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8.3D/A轉(zhuǎn)換器的接口與應(yīng)用概述為什么要用D/A、A/D轉(zhuǎn)換器件
能將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器,簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC;能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器,簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC。ADC和DAC是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁,也可稱之為兩者之間的接口。8.3.1DAC的轉(zhuǎn)換原理及分類1.轉(zhuǎn)換原理DAC的基本原理是把數(shù)字量的每一位按照權(quán)重轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬分量,然后根據(jù)疊加定理將每一位對(duì)應(yīng)的模擬分量相加,輸出相應(yīng)的電流或電壓。2.DAC的分類1)根據(jù)DAC內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型“T”型電阻網(wǎng)絡(luò)型2)根據(jù)輸出結(jié)構(gòu)的不同
電壓輸出型(如TLC5620)電流輸出型(如THS5661A)3)根據(jù)與單片機(jī)接口方式不同并行接口DAC(如DAC0832、DAC0808)串行接口DAC(TLC5615等)1.權(quán)電阻型DAC權(quán)電阻型DAC核心思想在于用等比例的電阻在參考電壓的作用下產(chǎn)生和權(quán)重對(duì)應(yīng)的權(quán)電流,權(quán)電流在數(shù)字開關(guān)的作用下進(jìn)行合成模擬信號(hào)。
參考電壓源、模擬開關(guān)、比例電阻、求和放大器8.3.1四位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC結(jié)構(gòu)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型DAC優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用電阻數(shù)量較少;各位數(shù)碼同時(shí)轉(zhuǎn)換,速度較快。缺點(diǎn):是電阻譯碼網(wǎng)絡(luò)中電阻種類較多、取值相差較大,隨著輸入信號(hào)位數(shù)的增多,電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻取值的差距加大;在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)保證電阻取值的精度較困難,對(duì)電路的集成化不利。該電路比較適用于輸入信號(hào)位數(shù)較低的場(chǎng)合。2.T型電阻網(wǎng)絡(luò)型DACT型電阻網(wǎng)絡(luò)型DAC克服了權(quán)電阻型DAC電阻阻值較多的缺點(diǎn),如圖8.3.3所示,S0~S3為模擬開關(guān),R—2R電阻解碼網(wǎng)絡(luò)呈倒T形,運(yùn)算放大器A構(gòu)成求和電路。圖8.3.3倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換原理--倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路原理倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換原理圖R2R2R2R2RRRRRD0D1D2D3節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)0IVREF+-VOUTI3I2I1I0圖中D3D2D1D0是4位二進(jìn)制數(shù)字量輸入,當(dāng)D3D2D1D0中的某一位狀態(tài)為1時(shí),圖中開關(guān)打向右方,為0時(shí),開關(guān)打向左方。RFIOUT1IOUT2VREF為基準(zhǔn)電壓輸入,Vout是電壓模擬量輸出。由運(yùn)算放大器概念可知:Vout=-RF?Iout1Iout1是開關(guān)打向右端的各支路電流Ii之和,實(shí)際上(其中就是數(shù)字量D3D2D1D0的某一位)Di(b)等效電路圖R2R2R2R2RRRRRD0D1D2D3節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)0IVREFI3I2I1I0由等效電路圖(b)可知,各支路電流分別為:上式右邊表示的就是數(shù)字量D3D2D1D0的值(按權(quán)展開),而左邊是模擬量輸出值,可見模擬量輸出正比于數(shù)字量輸入,即實(shí)現(xiàn)了D/A轉(zhuǎn)換。D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo):1)分辯率(Resolution)指最小模擬輸出量(對(duì)應(yīng)數(shù)字量?jī)H最低位為‘1’)與最大量(對(duì)應(yīng)數(shù)字量所有有效位為‘1’)之比。分辨率也可以用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值來(lái)表示。10位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為:2)建立時(shí)間(SettingTime)是將一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定模擬信號(hào)所需的時(shí)間,也可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)換時(shí)間。D/A中常用建立時(shí)間來(lái)描述其速度,而不是A/D中常用的轉(zhuǎn)換速率。一般地,電流輸出D/A建立時(shí)間較短,電壓輸出D/A則較長(zhǎng)。其他指標(biāo)還有線性度(Linearity)、轉(zhuǎn)換精度、溫度系數(shù)/漂移等。8.3.2并行接口DAC并行DAC按照轉(zhuǎn)換位數(shù)分為8位、10位、12位、16位等,考慮單片機(jī)接口便利程度這里以經(jīng)典的DAC0832D/A轉(zhuǎn)換器介紹并行接口DAC。DAC0832特點(diǎn):DAC0832是一個(gè)8位通用型D/A轉(zhuǎn)換器,該芯片具有以下特點(diǎn):?jiǎn)坞娫垂╇姡瑥?5V~+15V均可正常工作基準(zhǔn)電壓的范圍為-10~+10V;電流建立時(shí)間為1uS;四象限電流輸出型;CMOS工藝,低功耗20mW。DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口與應(yīng)用一.DAC0832的引腳(20PIN)及結(jié)構(gòu)0832----8位D/A0832引腳功能IOUT2電流輸出2CS選片WR1輸入寫DI0~DI7數(shù)據(jù)線CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VREFRFRDGNDVccILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT2IOUT1DAC0832DAC寫WR2IOUT1電流輸出1數(shù)據(jù)鎖存ILE數(shù)據(jù)傳送XFER圖9-4DAC0832的引腳分布圖二、DAC0832的控制信號(hào)引腳功能電流輸出1輸入寫DAC寫數(shù)據(jù)傳送輸入寄存器的使用1、ILE=1,WR1=0輸入寄存器直通2、ILE=1,WR1=1輸入寄存器鎖存DAC寄存器的使用1、XFER=0,WR2=0DAC寄存器直通2、XFER=0,WR2=1DAC寄存器鎖存已知:cs=0三.DAC0832的工作方式DAC0832有三種方式:直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。1.直通方式:、、、直接接地,ILE接電源,DAC0832工作于直通方式,此時(shí),8位輸入寄存器和8位DAC寄存器都直接處于導(dǎo)通狀態(tài),8位數(shù)字量到達(dá)DI0~DI7,就立即進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換,從輸出端得到轉(zhuǎn)換的模擬量。
當(dāng)引腳8031P2.7P1DI7~DI0CSXFERWR1WR2DAC0832IOUT2IOUT1+-RFRILE+5V8031P3.6P2.7P1DI7~DI0CSXFERWR1WR2DAC0832IOUT2IOUT1+-RFRDAC0832單緩沖方式接口電路ILE+5V2.單緩沖方式:當(dāng)連接引腳、、、,使得兩個(gè)鎖存器的一個(gè)處于直通狀態(tài),另一個(gè)處于受控制狀態(tài),或者兩個(gè)被控制同時(shí)導(dǎo)通,DAC0832就工作于單緩沖方式,例如下圖就是一種單緩沖方式的連接對(duì)于下圖的單緩沖連接,只要數(shù)據(jù)DAC0832寫入8位輸入鎖存器,就立即開始轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)輸出端輸出。3.雙緩沖方式:當(dāng)8位輸入鎖存器和8位DAC寄存器分開控制導(dǎo)通時(shí),DAC0832工作于雙緩沖方式,雙緩沖方式時(shí)單片機(jī)對(duì)DAC0832的操作分兩步,第一步,使8位輸入鎖存器導(dǎo)通,將8位數(shù)字量寫入8位輸入鎖存器中;第二步,使8位DAC寄存器導(dǎo)通,8位數(shù)字量從8位輸入鎖存器送入8位DAC寄存器。第二步只使DAC寄存器導(dǎo)通,在數(shù)據(jù)輸入端寫入的數(shù)據(jù)無(wú)意義。下圖就是一種雙緩沖方式的連接。P2.7P2.6P3.6P1.0~P1.78051
Vout-VCCILECSXFERWR1WR2DI0~DI7DGNDAGNDVREFRfbIOUT1IOUT2+5V--5V--A+-四、電壓輸出方法DAC0832是一個(gè)電流輸出型DAC,要想輸出電壓要增加電流/電壓變換環(huán)節(jié),常用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換(如圖8.3.6所示,圖中DAC0832工作于直通方式),圖中圖8.3.6單極性輸出圖8.3.7雙極性輸出五.DAC0832的應(yīng)用
D/A轉(zhuǎn)換器在實(shí)際中經(jīng)常作為波形發(fā)生器使用,通過(guò)它可以產(chǎn)生各種各樣的波形。它的基本原理如下:利用D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字量成正比這一特點(diǎn),通過(guò)程序控制CPU向D/A轉(zhuǎn)換器送出隨時(shí)間呈一定規(guī)律變化的數(shù)字,則D/A轉(zhuǎn)換器輸出端就可以輸出隨時(shí)間按一定規(guī)律變化的波形。00H0FFHA=00A=0FFHA=00A=0FFH直通方式舉例程序?qū)嵗?:輸出正鋸齒波Main(){ While(1) P1++;//這里假設(shè)P1口接數(shù)據(jù)輸入}程序?qū)嵗?:輸出負(fù)鋸齒波Main(){While(1) P1--; //這里假設(shè)P1口接數(shù)據(jù)輸入} 程序?qū)嵗?:輸出三角波Main(){P1=0;While(1){ While(1){If(P1!=0xFF)P1++; //這里假設(shè)P1口接數(shù)據(jù)輸入 Else Break;}While(1) {If(P1!=0x00)P1--;//這里假設(shè)P1口接數(shù)據(jù)輸入 Else Break; }}}8.3.3串行接口DAC近年來(lái),隨著串行總線(SPI、IIC、QSPI等)的飛速發(fā)展及串行總線在單片機(jī)的普及,采用串行接口的低成本DAC越來(lái)越多。這里以TLC5615為例介紹串行接口DAC。
TLC5615的特點(diǎn):(1)10位CMOS電壓輸出;(2)5V單電源供電;(3)與CPU三線串行接口;(4)最大輸出電壓可達(dá)基準(zhǔn)電壓的二倍;(5)輸出電壓具有和基準(zhǔn)電壓相同極性;(6)建立時(shí)間12.5uS;(7)內(nèi)部上電復(fù)位;(8)低功耗,最大僅1.75mW。圖8.3.10TLC5615內(nèi)部結(jié)構(gòu)TLC5615工作時(shí)序:當(dāng)片選為低電平時(shí),輸入數(shù)據(jù)DIN由時(shí)鐘SCLK同步輸入,而且最高有效位在前,低有效位在后。輸入時(shí)SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部的16位移位寄存器,片選的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。圖8.3.11TLC5615典型工作時(shí)序結(jié)論:要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿足兩個(gè)條件:1、時(shí)鐘SCLK的有效跳變;2、片選CS為低電平。Note:為了使時(shí)鐘的內(nèi)部饋通最小,當(dāng)片選為高電平時(shí),輸入時(shí)鐘SCLK應(yīng)當(dāng)為低電平。例:在電路中,AT89S51單片機(jī)的P3.0-P3.2分別控制TLC5615的片選,串行時(shí)鐘輸入SCLK和串行數(shù)據(jù)輸入DIN。電路的連接采用非級(jí)聯(lián)方式(12位方式),參考電壓2V,最大輸出電壓4V。//TI10位DACTLC5615的示例程序#defineSPI_CLK P3_1#defineSPI_DATA P3_2#defineCS_DA P3_0voidda5615(unsignedintdat){unsignedchari;dat<<=6;//D/A數(shù)據(jù)最高位移到dat最高位,低6位補(bǔ)零CS_DA=0;SPI_CLK=0;for(i=0;i<12;i++){SPI_DATA=(bit)(dat&0x8000);SPI_CLK=1;
dat<<=1;SPI_CLK=0;}CS_DA=1;SPI_CLK=0;for(i=0;i<100;i++);}8.4A/D轉(zhuǎn)換器的接口與應(yīng)用A/D轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件,通常也用ADC表示,它可以將模擬量比例地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,是模擬量測(cè)量的基本器件。8.4.1ADC的轉(zhuǎn)換原理及分類8.4.2并行接口ADC(ADC0809)8.4.3串行接口ADC(TLC549)模擬電子開關(guān)S在采樣脈沖CPS的控制下重復(fù)接通、斷開的過(guò)程。S接通時(shí),ui(t)對(duì)C充電,為采樣過(guò)程;S斷開時(shí),C上的電壓保持不變,為保持過(guò)程。在保持過(guò)程中,采樣的模擬電壓經(jīng)數(shù)字化編碼電路轉(zhuǎn)換成一組n位的二進(jìn)制數(shù)輸出。8.4.1ADC的轉(zhuǎn)換原理及分類2.ADC的分類ADC的種類很多,根據(jù)轉(zhuǎn)換原理,常見的ADC主要有逐次逼近式和雙積分式等類型。1)逐次逼近式原理逐次逼近轉(zhuǎn)換過(guò)程與用天平稱物重過(guò)程非常相似,按照天平稱重的思路,逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器,就是將輸入模擬信號(hào)與不同的參考電壓做多次比較,使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量在數(shù)值上逐次逼近輸入模擬量的對(duì)應(yīng)值。逐次逼近式ADC具有較快的轉(zhuǎn)換速率和較高的精度,轉(zhuǎn)換速率介于全并式和雙積分式之間,應(yīng)用非常廣泛,常用的集成逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器有ADC0808/0809系列(8)位、AD575(10位)、AD1674A(12位)等。轉(zhuǎn)換開始前先將所有寄存器清零。開始轉(zhuǎn)換以后,時(shí)鐘脈沖首先將寄存器最高位置成1,使輸出數(shù)字為100…0。這個(gè)數(shù)碼被D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓uo,送到比較器中與ui進(jìn)行比較。若uo>ui,說(shuō)明數(shù)字過(guò)大了,故將最高位的1清除;若uo<ui,說(shuō)明數(shù)字還不夠大,應(yīng)將這一位保留。然后,再按同樣的方式將次高位置成1,并且經(jīng)過(guò)比較以后確定這個(gè)1是否應(yīng)該保留。這樣逐位比較下去,一直到最低位為止。比較完畢后,寄存器中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。原理框圖基本原理3位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換開始前,先使Q1=Q2=Q3=Q4=0,Q5=1,第一個(gè)CP到來(lái)后,Q1=1,Q2=Q3=Q4=Q5=0,于是FFA被置1,F(xiàn)FB和FFC被置0。這時(shí)加到D/A轉(zhuǎn)換器輸入端的代碼為100,并在D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端得到相應(yīng)的模擬電壓輸出uo。uo和ui在比較器中比較,當(dāng)若ui<uo時(shí),比較器輸出uc=1;當(dāng)ui≥uo時(shí),uc=0。第二個(gè)CP到來(lái)后,環(huán)形計(jì)數(shù)器右移一位,變成Q2=1,Q1=Q3=Q4=Q5=0,這時(shí)門G1打開,若原來(lái)uc=1,則FFA被置0,若原來(lái)uc=0,則FFA的1狀態(tài)保留。與此同時(shí),Q2的高電平將FFB置1。第三個(gè)CP到來(lái)后,環(huán)形計(jì)數(shù)器又右移一位,一方面將FFC置1,同時(shí)將門G2打開,并根據(jù)比較器的輸出決定FFB的1狀態(tài)是否應(yīng)該保留。第四個(gè)CP到來(lái)后,環(huán)形計(jì)數(shù)器Q4=1,Q1=Q2=Q3=Q5=0,門G3打開,根據(jù)比較器的輸出決定FFC的1狀態(tài)是否應(yīng)該保留。第五個(gè)CP到來(lái)后,環(huán)形計(jì)數(shù)器Q5=1,Q1=Q2=Q3=Q4=0,F(xiàn)FA、FFB、FFC的狀態(tài)作為轉(zhuǎn)換結(jié)果,通過(guò)門G6、G7、G8送出。工作原理1)并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器:轉(zhuǎn)換速度快,主要缺點(diǎn)是要使用的比較器和觸發(fā)器很多,隨著分辨率的提高,所需元件數(shù)目按幾何級(jí)數(shù)增加。2)雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器:性能比較穩(wěn)定,轉(zhuǎn)換精度高,具有很高的抗干擾能力,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其缺點(diǎn)是工作速度較低,在對(duì)轉(zhuǎn)換精度要求較高,而對(duì)轉(zhuǎn)換速度要求較低的場(chǎng)合,如數(shù)字萬(wàn)用表等檢測(cè)儀器中.3)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器:分辨率較高、誤差較低、轉(zhuǎn)換速度較快,在一定程度上兼顧了以上兩種轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn),因此得到普遍應(yīng)用。ADC轉(zhuǎn)換器比較8.4.2并行接口ADC一.ADC0809的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)(1)主要特性:①8路8位A/D轉(zhuǎn)換器,即分辨率8位。②具有轉(zhuǎn)換起??刂贫?。③轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。④單個(gè)+5V電源供電。⑤模擬輸入電壓范圍0~+5V,不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。⑥工作溫度范圍為.40~+85攝氏度。⑦低功耗,約15mW。圖3ADC0809的結(jié)構(gòu)框圖8路模擬量開關(guān)地址鎖存與譯碼8位A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存器STARTCLKIN0??IN7D0??D7ABCALEVR(+)VR(-)EOCOE二.ADC0809的引腳ADC0809芯片有28個(gè)引腳,采用雙列直插式封裝,如圖。其中:IN0~IN7:8路模擬量輸入端。D0~D7:8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC:3位地址輸入線,用于選擇8路模擬通道中的一路,選擇情況見表。ADDCADDBADDA選擇通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ALE:地址鎖存允許信號(hào),輸入,高電平有效。START:A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào),輸入,高電平有效。EOC:A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào),輸出。當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí),該引腳為低電平,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),該線腳輸出高電平。OE:數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào),輸入,高電平有效。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后,如果從該引腳輸入高電平,則打開輸出三態(tài)門,輸出鎖存器的數(shù)據(jù)從D0~D7送出。CLK:時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ,通常使用頻率為500kHz.REF+、REF-:基準(zhǔn)電壓輸入端。Vcc:電源,接+5V電源。GND:地。ADC0809的工作流程如圖所示:1.輸入3位地址,并使ALE=1,將地址存入地址鎖存器中,經(jīng)地址譯碼器譯碼從8路模擬通道中選通一路模擬量送到比較器。2.送START一高脈沖,START的上升沿使逐次逼近寄存器復(fù)位,下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換,并使EOC信號(hào)為低電平。3.當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),轉(zhuǎn)換的結(jié)果送入到輸出三態(tài)鎖存器,并使EOC信號(hào)回到高電平,通知CPU已轉(zhuǎn)換結(jié)束。4.CPU使OE為高電平,從輸出端D0~D7讀入數(shù)據(jù)。三.ADC0809的工作流程2.ADC0809的接口(模擬時(shí)序方式)和編程 #defineALE P2_4 #defineSTART P2_5 #defineOE P2_6 #defineEOC P2_7#include<reg51.h>#include<intrins.h>
unsignedcharadc_0809(unsignedcharchanel){ //地址信息放在chanel變量中 unsignedchardd; //臨時(shí)變量 P2&=0Xf8; P2|=chanel; //P2低三位輸出地址 ALE=1; //鎖存地址 START=1; //復(fù)位逐次逼近寄存器 ALE=0; START=0; //開始轉(zhuǎn)換 _nop_(); _nop_(); //延時(shí) while(EOC==0); //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束,轉(zhuǎn)換時(shí)間100us OE=1; //輸出使能 dd=P1; //數(shù)據(jù)暫存 OE=0; Return(dd); //返回轉(zhuǎn)換值}8.4.3串行接口ADCTLC549是德州儀器公司推出的廣泛應(yīng)用的CMOS8位A/D轉(zhuǎn)換器。該芯片有一個(gè)模擬輸入端口,3態(tài)的數(shù)據(jù)串行輸出接口可以方便的和微處理器或外圍設(shè)備連接。TLC549僅僅使用輸入/輸出時(shí)鐘(I/OCLOCK)和芯片選擇(cs)信號(hào)控制數(shù)據(jù)。最大的輸入輸出時(shí)鐘(I/OCLOCK)為1.1MHz。
圖8.4.4TLC549內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖一組通常的控制時(shí)序?yàn)椋?1)將CS置低。內(nèi)部電路在測(cè)得CS下降沿后,再等待兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘上升沿和一個(gè)下降沿后,然后確認(rèn)這一變化,最后自動(dòng)將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位(D7)位輸出到DATAOUT端上。(2)前四個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個(gè)位(D6、D5、D4、D3),片上采樣保持電路在第4個(gè)I/OCLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。(3)接下來(lái)的3個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個(gè)轉(zhuǎn)換位,(4)最后,片上采樣保持電路在第8個(gè)I/OCLOCK周期的下降沿開始保持,CS必須為高,或I/OCLOCK保持低電平,這種狀態(tài)需要維持36個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。NOTE:如果CS為低時(shí)I/OCLOCK上出現(xiàn)一個(gè)有效干擾脈沖,則微處理器/控制器將與器件的I/O時(shí)序失去同步;若CS為高時(shí)出現(xiàn)一次有效低電平,則將使引腳重新初始化,從而脫離原轉(zhuǎn)換過(guò)程。在36個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期結(jié)束之前,實(shí)施步驟(1)-(4),可重新啟動(dòng)一次新的A/D轉(zhuǎn)換,與此同時(shí),正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換終止,此時(shí)的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果而不是正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。若要在特定的時(shí)刻采樣模擬信號(hào),應(yīng)使第8個(gè)I/OCLOCK時(shí)鐘的下降沿與該時(shí)刻對(duì)應(yīng),因?yàn)樾酒m在第4個(gè)I/OCLOCK時(shí)鐘下降沿開始采樣,卻在第8個(gè)I/OCLOCK的下降沿開始保存。
舉例#include"intrins.h"#defineWait1us _nop_();#defineWait2us {_nop_();_nop_();}#defineWait4us {Wait2us;Wait2us;}#defineWait8us {Wait4us;Wait4us;}#defineWait10us {Wait8us;Wait2us;}#defineWait30us {Wait10us;Wait10us;Wait10us;}/************定義接口總線**************/sbitClock=P1^2;//時(shí)鐘口線sbitDataOut=P1^3;//數(shù)據(jù)輸出口線sbitChipSelect=P1^4;//片選口線unsignedcharADCSelChannel(void){unsignedcharConvertValue=0;unsignedchari;ChipSelect=1;//芯片復(fù)位ChipSelect=0;ChipSelect=1;Clock=0;Wait4us;ChipSelect=0;//芯片起始Wait4us;//等待延時(shí)for(i=0;i<8;i++)//輸入采樣轉(zhuǎn)換時(shí)鐘{Clock=1;Clock=0;}ChipSelect=1;//開始轉(zhuǎn)換Wait30us;//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束ChipSelect=0;//讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果Wait4us;for(i=0;i<8;i++)//讀取8位串行數(shù)據(jù){Clock=1;ConvertValue<<=1;if(DataOut){ConvertValue|=0x1;}Clock=0;}ChipSelect=1;return(ConvertValue);//返回轉(zhuǎn)換結(jié)果}作業(yè)P223第6題8031WRP2.7P0DI7~DI0CSXFERWR1WR2DAC0832IOUT2IOUT1+-RFRDAC0832單緩沖方式接口電路ILE+5V【補(bǔ)充舉例1】利用單緩沖方式(總線方式),編程從DAC0832輸出端分別產(chǎn)生鋸齒波、三角波和方波。
分析:根據(jù)單緩沖方式圖的連接,DAC0832的口地址為7FFFH。匯編語(yǔ)言編程:鋸齒波 MOVDPTR,#7FFFH CLRALOOP:MOVX@DPTR,A INCA SJMPLOOP三角波: MOVDPTR,#7FFFH CLRALOOP1:MOVX@DPTR,A INCA CJNEA,#0FFH,LOOP1LOOP2:MOVX@DPTR,A DECA JNZLOOP2 SJMPLOOP1方波: MOVDPTR,#7FFFHLOOP:MOVA,#00H MOVX@DPTR,A ACALLDELAY MOVA,#FFH MOVX@DPTR,A ACALLDELAY SJMPLOOPDELAY:MOVR7,#0FFH DJNZR7,$ RETC語(yǔ)言編程:鋸齒波:#include<absacc.h>//定義絕對(duì)地址訪問(wèn)#defineucharunsignedchar#defineDAC0832XBYTE[0x7FFF]voidmain(){ uchari; while(1) { for(i=0;i<0xff;i++) {DAC0832=i;} }}三角波:#include<absacc.h>//定義絕對(duì)地址訪問(wèn)#defineucharunsignedchar#defineDAC0832XBYTE[0x7FFF]voidmain(){ uchari; while(1) { for(i=0;i<0xff;i++) {DAC0832=i;} for(i=0xff;i>0;i--) {DAC0832=i;} }}方波:#include<absacc.h>//定義絕對(duì)地址訪問(wèn)#defineucharunsignedchar#defineDAC0832XBYTE[0x7FFF]voiddelay(void);voidmain(){ uchari; while(1) { DAC0832=0;//輸出低電平 delay();//延時(shí) DAC0832=0xff;//輸出高電平 delay();//延時(shí) }}voiddelay()//延時(shí)函數(shù){ uchari; for(i=0;i<0xff;i++);}四.ADC0809與MCS-51單片機(jī)的接口(總線方式)下圖是一個(gè)ADC0809與8051的一個(gè)接口電路圖。1.硬件連接P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ALEWR
P2.7RDINTO+++5VGNDD0D1D2D3D4D5D6D7ADDAADDBADDCCLKALESTARTOEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7
VREF+VREF-ADC08098051分頻器2.軟件編程例題1:設(shè)接口電路用于一個(gè)8路模擬量輸入的巡回檢測(cè)系統(tǒng),使用中斷方式采樣數(shù)據(jù),把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的30H~37H單元中。采樣完一遍后停止采集。ADC0809的編程涉及3個(gè)步驟:1、8路模擬通道選擇2、ADC的啟動(dòng)3、轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送分析:1、8通道的地址分別為:0x0000~0x0007 2、對(duì)8個(gè)地址寫操作MOVX@DPTR,A 3、讀入轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)MOVXA,@DPTR ORG0000H AJMPMAIN ORG0003H LJMPINT0 ORG0100H;主程序MA
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