關(guān)量輸出通道中，輸出開關(guān)信號頻率一般較低，不會受光耦合器頻率特性影響。主要特性參數(shù)有以下幾個方面：（2）頻率響應(yīng)：受發(fā)光二極管和光60（3）輸出端工作電流：是指光耦合器導(dǎo)通時，流過光敏三極管的額定電流。該值表示了光耦合器的驅(qū)動能力，一般為mA量級。（4）輸出端暗電流：是指光耦合器處于截止?fàn)顟B(tài)時輸出端流過的電流。對光耦合器來說，此值越小越好，以防止輸出端的誤觸發(fā)。（5）輸入輸出壓降：分別指發(fā)光二極管和光敏三極管的導(dǎo)通壓降。（6）隔離電壓：表示了光耦合器對電壓的隔離能力。

光耦合器二極管側(cè)的驅(qū)動可直接用門電路去驅(qū)動，一般的門電路驅(qū)動能力有限，常用帶OC門的電路（如7406、7407）進(jìn)行驅(qū)動。

（3）輸出端工作電流：是指光耦合器導(dǎo)通時，流過光敏三極管的額61二、繼電器輸出接口繼電器方式的開關(guān)量輸出，是目前最常用的一種輸出方式，一般在驅(qū)動大型設(shè)備時，往往利用繼電器作為測控系統(tǒng)輸出至輸出驅(qū)動級之間的第一級執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過該級繼電器輸出，可完成從低壓直流到高壓交流的過渡。由于繼電器的控制線圈有一定的電感，在關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生較大的反電勢，因此在繼電器的線圈上常常反向并聯(lián)一個二極管用于電感反向放電，以保護(hù)驅(qū)動晶體管不被擊穿。不同的繼電器，允許驅(qū)動電流也不一樣。對于需要較大驅(qū)動電流的繼電器，可以采用達(dá)林頓輸出的光隔直接驅(qū)動；也可以在光耦與繼電器之間再加一級三極管驅(qū)動。二、繼電器輸出接口由于繼電器的控制線圈有一定的電感，在關(guān)斷瞬62三、雙向晶閘管輸出接口雙向晶閘管具有雙向?qū)üδ?，能在交流、大電流場合使用，且開關(guān)無觸點(diǎn)，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的雙向晶閘管隔離驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)，是采用一般的光隔離器和三極管驅(qū)動電路?，F(xiàn)在已有與之配套的光隔離器產(chǎn)品，這種器件稱為光耦合雙向晶閘管驅(qū)動器。與一般的光耦不同，在于其輸出部分是一硅光敏雙向晶閘管，有的還帶有過零觸發(fā)檢測器，以保證在電壓接近為零時觸發(fā)晶閘管。常用的有MOC3000系列等，運(yùn)用于不同負(fù)載電壓使用，如MOC3011用于110V交流，而MOC3041等可適用于220V交流使用，用MOC3000系列光電耦合器直接驅(qū)動雙向晶閘管，大大簡化了傳統(tǒng)的晶閘管隔離驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)。三、雙向晶閘管輸出接口與一般的光耦不同，在于其輸出部63四、固態(tài)繼電器輸出接口

固態(tài)繼電器（SSR）是近年發(fā)展起來的一種新型電子繼電器，其輸入控制電流小，用TTL、HTL、COMS等集成電路或加簡單的輔助電路就可直接驅(qū)動，因此適宜于在微機(jī)測控系統(tǒng)中作為輸出通道的控制元件；其輸出利用晶體管或晶閘管驅(qū)動，無觸點(diǎn)。與普通的電磁式繼電器和磁力開關(guān)相比，具有無機(jī)械噪聲、無抖動和回跳、開關(guān)速度快、體積小、重量輕、壽命長、工作可靠等特點(diǎn)，并且耐沖力、抗潮濕、抗腐蝕，因此在微機(jī)測控等領(lǐng)域中，已逐步取代傳統(tǒng)的電磁式繼電器和磁力開關(guān)作為開關(guān)量輸出控制元件。四、固態(tài)繼電器輸出接口與普通的電磁式繼電器和磁力64固態(tài)繼電器由光電耦合電路、觸發(fā)電路、開關(guān)電路、過零控制電路和吸收電路五部分構(gòu)成。這五部分被封裝在一個六面體外殼內(nèi)，成為一個整體，外面有四個引腳（圖中的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）。如果是過零型SSR就包括“過零控制電路”部分，而非過零型SSR則沒有這部分電路。固態(tài)繼電器由光電耦合電路、觸發(fā)電路、開關(guān)電路、過零651、直流型固態(tài)繼電器直流型固態(tài)繼電器主要用于直流大功率控制場合。其輸入端為一光電耦合電路，因此可用OC門或晶體管直接驅(qū)動，驅(qū)動電流一般3～30mA，輸入電壓為5～30V，因此在電路設(shè)計(jì)時可選用適當(dāng)?shù)碾妷汉拖蘖麟娮瑁摇Ｆ漭敵龆藶榫w管輸出，輸出電壓30～180V。注意在輸出端為感性負(fù)載時，要接保護(hù)二極管用于防止直流固態(tài)繼電器由于突然截止所引起的高電壓。1、直流型固態(tài)繼電器66２、交流型固態(tài)繼電器交流型固態(tài)繼電器分為非過零型和過零型，二者都是用雙向晶閘管作為開關(guān)器件，用于交流大功率驅(qū)動場合。非過零型SSR，在輸入信號時，不管負(fù)載電源電壓相位如何，負(fù)載端立即導(dǎo)通；而過零型必須在負(fù)載電源電壓接近零且輸入控制信號有效時，輸出端負(fù)載電源才導(dǎo)通，可以抑制射頻干擾。當(dāng)輸入端的控制電壓撤消后，流過雙向晶閘管負(fù)載電流為零時才關(guān)斷。２、交流型固態(tài)繼電器非過零型SSR，在輸入信號時，不管負(fù)載電67過零型非過零型基本控制TTL控制過零型68思考題與習(xí)題1、D/A與A/D轉(zhuǎn)換器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？2、D/A轉(zhuǎn)換器由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？3、試述DAC0832芯片輸入寄存器和DAC寄存器二級緩沖的優(yōu)點(diǎn)。4、試設(shè)計(jì)80C51與DAC0832的接口電路，并編制程序，輸出圖8-25所示波形。5、逐次逼近式A/D由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？6、根據(jù)圖8-16所示的8031與ADC0809接口電路，若要從該A/D芯片模擬通道IN0～I(xiàn)N7每隔1s讀入一個數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入地址為0080H～0087H的外部數(shù)據(jù)存儲器中。試設(shè)計(jì)該程序。7、根據(jù)圖8-11所示電路，若要從A/D芯片模擬通道IN0連續(xù)采樣4個數(shù)據(jù)，然后用平均值法進(jìn)行濾波，以消除干擾，并將最終結(jié)果送至LED顯示，試編寫相應(yīng)的匯編程序。8、AD574為12位A/D轉(zhuǎn)換器，而80C51系列單片機(jī)為8位單片機(jī)，它們?nèi)绾谓涌冢哭D(zhuǎn)換后的結(jié)果如何讀取和存放？9、試設(shè)計(jì)MC14433通過8155與80C51單片機(jī)的接口電路。思考題與習(xí)題69樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Wednesday,December28,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。16:13:5016:13:5016:1312/28/20224:13:50PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2216:13:5016:13Dec-2228-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。16:13:5016:13:5016:13Wednesday,December28,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2216:13:5016:13:50December28,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月28日4:13下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28十二月20224:13:50下午16:13:5012月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月224:13下午12月-2216:13December28,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2816:13:5016:13:5028December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。4:13:50下午4:13下午16:13:5012月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2216:1316:13:5016:13:50Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2816:13:50Wednesday,December28,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2816:13:5012月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-2270樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Wednesday,December28,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。16:13:5016:13:5016:1312/28/20224:13:50PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2216:13:5016:13Dec-2228-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。16:13:5016:13:5016:13Wednesday,December28,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2216:13:5016:13:50December28,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月28日4:13下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28十二月20224:13:50下午16:13:5012月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月224:13下午12月-2216:13December28,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2816:13:5016:13:5028December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。4:13:50下午4:13下午16:13:5012月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2216:1316:13:5016:13:50Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2816:13:50Wednesday,December28,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2816:13:5012月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-2271本章分為三節(jié)，主要介紹：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.2A/D轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.3開關(guān)量接口本章分為三節(jié)，主要介紹：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接728.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.1.1D/A轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類Ｔ型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器：8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口8.1.1D/A73輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系。輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系。74二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1、分辨率分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時，所對應(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。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表示滿量程輸入值，n為二進(jìn)制位數(shù)。對于5V的滿量程，采用８位的DAC時，分辨率為5V/256＝19.5mV；當(dāng)采用12位的DAC時，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。顯然，位數(shù)越多分辨率就越高。2、線性度線性度（也稱非線性誤差）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。常以相對于滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。如±１％是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿刻度的±１％以內(nèi)。二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1、分辨率2、線性度753、絕對精度和相對精度絕對精度（簡稱精度）是指在整個刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)碼所對應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之間的最大誤差。絕對精度是由DAC的增益誤差（當(dāng)輸入數(shù)碼為全1時，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０時，DAC的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對精度（即最大誤差）應(yīng)小于1個LSB。相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對于滿刻度的百分比表示。3、絕對精度和相對精度相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大764、建立時間建立時間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時，輸出模擬信號達(dá)到滿刻度值的±1/2LSB所需的時間。是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個動態(tài)指標(biāo)。電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型DAC的建立時間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時間。根據(jù)建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。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。DAC的位數(shù)多時，分辨率會提高，對應(yīng)于影響精度的量化誤差會減小。但其它誤差（如溫度漂移、線性不良等）的影響仍會使DAC的精度變差。4、建立時間應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但778.1.2DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口DAC0832是使用非常普遍的８位D/A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。DAC0832以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運(yùn)算放大器。屬于該系列的芯片還有DAC0830、DAC0831，它們可以相互代換。DAC0832主要特性：分辨率８位；電流建立時間１μS；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)；邏輯電平輸入與TTL電平兼容；單一電源供電（＋5V～＋15V）；低功耗，20mＷ。

8.1.2DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口DAC078一、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳一、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳79單片機(jī)電子教案第8章課件80二、DAC0832與80C51單片機(jī)的接口１、單緩沖工作方式

此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)。

二、DAC0832與80C51單片機(jī)的接口81雙極性模擬輸出電壓

：

雙極性輸出時的分辨率比單極性輸出時降低1/2，這是由于對雙極性輸出而言，最高位作為符號位，只有7位數(shù)值位。雙極性模擬輸出電壓：雙極性輸出時的分辨率比單極性822、雙緩沖工作方式

多路D/A轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進(jìn)行，就應(yīng)該采用雙緩沖器同步方式。2、雙緩沖工作方式83完成兩路D/A同步輸出的程序如下：MOVDPTR，#0DFFFH；指向0832（１）輸入鎖存器MOVA，#data1MOVX@DPTR，A；data1送入0832（１）輸入鎖存器MOVDPTR，#0BFFFH；指向DAC0832（２）輸入鎖存器MOVA，#data2MOVX@DPTR，A；data2送入0832（2）輸入鎖存器MOVDPTR，#7FFFH；同時啟動0832(1)、0832(2)MOVX@DPTR，A；完成D/A轉(zhuǎn)換輸出完成兩路D/A同步輸出的程序如下：843、直通工作方式當(dāng)DAC0832芯片的片選信號、寫信號、及傳送控制信號的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號ILE引腳接＋5V時，DAC0832芯片就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入DAC寄存器，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。3、直通工作方式858.2Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.2.1Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標(biāo)一、逐次逼近式ADC的轉(zhuǎn)換原理8.2Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口

8.2.1Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)86二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理87三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1、分辨率ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(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。例如12位ADC的分辨率就是12位，或者說分辨率為滿刻度FS的1/。一個10V滿刻度的12位ADC能分辨輸入電壓變化最小值是10V×1/=2.4mV。三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1、分辨率882、量化誤差A(yù)DC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，ADC的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。

2、量化誤差893、偏移誤差偏移誤差是指輸入信號為零時，輸出信號不為零的值，所以有時又稱為零值誤差。假定ADC沒有非線性誤差，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)所對應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。４、滿刻度誤差滿刻度誤差又稱為增益誤差。ADC的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差。3、偏移誤差４、滿刻度誤差905、線性度線性度有時又稱為非線性度，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。6、絕對精度在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對精度。對于ADC而言，可以在每一個階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測量，它包括了所有的誤差。7、轉(zhuǎn)換速率ADC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A/D轉(zhuǎn)換所需的時間（包括穩(wěn)定時間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。5、線性度6、絕對精度7、轉(zhuǎn)換速率91主要性能為：分辨率為８位；精度：ADC0809小于±1LSB（ADC0808小于±1/2LSB）；單+5V供電，模擬輸入電壓范圍為0～＋5V；具有鎖存控制的８路輸入模擬開關(guān)；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平兼容；功耗為15mW；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鐘頻率。時鐘頻率范圍：10～1280KHz。典型值為時鐘頻率640KHz，轉(zhuǎn)換時間約為100μS。8.2.2ADC0809芯片及其與單片機(jī)的接口主要性能為：8.2.2ADC0809芯片及其與單片機(jī)的接口92一、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能一、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能931、IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。2、D7～D0，８位數(shù)字量輸出端。3、ALE，地址鎖存允許信號輸入端。通常向此引腳輸入一個正脈沖時，可將三位地址選擇信號A、B、C鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。4、START，啟動A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸入端。一般向此引腳輸入一個正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿后開始A/D轉(zhuǎn)換。5、CLK，時鐘信號輸入端。6、EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。A/D轉(zhuǎn)換期間EOC為低電平，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC為高電平。7、OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當(dāng)OE為高電平時，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7～D0引腳。當(dāng)OE為低電平時，D7～D0引腳對外呈高阻狀態(tài)。8、C、B、A，８路模擬開關(guān)的地址選通信號輸入端，3個輸入端的信號為000～111時，接通IN0～I(xiàn)N7對應(yīng)通道。9、VR（＋）、VR（－）：分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)輸入端。1、IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。94二、ADC0809與單片機(jī)的接口1、查詢方式

二、ADC0809與單片機(jī)的接口95例：對８路模擬信號輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到片內(nèi)RAM以DATA為起始地址的連續(xù)單元中。MAIN：MOVR1，#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址MOVDPTR，#7FF8H；指向０通道MOVR7，#08H；置通道數(shù)LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換HER：JBP3.3，HER；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVXA，@DPTR；讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV@R1，A；存儲數(shù)據(jù)INCDPTR；指向下一個通道INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針DJNZR7，LOOP；８個通道轉(zhuǎn)換完否？……例：對８路模擬信號輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到片內(nèi)R962、中斷方式讀取IN0通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果，并送至片內(nèi)RAM以DATA為首地址的連續(xù)單元中。ORG0013H；中斷服務(wù)程序入口AJMPPINT1

ORG2000HMAIN：MOVR1,#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址SETBIT1；為邊沿觸發(fā)方式SETBEA；開中斷SETBEX1；允許中斷MOVDPTR，#7FF8H；指向IN0通道MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換LOOP：NOP；等待中斷AJMPLOOP

2、中斷方式97ORG2100H；中斷服務(wù)程序入口PINT1：PUSHPSW；保護(hù)現(xiàn)場PUSHACCPUSHDPLPUSHDPHMOVDPTR,#7FF8HMOVXA，@DPTR；讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)MOV@R1，A；數(shù)據(jù)存入以DATA為首地址的RAM中INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針MOVX@DPTR，A；再次啟動A/D轉(zhuǎn)換POPDPH；恢復(fù)現(xiàn)場POPDPLPOPACCPOPPSWRETI；中斷返回ORG2100H98主要性能為：逐次逼近ADC，可選擇工作于12位，也可工作于8位。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12位一次讀出；８位、４位兩次讀出。具有可控三態(tài)輸出緩沖器，邏輯電平為TTL電平。非線性誤差：AD574AJ為±1LSB，AD574AK為±1/2LSB。8.2.3ADC574芯片及其與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)換時間：最大轉(zhuǎn)換時間為25μS（屬中檔速度）。輸入模擬信號，單極性時，范圍為0V～＋10V和0V～＋20V，從不同引腳輸入。雙極性輸入時，范圍為0V～±5V和0V～±10V，從不同引腳輸入。主要性能為：8.2.3ADC574芯片及其與單片機(jī)的接口轉(zhuǎn)99輸出碼制：單極性輸入時，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時，輸出為偏移二進(jìn)制碼。具有＋10.000V的高精度內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，只需外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向DAC部分的解碼網(wǎng)絡(luò)提供參考輸入。內(nèi)部具有時鐘產(chǎn)生電路，不須外部接線。需三組電源：＋5V、VCC（＋12V～＋15V）、VEE（－12V～－15V）。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，以防止高頻噪聲的干擾。低功耗：典型功耗為390mW。輸出碼制：單極性輸入時，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時，輸出100一、AD574A引腳功能一、AD574A引腳功能101單片機(jī)電子教案第8章課件102單片機(jī)電子教案第8章課件103二、AD574A的單極性和雙極性輸入

單極性輸入雙極性輸入

二、AD574A的單極性和雙極性輸入單極性輸入1041、單極性輸入電路當(dāng)輸入電壓為VIN=0V～+10V時，應(yīng)從引腳10VIN輸入，當(dāng)VIN=0V～+20V，應(yīng)從20VIN引腳輸入。輸出數(shù)字量D為無符號二進(jìn)制碼，計(jì)算公式為：D=4096VIN/VFS或：VIN=DVFS/4096式中VIN為輸入模擬量（V），VFS是滿量程，如果從10VIN引腳輸入，VFS=10V，1LSB=10/4096=24（mV)；若信號從20VIN引腳輸入，VFS=20V，1LSB=20/4096=49（mV)。

1、單極性輸入電路1052、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VIN在－5V～＋5V之間，應(yīng)從10VIＮ引腳輸入；當(dāng)VIＮ在－10V～＋10V之間，應(yīng)從20VIＮ引腳輸入。雙極性輸入時輸出數(shù)字量D與輸入模擬電壓VIＮ之間的關(guān)系：D＝2048（1+2VIＮ/VFS）或：VIＮ＝（D/2048-1）VFS/2

式中VFS的定義與單極性輸入情況下對VFS的定義相同。由上式求出的數(shù)字量D是12位偏移二進(jìn)制碼。把D的最高位求反便得到補(bǔ)碼。補(bǔ)碼對應(yīng)模擬量輸入的符號和大小。同樣，從AD574A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。例如，當(dāng)模擬信號從10VIN引腳輸入，則VFS＝10V，若讀得D＝FFFH，即111111111111B＝4095，代入式中可求得VIN＝4.9976V。2、雙極性輸入電路106三、AD574A與單片機(jī)的接口三、AD574A與單片機(jī)的接口107采用雙極性輸入方式，可對±5V或±10V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)AD574A與80C31單片機(jī)配置時，由于AD574A輸出12位數(shù)據(jù)，所以當(dāng)單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，應(yīng)分兩次進(jìn)行：當(dāng)Ａ0=0時，讀取高8位；當(dāng)Ａ0=1時，讀取低4位。轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方式：（a）STS空著不接，單片機(jī)就只能在啟動AD574A轉(zhuǎn)換后延時25μS以上再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，即延時方式；（b）STS接到80C31的一條端口線上，單片機(jī)就可以采用查詢方式。當(dāng)查得STS為低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；(c)STS接到80C31的端，則可以采用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖中AD574A的STS與80C31的P1.0線相連，故采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。采用雙極性輸入方式，可對±5V或±10V的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。108AD574A的轉(zhuǎn)換程序段如下：AD574A：MOVDPTR，#0FFF8H；送端口地址入DPTRMOVX﹫DPTR，A；啟動AD574ASETBP1.0；置P1.0為輸入方式LOOP：JBP1.0，LOOP；檢測P1.0口INCDPTR；使為1MOVXA，﹫DPTR；讀取高8位數(shù)據(jù)MOV41H，A；高8位內(nèi)容存入41H單元INCDPTR；使、A0均為1INCDPTR；MOVXA，﹫DPTR；讀取低4位MOV40H，A；將低4位內(nèi)容存入40H單元......

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。

AD574A的轉(zhuǎn)換程序段如下：109

MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，是目前市場上廣為流行的典型的A/D轉(zhuǎn)換器。MC14433具有抗干擾性能好，轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于11位二進(jìn)制數(shù)），自動校零，自動極性輸出，自動量程控制信號輸出，動態(tài)字位掃描BCD碼輸出，單基準(zhǔn)電壓，外接元件少，價格低廉等特點(diǎn)。但其轉(zhuǎn)換速度約1～10次/秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合，如溫度控制系統(tǒng)中，被廣泛采用。5G14433與MC14433完全兼容，可以互換使用。8.2.4MC14433芯片及其與單片機(jī)的接口MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的110一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能111模擬電路部分有基準(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199.9mV或1.999V，與之對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓相應(yīng)為＋200mV或＋2V兩種。數(shù)字電路部分由邏輯控制、BCD碼及輸出鎖存器、多路開關(guān)、時鐘以及極性判別、溢出檢測等電路組成。MC14433采用字位動態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼輪流地在Q0～Q3端輸出，同時在DS1～DS4端出現(xiàn)同步字位選通信號。主要的外接器件是時鐘振蕩器外接電阻RC、外接失調(diào)補(bǔ)償電容C0和外接積分阻容元件R1、C1。

模擬電路部分有基準(zhǔn)電壓、模擬電壓輸入部分。被轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸112MC14433芯片的引腳功能如下：（1）VAG：被測電壓VX和基準(zhǔn)電壓VR的接地端（模擬地）。（2）VR：外接輸入基準(zhǔn)電壓（＋2V或＋200mV）。（3）VX：被測電壓輸入端。（4）R1、R1/C1、C1：外接積分電阻R1和積分電容C1元件端，外接元件典型值為：當(dāng)量程為2V時，C1=0.1μF，R1=470kΩ；當(dāng)量程為200mV時，C1=0.1μF，R1=27kΩ。（5）C01、C02：外接失調(diào)補(bǔ)償電容C0端，C0的典型值為0.1μF。MC14433芯片的引腳功能如下：（4）R1、R1/C1、C113（6）DU：更新輸出的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當(dāng)DU與EOC連接時，每次的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被更新。（7）CLK1和CLK0：時鐘振蕩器外接電阻RC端。時鐘頻率隨RC的增加而下降。RC的值為300kΩ時，時鐘頻率為147kHz（每秒約轉(zhuǎn)換9次）。（8）VEE：模擬部分的負(fù)電源端，接－5V。（9）VSS：除CLK0端外所有輸出端的低電平基準(zhǔn)（數(shù)字地）。當(dāng)VSS接VAG（模擬地）時，輸出電壓幅度為VAG～VDD（0～＋5V）；當(dāng)VSS接VEE（－5V）時，輸出電壓幅度為VEE～VDD（－5V～＋5V），10V的幅度。實(shí)際應(yīng)用時一般是VS