AD轉(zhuǎn)換與DA轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)

會(huì)計(jì)學(xué)1AD轉(zhuǎn)換與DA轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)11.1

8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)目的掌握A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的原理及基本性能指標(biāo)掌握ADC0809與單片機(jī)的接口方法及編程方法功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)由單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器

ADC0809構(gòu)成的第數(shù)1頁(yè)/共據(jù)120頁(yè)采集系統(tǒng)，使其依次采集8路模擬量，經(jīng)0809進(jìn)第3頁(yè)/共120頁(yè)A/D轉(zhuǎn)換器形式很多，按A/D轉(zhuǎn)換器輸入模擬量的極性分類，可分為單極型和雙極型兩種；按A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸出方式分類，可分為并行方式、串行方式及串/并行方式；按A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理分類，可分為積分型、逐次逼近型和并行轉(zhuǎn)換型。第4頁(yè)/共120頁(yè)（1）關(guān)于ADC0809ADC0809是一個(gè)典型的逐次逼近型8位A/D轉(zhuǎn)換

器。它由8路模擬開關(guān)、8位A/D轉(zhuǎn)換器、三態(tài)輸出鎖存器及地址鎖存譯碼器等組成。它允許8路模擬量分時(shí)輸入，轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量輸出是三態(tài)的（總線型輸出），可以直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連接。

ADC0809采用+5V電源供電，外接

工作時(shí)鐘。當(dāng)?shù)?典頁(yè)/共1型20頁(yè)工作時(shí)鐘為

500kHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為128μs。（2）

ADC0809的引腳說(shuō)明

ADC0809引腳如圖11-2所示。第6頁(yè)/共120頁(yè)第7頁(yè)/共120頁(yè)IN0～I(xiàn)N7D0～D78路模擬通道輸入端。8位數(shù)字量輸出端。VREF（+）、VREF（－）

正、負(fù)參考電壓輸入端。CLOCK

時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘最高允許頻率為640kHz。START

轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，高電平有效。道選擇端。通道與地址對(duì)應(yīng)關(guān)系見第8頁(yè)/共120頁(yè)ADDA、ADDB、ADDC模擬通ALE地址鎖存信號(hào)。高電平時(shí)，

將三位地址信號(hào)送入地址鎖存器，經(jīng)譯碼選擇相應(yīng)的模擬輸入通道。使用時(shí)該信號(hào)可以和START信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。EOC

A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，此信號(hào)常被用來(lái)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。OE

允許輸出信號(hào)。當(dāng)OE端為電平上升沿時(shí)第9，頁(yè)/共1輸20頁(yè)出鎖存器將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到數(shù)據(jù)線，供單片機(jī)讀取。4.硬件原理與資源分配硬件原理圖如圖11-3所示。圖11-3

ADC0809與單片機(jī)的連接第10頁(yè)/共120頁(yè)（1）時(shí)鐘信號(hào)由于0809無(wú)片選端，因此電路增加了或非門74LS02及譯碼器74LS138，以便對(duì)0809進(jìn)行讀/寫控制。單片

機(jī)采用6MHz的晶振，ALE輸出

6MHz/s時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)74LS74觸發(fā)

器2分頻，得到500kHz的時(shí)鐘信號(hào)，與0809的時(shí)鐘端CLK相連。第11頁(yè)/共120頁(yè)（2）通道選擇三位通道選擇端ADDA、ADDB、ADDC與數(shù)據(jù)線P0口的低三位P0.0、P0.1、P0.2相連，用數(shù)據(jù)線進(jìn)行通道選擇，由P0.0、P0.1、P0.2三位決定選擇哪一通道。也可以用地址線選擇通道。第12頁(yè)/共120頁(yè)（3）

0809的啟動(dòng)0809的啟動(dòng)端

START、地址鎖存端ALE均為高電

平有效。將START與ALE端連在一

起，與74LS02的輸出端相連?；蚍情T74LS02的兩個(gè)輸入端WR和Y0均為低電平時(shí)，其輸出為高電平。當(dāng)譯碼器74LS138的3個(gè)輸入端P2.7、P2.6和P2.5為0時(shí)，Y0為低電平，執(zhí)行外部I/O口寫操作時(shí)，WR為低第電13頁(yè)/平共120。頁(yè)執(zhí)行下列操作將啟動(dòng)0通道轉(zhuǎn)換：MOVA，#00H

;數(shù)據(jù)線低3位為0，選擇0通道MOV#1FFFHDPTR，;P2.7、P2.6、P2.5均為0，MOVX@DPTR，A

;執(zhí)行外部I/O口寫操作時(shí)WR為低電平第14頁(yè)/共120頁(yè)（4）轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC端輸出高電平?？捎貌樵兓蛑袛嗟姆椒ㄟM(jìn)行數(shù)據(jù)讀取處理。輸出允許OE端為高電平，

8位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)D0～D7輸出到數(shù)據(jù)線

上。只有譯碼器輸出Y0和RD同時(shí)

為低電平時(shí)，OE端才為高電平。

執(zhí)行外部I/O口讀操作RD為低電平。執(zhí)行下列操作將讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)：MOV

DPTR，#1FFFH

;P2.7、P2.6、第15頁(yè)/共120頁(yè)（5）轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC端經(jīng)反向器與單片機(jī)的INT0相連，即轉(zhuǎn)換一旦結(jié)束，外部中斷0則申請(qǐng)中斷。資源分配：

R0:數(shù)據(jù)指針

R2:通道計(jì)數(shù)器內(nèi)部RAM的40H以后的若干單元數(shù)據(jù)第堆16頁(yè)/棧共120區(qū)頁(yè)內(nèi)部RAM的60H～67H單元：存放5.參考程序ORG;CPU起AJMP;跳轉(zhuǎn)到ORG;外部中AJMP0000H始地址MAIN主程序0003H斷0入口地址JINT0外部中斷0處MAIN：NOPMOVMOVSP，#40HR0，#60HMOV;跳轉(zhuǎn)到理程序;主程序段;設(shè)定堆棧;設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首地址;選通道0A，R2MOVR2，#00HMOVDPTR，#1FFFH;初始化ADC0809第17頁(yè)/共120頁(yè)SETB

IT0;設(shè)定外部中斷0為邊沿觸發(fā);EX0SETB

EX0=1（開放外部中斷0）;開總SETB

EA中斷，EA=1（開放總中斷）LOOP1：MOVX

@DPTR，AMOVX

@DPTR，ALOOP2：RETI;啟動(dòng)0809;再啟動(dòng)0809;中斷返回END第18頁(yè)/共120頁(yè)6.總結(jié)與提高本節(jié)所介紹的程序采用中斷方式讀取A/D轉(zhuǎn)換值，讀者還可以用查詢法（查詢P3.2）或者用軟件延時(shí)法（延時(shí)128μs以上）來(lái)編制采集程序。在實(shí)際單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)于模擬信號(hào)變化較快的場(chǎng)合需要增加采樣保持器。對(duì)于一般傳感器輸出的模擬信號(hào)還要經(jīng)過調(diào)理電路處輸入A/D轉(zhuǎn)換理成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，第19頁(yè)才/共12能0頁(yè)器。1.實(shí)訓(xùn)目的掌握12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A的工作原理及基本性能指標(biāo)掌握A/D轉(zhuǎn)換器AD574A與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法11.2

12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A的應(yīng)用第20頁(yè)/共120頁(yè)2.功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單片機(jī)與12位A/D轉(zhuǎn)換器

AD574組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，編寫

AD574的數(shù)據(jù)采集程序。A/D轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量存入內(nèi)部RAM區(qū)60H和61H單元，61H單元存放低4位。第21頁(yè)/共120頁(yè)3.背景知識(shí)AD574A是美國(guó)AD公司研制的12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，適合在高精度和快速采樣系統(tǒng)中應(yīng)用。（1）主要特點(diǎn)①內(nèi)部集成有轉(zhuǎn)換時(shí)鐘、參考電壓源和三態(tài)輸出鎖存器。②轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs。③輸入模擬電壓第22頁(yè)可/共1以20頁(yè)為單極性也可以為雙極性，單極性輸入時(shí)電壓為

0～+10V或0～+20V；雙極性輸入（2）

AD574A的引腳

AD574A的引腳如圖11-4所示。圖11-4

AD574A的引腳圖第23頁(yè)/共120頁(yè)10VIN①模擬量輸入10V量程的模擬電壓輸入線。單極性時(shí)為0～10V，雙極性時(shí)為-5～+5V。20VIN

20V量程的模擬電壓輸入線。單極性時(shí)為0～20V，雙極性時(shí)為-10～+10V。AC

模擬電壓公共地線。②數(shù)字量輸出DB11～DB0DB11為最高位。第24頁(yè)/共120頁(yè)12位數(shù)字量輸出線，CSCE③控制線片選線，低電平有效。片選使能線，高電平有效。和CS共同用于片選控制。當(dāng)

CS為0，CE為1時(shí)，選中本片工作；否則本片處于禁止?fàn)顟B(tài)。R/C

讀出/轉(zhuǎn)換控制輸入線。若R/C為0，則本片啟動(dòng)工作；若使R/C為1，則本片處于允許讀出數(shù)字量狀態(tài)。第25頁(yè)/共120頁(yè)A012/8地址線。用來(lái)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。決定進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換還是8位A/D轉(zhuǎn)換。STS轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出線。STS為高電平，表示AD574A正處于A/D轉(zhuǎn)換

狀態(tài)，若STS變?yōu)榈碗娖?，則A/D轉(zhuǎn)換完成。因此，在實(shí)用中STS線可供CPU查詢，也可作為MCS-51入線?？刂乒δ芤姳?1-2。（見書195頁(yè)）的外中斷第請(qǐng)26頁(yè)/求共120輸頁(yè)④測(cè)試/調(diào)零線REF

IN內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需參考電壓輸入線。REF

OUT內(nèi)部參考電壓輸出線。通常，REF

IN和REF

OUT之間跨接一個(gè)l00Ω電位器，用來(lái)調(diào)整各量程的增益。BIP

OFF

補(bǔ)償調(diào)整線，用于在模擬輸入為零時(shí)把ADC輸出的數(shù)字量調(diào)整為零。⑤電源線第27頁(yè)/共120頁(yè)4.硬件原理與資源分配單片機(jī)與AD574A的接線圖如圖11-5所示。第28頁(yè)/共120頁(yè)第29頁(yè)/共120頁(yè)AD574的口地址見書196頁(yè)。模擬電壓輸入極性的設(shè)定利用BIP、RIN和ROUT

3端與外接電

阻的不同連接方法，可以把

AD574A設(shè)定為單極性輸入或雙極

性輸入。圖11-5為雙極性輸入。如果輸入電壓在-5～+5V之間，模擬量應(yīng)從10VIN端輸入；如果輸入電壓在-10～+10V之間，模擬量應(yīng)從

20VIN第端30頁(yè)/共輸120頁(yè)入。單極性輸入時(shí)：輸出數(shù)字量

D=212VIN/VFS，其中為輸入電壓，VFS為滿刻度電壓分辨率

1LSB=VFS/212，其中VFS=10V，1LSB＝2.4mV雙極性輸入時(shí)：輸出數(shù)字量D=211(1+2VIN/VFS)=2048(1+2VIN/V

)第31頁(yè)F/S共120頁(yè)分辨率

1LSB=VFS/212，其中V

=10V，1LSB＝2.4mV（3）零點(diǎn)調(diào)整：R1用于零點(diǎn)調(diào)整①單極性輸入時(shí)，使VIN=LSB/2＝1.2mV。調(diào)整R1使輸出數(shù)字量在000H～001H間跳動(dòng)。②雙極性輸入時(shí)，使VIN=-VFS/2+LSB/2＝-4.99mV。調(diào)整R1使輸出數(shù)字量在000H～001H間跳動(dòng)。第32頁(yè)/共120頁(yè)（4）增益調(diào)整：R2用于增益調(diào)整①單極性輸入時(shí)，調(diào)整R2，使

VIN=+VFS－1LSB＝9.9976V，輸出數(shù)字量FFFH；VIN=+VFS－2LSB＝9.9952V，輸出數(shù)字量FFEH。②雙極性輸入時(shí)，調(diào)整R2，使

VIN=+VFS

/2－1LSB＝4.9976V，輸出數(shù)字量FFFH；VIN=

+VFS

/2－2LSB＝4.9952V，第33頁(yè)輸/共120出頁(yè)

數(shù)字量FFEH。資源分配：

R0：數(shù)據(jù)指針

R2：通道計(jì)數(shù)器內(nèi)部RAM的40H以后的若干單元：數(shù)據(jù)堆棧區(qū)內(nèi)部RAM的60H～61H單元：存放

1個(gè)12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)第34頁(yè)/共120頁(yè)0000HAJMP;跳轉(zhuǎn)到主5.參考程序ORGMAIN程序ORG0003H0入口地址;外部中斷部中斷0處AJMPJINT0;跳轉(zhuǎn)到外理程序MAIN：NOP;主程序段MOVSP，#40H;設(shè)定堆棧MOVR1，#60H;數(shù)據(jù)存放首地址中斷0為邊SETBIT0;設(shè)定外部沿觸發(fā)MOVDPTR，#1FF0H;送口地址MOVX@

DPTR，A;啟動(dòng)12位A/D轉(zhuǎn)換第35頁(yè)/共120頁(yè)SETB;開放外部SETBEX0中斷0EAAJMPLOOPLOOP：JINT0：NOPCLREX0;開總中斷;等待中斷;外部中斷0處理程序;關(guān)外部中MOVINC;讀高8位數(shù)據(jù);存儲(chǔ)高8位;選定低4INC;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)ANLMOV斷0MOVX

A，@DPTR@R1，ADPTR位口R1單元加1MOVX

A，@DPTRA，#0FH@R1，ARETI;讀低4位數(shù)據(jù);屏蔽高4位;存儲(chǔ)低4位;中斷返回END第36頁(yè)/共120頁(yè)6.總結(jié)與提高本節(jié)為12位A/D轉(zhuǎn)換的實(shí)訓(xùn)，使用了中斷處理方法，讀者也可以嘗試使用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。第37頁(yè)/共120頁(yè)實(shí)訓(xùn)目的掌握串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX1247的工作原理及使用方法掌握串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX1247與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)由單片機(jī)與12位串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX1247構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并編寫數(shù)據(jù)采集程序。11.3串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX1247的應(yīng)用第38頁(yè)/共120頁(yè)3.背景知識(shí)

MAX1247是MAXIM公司研制的12位4通道串行A/D轉(zhuǎn)換器，適合在

高精度和高速度的采樣系統(tǒng)中應(yīng)用。（1）主要特點(diǎn)：①4通道（單極性）12位串行A/D轉(zhuǎn)換，也可接2通道（雙極性）。②單一電源供電（+5V）。③低第39頁(yè)功/共1耗20頁(yè)。④SPI/QSPI接口（串行接口）。第40頁(yè)/共120頁(yè)各管腳功能如下：

VCC電源（+5V）。CH0、CH1、CH2、CH3

4通道模COM擬信號(hào)輸入端。模擬輸入?yún)⒖蓟鶞?zhǔn)端。VREF基準(zhǔn)電壓輸入。CS

片選線，低電平有效。SHDN

低電平時(shí)，器件將關(guān)閉并進(jìn)入掉電節(jié)能第41狀頁(yè)/共1態(tài)20頁(yè)，否則為正常狀態(tài)。REFADJ

緩沖放大器輸入端，接VCC時(shí)內(nèi)部緩沖放大器無(wú)效。AGNDDGND數(shù)字地。模擬地。DOUT串行數(shù)據(jù)輸出端。SSTRB

轉(zhuǎn)換結(jié)束。DIN串行數(shù)據(jù)輸入端（控制字），時(shí)鐘上升沿有效。SCLK串第42行頁(yè)/共1時(shí)20頁(yè)鐘輸入。（3）

MAX1247工作方式

MAX1247可通過設(shè)定控制字的PD1、PD0位進(jìn)行工作模式的選擇。①外時(shí)鐘模式使用外部時(shí)鐘不僅能將串行數(shù)據(jù)移進(jìn)、移出，還可控制模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度。②內(nèi)時(shí)鐘模式使用內(nèi)部時(shí)鐘轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換時(shí)鐘取自內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器，這是一種轉(zhuǎn)換時(shí)鐘與串行數(shù)據(jù)移位鎖定時(shí)鐘相互分離的模式。第43頁(yè)/共120頁(yè)③軟掉電模式軟掉電模式在

SHDN為高電平或懸空時(shí)，通過設(shè)置控制字的PD1位和PD0位，可選擇滿掉電和快速掉電的軟掉電模式，以便在兩次轉(zhuǎn)換的閑置時(shí)段使器件

進(jìn)入低耗能的掉電狀態(tài)。在軟掉電

模式中，串行移位寄存器保留了掉

電前的操作數(shù)，但不進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。④硬掉電模式將SHDN置于低電平，可以在任何第4時(shí)4頁(yè)/共刻120頁(yè)完全關(guān)閉轉(zhuǎn)換，并以“0”替換控制字的PD1位和（4）

MAX1247的控制字

START：?jiǎn)?dòng)位，為“1”有效。SEL2、SEL1、SEL0：通道選擇端，見表11-3。（見書199頁(yè)）UNI/BIF：極性選擇位，為“1”選擇單極性，為“0”選擇雙極性。SGL/DIF：?jiǎn)味?差動(dòng)方式選擇端。

PD1、PD0：模式選擇端。見表11-4。（第見45頁(yè)/共書120頁(yè)200頁(yè)）（5）

MAX1247數(shù)據(jù)操作時(shí)序

MAX1247的數(shù)據(jù)操作時(shí)序如圖11-7所示。第46頁(yè)/共120頁(yè)第47頁(yè)/共120頁(yè)4.硬件原理與資源分配

MAX1247與單片機(jī)的連接圖如圖11-8所示。P1.0為串行輸出控制字，

P1.1為輸出串行時(shí)鐘，P1.2為片選線，P1.3為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字量由P1.3串行輸入。對(duì)MAX1247操作時(shí)，單片機(jī)首先

送出8位控制字，然后讀取16位串行A/D數(shù)據(jù)，其中最后的4位數(shù)據(jù)為無(wú)效位。因第此48頁(yè)/共對(duì)120頁(yè)MAX1247的一

次操作需要24個(gè)串行時(shí)鐘SCLK。第49頁(yè)/共120頁(yè)5.參考程序DINSCLKCSDOUT;定義P1.0為DIN;定義P1.1為SCLK;定義P1.2為CS;定義P1.3為DOUT0000HAJMP;跳轉(zhuǎn)到主EQU

P1.0EQU

P1.1EQU

P1.3EQU

P1.4ORGMAIN程序MAIN：NOPMOVR1，#60HMOVA，#9FHLCALL

AD10;主程序段;0通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于60H、61H;選通0通道、單極性、外時(shí)鐘;調(diào)用A/D控制字寫入子程序第50頁(yè)/共120頁(yè)MOVLCALL

AD11R1，62HMOVA，#0DFHLCALL

AD10MOVLCALL

AD11R1，64HMOVA，#0AFHLCALL

AD10;A/D轉(zhuǎn)換子程序;1通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于62H、63H;選通1通道、單極性、外時(shí)鐘;調(diào)用A/D控制字寫入子程序;A/D轉(zhuǎn)換子程序;2通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于64H、65H;選通2通道、單極性、外時(shí)鐘;調(diào)用A/D控制字寫入子程序第51頁(yè)/共120頁(yè)LCALL

AD11MOV

R1，66H存;A/D轉(zhuǎn)換子程序;3通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)儲(chǔ)于MOV66H、67HA，#0EFH性、LCALL

AD10LCALL

AD11;選通3通道、單極外時(shí)鐘;調(diào)用A/D控制字寫入子程序;A/D轉(zhuǎn)換子程序…ENDAD10：

CLRDINCLRCLR;MAX1247控制字寫

SCLKCS第52頁(yè)/共120頁(yè)L1:MOV

R0，#08HNOPNOPCLR

CCLR

SCLKRLC

AMOV

DIN，CNOPSETBDJNZCLRSCLKR0，L1NOPSCLKSETB

CS第53頁(yè)/共120頁(yè)CLRDINNOPNOPNOPNOPRETAD11:

NOP;A/D轉(zhuǎn)換子程序CLRCLRCCSNOPNOPSCLKMOV;高8位CLRR0，#08H數(shù)據(jù)第54頁(yè)/共120頁(yè)LL3：

NOPSETBSCLKMOVRLCNOPNOPC，DOUTANOPSCLKR0，LL3@R1，AMOV;低4位CLRDJNZMOVR0，#08H數(shù)據(jù)LL2:

CLRCNOP第55頁(yè)/共120頁(yè)NOPSETBSCLKNOPNOPMOV

C，DOUTARLCNOPCLRSCLKDJNZ

R0，LL2INC

R1ANL

A，#0F0HSWAP

A第56頁(yè)/共120頁(yè)MOV

@R1，ASETB

CSRET第57頁(yè)/共120頁(yè)6.總結(jié)與提高A/D轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備、醫(yī)用儀器、電池供電系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和過程控制等各個(gè)領(lǐng)域。應(yīng)根據(jù)實(shí)際任務(wù)要求來(lái)確定選用8位、

12位或更高位，以及并行芯片或串行芯片A/D轉(zhuǎn)換器。第58頁(yè)/共120頁(yè)實(shí)訓(xùn)目的掌握8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的工作原理及使用方法掌握8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832與單片機(jī)的硬件電路連接，并編寫

DAC0832的數(shù)據(jù)輸出程序。11.4

8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的應(yīng)用第59頁(yè)/共120頁(yè)3.背景知識(shí)由圖11-1所示單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)可知，單片機(jī)與被控對(duì)象之間要經(jīng)過D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)把單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，從而對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。D/A轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中作為輸出信號(hào)。第60頁(yè)/共120頁(yè)DAC0832是8位電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換芯片。DAC0832主要技術(shù)指標(biāo)分辨

率為8位，增益溫度系數(shù)為0.02％，單電源供電，電源范圍為+5～+15V，轉(zhuǎn)換速度約1μs。DAC0832的外部引腳

DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如圖

11-9所示。第61頁(yè)/共120頁(yè)第62頁(yè)/共120頁(yè)（3）

DAC0832工作方式通過控制端CS、ILE、WR1、WR2、XFER的不同接線方式，可以控制

DAC0832工作在不同方式下。①單緩沖方式：兩個(gè)輸入寄存器中有一個(gè)處于直通方式，另一個(gè)處于受控鎖存方式。適用于只有一路模擬信號(hào)輸出或雖有幾路模擬信號(hào)但不需要同步輸出的場(chǎng)合。②雙緩沖方式第：63頁(yè)/共兩120頁(yè)個(gè)鎖存器都接成受控方式ILE接高電平。（4）

DAC0832的輸出極性圖11-10（a）為DAC0832的單極性輸出電路。其輸出為：圖11-10（b）為DAC0832的雙極性輸出電路。其輸出為：式中B為輸入數(shù)字量，其范圍為0～第64頁(yè)/共120頁(yè)第65頁(yè)/共120頁(yè)4.硬件原理如圖11-11所示電路是由單片機(jī)與

D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)造一個(gè)波形發(fā)生器。

DAC0832為單緩沖方式和雙極性輸

出，LM358為雙運(yùn)算放大器。P2.7、P2.6、P2.5三位均為0，選通DAC0832，選通地址為譯碼輸出

1FFFH。第66頁(yè)/共120頁(yè)第67頁(yè)/共120頁(yè)5.參考程序（1）

0832輸出矩形波單片機(jī)連續(xù)255次輸出數(shù)字量0，然后連續(xù)255次輸出數(shù)字量FFH。如此重復(fù)，0832即可輸出連續(xù)矩形波。ORG

0000HDPTR，#1FFFH;指向0832MOVDD0：

MOVDD1：MOVMOVX

@DPTR，AA，#0R2，#255;向D/A送0DJNZ

R2，DD1255次，形成矩MOV

A，#255;循環(huán)形波的低電平;將FFH送到A第68頁(yè)/共120頁(yè)DD2：MOVX

@DPTR，AD/AMOV

R2，#255;向D/A送255，輸出為高;循環(huán)DJNZ

R2，DD2255次，形成矩形波的高電平;重復(fù)LJMP

DD0上述過程，形成多個(gè)矩形波END第69頁(yè)/共120頁(yè)（2）

0832輸出梯形波單片機(jī)從輸出數(shù)字量0開始，逐次加1直到255，保持255次，然后從輸出255逐次減1直至為0。如此重復(fù)，0832即可輸出連續(xù)梯

形波。ORG;CPU起DD0：DD1：0000H始地址MOVMOVMOVX

@DPTR，ADPTR，#1FFFHA，#00H;D/A輸出CJNEINC

AA，#255，DD1MOVA，#0FFHMOV;循環(huán)255次，形成梯形波的上升沿;將FFH送AR2，#0FFHDD2：MOVX

@DPTR，A;向D/A送255，D/A輸出為高第70頁(yè)/共120頁(yè)DJNZ

R2，DD2255次，形成梯;循環(huán)形波的上底DD3：MOVX

@DPTR，ACJNE成梯;D/A輸出A;循環(huán)255次，形形波DECA，#0，DD3的下降沿LJMP

DD1上述過程，形;重復(fù)成多個(gè)梯形波END第71頁(yè)/共120頁(yè)（3）

0832輸出三角波單片機(jī)從輸出數(shù)字量0開始，逐次加1直到255，然后從輸出255逐次減1直至為0。如此重復(fù)，0832即可輸出連續(xù)三角波。ORGMOV0000HDPTR，#1FFFHDD0：DD1：MOVXMOV@DPTR，AA，#00H;D/A輸出CJNEINC

AA，#255，DD1;循環(huán)256次，形成三角波的上升沿DD2：MOVX@DPTR，A;D/A輸出ACJNEDECA，#0，DD2;循環(huán)256次，形成三角波的下降沿第72頁(yè)/共120頁(yè)LJMP

DD0;重復(fù)上述過程，形成多個(gè)三角波END第73頁(yè)/共120頁(yè)6.總結(jié)與提高上述三段程序通過DAC0832輸出端輸出的波形為直線型的波形，沒有考慮波形頻率。改變程序即可使0832輸出滿足頻率要求的各種曲線。第74頁(yè)/共120頁(yè)實(shí)訓(xùn)目的掌握串行D/A

MAX525的工作原理及使用方法掌握12位串行D/A轉(zhuǎn)換器MAX525與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)由12位D/A轉(zhuǎn)換器MAX525與

單片機(jī)構(gòu)成的模擬輸出電路，并編寫MAX525的數(shù)據(jù)輸出程序。11.5串行D/A

MAX525的應(yīng)用第75頁(yè)/共120頁(yè)3.背景知識(shí)MAX525是MAXIM公司生產(chǎn)的4通道12位串行D/A轉(zhuǎn)換器。主要特點(diǎn)①4通道12位串行D/A轉(zhuǎn)換②單電源供電（+5V）③3線串行，可程控?cái)?shù)字輸出④SPI/QSPI傳輸工作模式MA第7X6頁(yè)5/共21205頁(yè)的引腳

MAX525的引腳如圖11-12所示。第77頁(yè)/共120頁(yè)（3）

MAX525工作模式

MAX525的數(shù)據(jù)形式為16位，其中最高位和次高位為地址位，第14位和第13位為控制位，后12位為數(shù)字位。如圖11-13所示。MAX525的工作模式由4位地址控制位和12位數(shù)據(jù)位確定，見表11-5。（見書208頁(yè)）第78頁(yè)/共120頁(yè)第79頁(yè)/共120頁(yè)（4）

MAX525工作時(shí)序如圖11-14所示。第80頁(yè)/共120頁(yè)第81頁(yè)/共120頁(yè)4.硬件原理與資源分配如圖11-15所示為單片機(jī)8051與MAX525芯片的連接圖。LM385是精密的基準(zhǔn)電源（+2.5V），MAX525是串行D/A轉(zhuǎn)換芯片，接

口方式為SPI。本電路中使用單片機(jī)的P1口模擬SPI的串行接口與

MAX525相連接。其中P1.0為串行數(shù)據(jù)輸入，P1.1為MAX525的時(shí)鐘輸入，P1.2為第M82A頁(yè)/X共15202頁(yè)5的片選，如圖11-15所示。第83頁(yè)/共120頁(yè)5.參考程序DIN

EQU

P1.0;定義P1.0為DIN，串行數(shù)據(jù)SCLK輸入端EQU

P1.1CSEQU

P1.2DOUTEQU

P1.3ORGAJMP;定義P1.1為SCLK，串行時(shí)鐘輸入端;定義P1.2為CS，片選端;定義P1.3為DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出，用于級(jí)聯(lián)

0000H;跳轉(zhuǎn)到主MAIN程序MAIN：

NOP;主程序段SETBCS第84頁(yè)/共120頁(yè)CLRSCLKCLR;選中MOVCSMAX525R0，#16為MOVA，#80HL1:CLRRLCMOVSETBDJNZCLRR0，L1;發(fā)16位數(shù)，前4位控制字;控制字，所有輸出寄存器從輸入寄存器加載CADIN，CSCLKNOPSCLK;MAX525初始化第85頁(yè)/共120頁(yè)NOP;開始4路MOVD/A轉(zhuǎn)換R4，#60HMOVR3，#30HLCALL

DA10MOVR4，62HMOVR3，#70HLCALL

DA10MOVR4，#64HMOVR3，#0B0H;A通道待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于60H、61H;選通A轉(zhuǎn)換通道;調(diào)用D/A轉(zhuǎn)換子程序;B通道待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于62H、63H;選通B轉(zhuǎn)換通道;調(diào)用D/A轉(zhuǎn)換子程序;C通道待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于64H、65H;選通C轉(zhuǎn)換通道第86頁(yè)/共120頁(yè)LCALLDA10MOVR4，#66HR3，#0F0HMOVLCALL

DA10;調(diào)用D/A轉(zhuǎn)換子程序;D通道待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于66H、67H;選通D轉(zhuǎn)換通道;調(diào)用D/A轉(zhuǎn)換子程序…DA10:NOPMOVMOV;D/A轉(zhuǎn)換子程序;數(shù)據(jù)存放首地址;送4位控制字A，R3LL1:R1，R4R0，#04HMOVCLRC第87頁(yè)/共120頁(yè)RLCMOVSETBADIN，CSCLKNOPSCLKR0，LL1MOV;高8位A，@R1LL2:CCLRDJNZR0，#08H數(shù)據(jù)MOVCLRRLCMOVSETBADIN，CSCLKNOP第88頁(yè)/共120頁(yè)SCLKR0，LL2MOV;低4位CLRDJNZR0，#04H數(shù)據(jù)INC

R1MOV

A，@R1SWAP

ALL3:CLR

CRLCMOVSETBADIN，CSCLKNOPCLRDJNZSCLKR0，LL3第89頁(yè)/共120頁(yè)RETEND第90頁(yè)/共120頁(yè)6.總結(jié)與提高本節(jié)介紹的系統(tǒng)使用了4路12位串行D/A轉(zhuǎn)換器MAX525，在輸出端

沒有給出執(zhí)行機(jī)構(gòu)，讀者如有此方面的應(yīng)用需求可自行加接被控對(duì)象。第91頁(yè)/共120頁(yè)11.6

8位A/D、D/A轉(zhuǎn)換器PCF8591的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)目的學(xué)習(xí)A/D、D/A轉(zhuǎn)換器PCF8591的使用方法掌握I2C總線數(shù)據(jù)操作的基本時(shí)序掌握PCF8591與單片機(jī)的接口技術(shù)及編程方法功能設(shè)計(jì)第92頁(yè)/共120頁(yè)設(shè)計(jì)由單片機(jī)與PCF8591組成的數(shù)據(jù)采集與輸出處理系統(tǒng)，編寫3.背景知識(shí)PCF8591是一個(gè)具有I2C總線接口的8位A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。（1）主要特點(diǎn)①4端口模擬輸入，可單端也可差分輸入。②低功耗。③8位A/D轉(zhuǎn)換，內(nèi)有多路開關(guān)、采樣及第保93頁(yè)/持共120頁(yè)電路。④一路D/A模擬輸出。第94頁(yè)/共120頁(yè)（3）控制字格式PCF8591控制字用于設(shè)置芯片實(shí)現(xiàn)不同功能?？刂谱諨7D6D5格D式4如D下3：D2D1D000D7、D3:標(biāo)志位，置“0”。

D6:模擬輸出允許位（D/A轉(zhuǎn)換輸出允許第）95頁(yè)/，共120頁(yè)1有效。D5、D4:模擬量輸入方式選擇，見（4）

I2C總線的數(shù)據(jù)操作格式I2C總線由時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA組成，SCL和SDA是雙向傳輸線。I2C總線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要起始信號(hào)S和終止信號(hào)P。為了保證I2C總線數(shù)據(jù)的可靠傳送，每傳送一個(gè)字節(jié)都必須跟隨一個(gè)應(yīng)答信號(hào)A，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)高位在前。在全部數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，主控制器發(fā)送終止信號(hào)P。I2C總線上傳送的每一個(gè)字節(jié)均為8位，但每啟動(dòng)一次I2C總線，其后第96頁(yè)/共120頁(yè)（5）

I2C總線操作時(shí)序I2C總線數(shù)據(jù)傳送啟動(dòng)、終止、應(yīng)答和非應(yīng)答時(shí)序如圖11-17所示。

I2C總線寫1位數(shù)據(jù)操作時(shí)序如圖

11-18（a）所示。I2C總線讀1位數(shù)據(jù)操作時(shí)序如圖11-18（b）所示。第97頁(yè)/共120頁(yè)第98頁(yè)/共120頁(yè)圖11-18

I2C總線讀寫時(shí)序第99頁(yè)/共120頁(yè)（6）

PCF8591器件的地址I2C器件的地址是由硬件構(gòu)成的，對(duì)于每一個(gè)I2C器件都有一個(gè)地址編號(hào)，如PCF8591的地址編號(hào)為

1001，地址引腳為A2A1A0。若此三個(gè)引腳接地，則PCF8591的寫地址為10010000B（90H），讀地址為10010001（91H）。第100頁(yè)/共120頁(yè)4.硬件原理與資源分配圖11-19為單片機(jī)8051與PCF8591芯片的連接圖。LM385是精密的基準(zhǔn)電源（+2.5V）。P1.0模擬I2C的時(shí)鐘信號(hào)，P1.1模擬

I2C的數(shù)據(jù)線。本實(shí)訓(xùn)將通過編程

實(shí)現(xiàn)圖11-16所示的時(shí)序，完成I2C總線的啟動(dòng)與終止、PCF8591初始化、4通道A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和等待第10應(yīng)1頁(yè)/共答120頁(yè)。第102頁(yè)/共120頁(yè)A/D轉(zhuǎn)換選擇4路模擬信號(hào)獨(dú)立輸入，通道自動(dòng)增量方式。控制字為：0

0

0

0

0

1

0

0

B（04H）。D/A轉(zhuǎn)換允許模擬輸出?？?/p>

制字為：0

1

0

0

0

0

0

0

B（40H）。對(duì)I2C發(fā)送一個(gè)字節(jié)后，檢查應(yīng)答。從I2C讀取一個(gè)字節(jié)后，單片機(jī)應(yīng)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。第103頁(yè)/共120頁(yè)資源分配R0：D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)指針，初值為

50H。R1：A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)指針，初值為

60H。R2：A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，初值為4；D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，初值為2。R3：循環(huán)計(jì)數(shù)器，初值為8。R4：第暫104頁(yè)存/共12A0頁(yè)/D。F0：應(yīng)答標(biāo)志位，F(xiàn)0＝0有應(yīng)答，5.參考程序I2C接口的數(shù)據(jù)操作程序由下列幾個(gè)基本操作子程序組成：PCFD為A/D轉(zhuǎn)換子程序，PCFX為D/A轉(zhuǎn)換子程序，STR為I2C啟動(dòng)子程序（圖11-17時(shí)序（a）），ED0為I2C終止子程序（圖11-17時(shí)序（b）），YIDA為發(fā)送應(yīng)答子程序（圖11-17時(shí)序（c）），YIDAF為圖11-17時(shí)序（d）），CHEK為檢查應(yīng)答信號(hào)發(fā)送非應(yīng)答子程第105頁(yè)序/共12（0頁(yè)0000HMAINORGAJMPMAIN：

NOP;R2存放A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù);PCF8591A/D轉(zhuǎn)換…MOV

R2，#04HLCALL

PCFDMOV

R2，#03HLCALL

PCFX;存放D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù);PCF8591D/A轉(zhuǎn)換…PCFX:

NOPLCALL

STR;總線啟動(dòng)第106頁(yè)/共120頁(yè)MOV

A，#90HLCALL

WR0LCALL

CHEKJBWRD1：MOV;PCF8591D/A尋址字;寫入;檢查應(yīng)答位;錯(cuò)誤，重發(fā);寫入

R1，#50HWRD2:F0，PCFXA，#40HMOVLCALL

WR0LCALL

CHEKJB;檢查應(yīng)答位;錯(cuò)誤重發(fā)F0，PCFXMOVA，@R1INC;61H存R1放D/A待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)第107頁(yè)/共120頁(yè)DJNZR2，WRD2LCALL

EDORETNOPPCFD:LCALL

STRMOV

A，#90HLCALL

WR0LCALL

CHEKJBMOVF0，PCFDA，#04HLCALL

WR0LCALLCHEK;總線啟動(dòng);寫PCF8591A/D尋址字;寫入;檢查應(yīng)答位;錯(cuò)誤重發(fā);A/D控制字;寫入;檢查應(yīng)答位第108頁(yè)/共120頁(yè)F0，PCFDPCFD1:JBLC