(精品)第10章 单片机AD及DA转换接口.ppt

课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础教学基本要求教学基本要求：（1 1）、熟悉）、熟悉DAC0832DAC0832的内部结构及工作方式；的内部结构及工作方式；（2 2）、掌握单片机与）、掌握单片机与DAC0832DAC0832的接口原理；的接口原理；（3 3）、熟悉）、熟悉ADC0809ADC0809的内部结构及功能；的内部结构及功能；（4 4）、掌握单片机与）、掌握单片机与ADC0809ADC0809的接口原理；的接口原理；教学重点教学重点：（1 1）、单片机与）、单片机与DAC0832DAC0832的接口原理；的接口原理；（2 2）、单片机与）、单片机与ADC0809ADC0809的接口原理；的接口原理；教学难点教学难点：（1 1）、单片机与）、单片机与DAC0832DAC0832接口的程序设计；接口的程序设计；（2 2）、单片机与）、单片机与ADC0809ADC0809接口的程序设计；接口的程序设计；第第1010章章 单片机单片机A/DA/D及及D/AD/A转换器接口转换器接口课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础10.2 10.2 A/D A/D 转换器接口转换器接口 A/DA/D转换器：实现模拟量转换器：实现模拟量数字量的转换。数字量的转换。A/DA/D转换器的一般分类：转换器的一般分类：（1 1）、计数式）、计数式A/DA/D转换器；转换器；（2 2）、双积分式）、双积分式A/DA/D转换器；转换器；（3 3）、逐次逼近式）、逐次逼近式A/DA/D转换器；转换器；（4 4）、并行式）、并行式A/DA/D转换器。转换器。目前最常用的是双积分式目前最常用的是双积分式A/DA/D转换器和逐次逼近式转换器和逐次逼近式A/DA/D转换器。转换器。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础10.2.1 810.2.1 8位位A/DA/D转换器芯片与转换器芯片与80C5180C51接口接口 ADC 0809ADC 0809是典型的是典型的8 8位位8 8通道逐次逼近式通道逐次逼近式A/DA/D转换器，转换器，CMOSCMOS工艺，工艺，其转换时间为其转换时间为100S100S左右。左右。1 1、ADC 0809ADC 0809的内部逻辑结构的内部逻辑结构课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 2 2、信号引脚、信号引脚 ADC 0809ADC 0809转换器芯片为转换器芯片为2828引脚，双列直插式（引脚，双列直插式（DIPDIP）封装。封装。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础（1 1）、）、IN7IN7IN0IN0：模拟量输入通道；模拟量输入通道；ADC0809ADC0809对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围0 05 V5 V，若信号过小还需进行放大。另外，在若信号过小还需进行放大。另外，在A/DA/D转换过程中，模转换过程中，模拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量，在拟量输入的值不应变化太快，因此，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。输入前应增加采样保持电路。（2 2）、）、A A、B B、C C：地址线；地址线；A A为低位地址，为低位地址，C C为高位地址，用于对模拟通道进行选择；为高位地址，用于对模拟通道进行选择；C B A 选择的通道选择的通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 1 1 1 0 1 1 1 IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础（3 3）、）、ALEALE：地址锁存允许信号；地址锁存允许信号；在对应在对应ALEALE上跳沿，上跳沿，A A、B B、C C地址状态送入地址锁存器中；地址状态送入地址锁存器中；（4 4）、）、STARTSTART：转换启动信号；转换启动信号；STARTSTART上跳沿时，所有内部寄存器清上跳沿时，所有内部寄存器清0 0；STARTSTART下跳沿时，开始下跳沿时，开始进行进行A/DA/D转换；在转换；在A/DA/D转换期间，转换期间，STARTSTART应保持低电平；应保持低电平；（5 5）、）、D7D7D0D0：数据输出线；数据输出线；（6 6）、）、OEOE：输出允许信号；输出允许信号；用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0OE=0，输出数据线呈高电阻；输出数据线呈高电阻；OE=1OE=1，输出转换得到的数据；输出转换得到的数据；（7 7）、）、CLKCLK：时钟信号，通常使用频率为时钟信号，通常使用频率为500kHz500kHz的时钟信号；的时钟信号；（8 8）、）、EOCEOC：转换结束状态信号。转换结束状态信号。EOC=0EOC=0，正在进行转换；正在进行转换；EOC=1EOC=1，转换结束。该状态信号既可转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用；作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用；课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础（9 9）、）、VCCVCC：+5 V+5 V电源；电源；（1010）、）、VrefVref：参考电源。参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为基准。其典型值为+5 V+5 V（VrefVref(+)=+5 V(+)=+5 V，VrefVref(-)=0 V(-)=0 V）。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础3 3、MCS-51MCS-51单片机与单片机与ADC 0809ADC 0809接口接口课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 1 1）、）、8 8路模拟通道选择路模拟通道选择 假设没有用到的地址线为假设没有用到的地址线为“1”1”，则，则8 8路通道路通道IN0IN0IN7IN7的地址分的地址分别为别为FEF8HFEF8HFEFFHFEFFH。2 2）、转换数据的传送）、转换数据的传送 数据传送的关键问题是如何确认数据传送的关键问题是如何确认A/DA/D转换完成，因为只有确认数转换完成，因为只有确认数据转换完成后，才能进行传送。据转换完成后，才能进行传送。（1 1）、定时传送方式）、定时传送方式（2 2）、查询方式）、查询方式（3 3）、中断方式）、中断方式课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础4 4、应用举例、应用举例 设计一个设计一个8 8路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在片外片外RAM 0A0HRAM 0A0H0A7H0A7H单元中，单元中，ADC 0809ADC 0809的的8 8路通道路通道IN0IN0IN7IN7的地址的地址分别为分别为FEF8HFEF8HFEFFHFEFFH，其数据采样的初始化程序和中断服务程序其数据采样的初始化程序和中断服务程序如下：如下：初始化程序：初始化程序：MOV R0MOV R0，#0A0H#0A0H；MOV R2MOV R2，#08H#08H；SETB IT1SETB IT1；边沿触发方式边沿触发方式 SETB EASETB EA；SETB EX1SETB EX1；MOV DPTRMOV DPTR，#0FEF8H#0FEF8H；LOOPLOOP：MOVX DPTRMOVX DPTR，A;A;LCALL DELY1MS LCALL DELY1MS DJNZ R2 DJNZ R2，LOOPLOOP课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础中断服务程序：中断服务程序：MOVX AMOVX A，DPTRDPTR；读；读A/DA/D转换结果转换结果 MOVX R0MOVX R0，A A ；存数存数 INC INC DPTR DPTR；更新通道更新通道 INC INC R0 R0 ；更新暂存单元更新暂存单元 RETI RETI ；返回返回课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础10.3 10.3 D/AD/A转换器接口转换器接口10.3.1 10.3.1 D/AD/A转换芯片转换芯片 1 1、概述、概述 D/AD/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。D/AD/A转换器按输出形式可分为：转换器按输出形式可分为：（1 1）、电压输出形式）、电压输出形式 输入：二进制数或输入：二进制数或BCDBCD码数码数 输出：电压输出：电压（2 2）、电流输出形式）、电流输出形式 输入：二进制数或输入：二进制数或BCDBCD码数码数 输出：电流输出：电流课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 D/AD/A转换器按其内部是否含有锁存器可分为：转换器按其内部是否含有锁存器可分为：（1 1）、内部无）、内部无数据锁存器数据锁存器的的D/AD/A转换器转换器（2 2）、内部有）、内部有数据锁存器数据锁存器的的D/AD/A转换器转换器 2 2、技术指标、技术指标 D/AD/A转换器的技术性能指标：转换器的技术性能指标：绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或入数字代码种类（二进制或BCDBCD码）等。码）等。（1 1）、）、分辩率分辩率 分辨率是分辨率是D/AD/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。量的位数有关。如果数字量的位数为如果数字量的位数为n n，则，则D/AD/A转换器的分辨率为转换器的分辨率为2 2-n-n。这就意味这就意味着数着数/模转换器能对满刻度的模转换器能对满刻度的2 2-n-n输入量作出反应。输入量作出反应。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 使用时，应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。使用时，应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。DACDAC常可分常可分为为8 8位、位、1010位、位、1212位三种。位三种。（2 2）、）、建立时间建立时间 建立时间是描述建立时间是描述D/AD/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出达到终值误差变化到输出达到终值误差（1/21/2）LSBLSB（最低有效位）时所需的最低有效位）时所需的时间。通常以建立时间来表示转换速度。时间。通常以建立时间来表示转换速度。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 3 3、典型、典型D/AD/A转换器芯片转换器芯片DAC 0832DAC 0832 DAC0832 DAC0832是一个是一个8 8位位D/AD/A转换器。单电源供电，从转换器。单电源供电，从+5 V+5 V+15 V+15 V均均可正常工作。基准电压的范围为可正常工作。基准电压的范围为10 V10 V；电流建立时间为电流建立时间为1 s1 s；CMOSCMOS工艺，低功耗工艺，低功耗20 20 mWmW。DAC0832DAC0832转换器芯片为转换器芯片为2020引脚，双列直插式（引脚，双列直插式（DIPDIP）封装。封装。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 1 1）、各引脚信号说明如下：）、各引脚信号说明如下：（1 1）、）、DI7DI7DI0DI0：转换数据输入；转换数据输入；（2 2）、）、/CS/CS：片选信号（输入），低电平有效；片选信号（输入），低电平有效；（3 3）、）、ILEILE：数据锁存允许信号（输入），高电平有效；数据锁存允许信号（输入），高电平有效；（4 4）、）、/WR1/WR1：第第1 1写信号（输入），低电平有效；写信号（输入），低电平有效；（5 5）、）、/XFER/XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效；数据传送控制信号（输入），低电平有效；（6 6）、）、/WR2/WR2：第第2 2写信号（输入），低电平有效；写信号（输入），低电平有效；（7 7）、）、Iout1Iout1：电流输出电流输出1 1；（8 8）、）、Iout2Iout2：电流输出电流输出2 2；（9 9）、）、RfbRfb：反馈电阻端；反馈电阻端；（1010）、）、VrefVref：基准电压，其电压范围是基准电压，其电压范围是-10 V-10 V+10 V+10 V；（1111）、）、DGNDDGND：数字地；数字地；（1212）、）、AGNDAGND：模拟地。模拟地。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 2 2）、）、DAC0832DAC0832内部结构内部结构：课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础10.3.2 DAC083110.3.2 DAC0831单缓冲连接方式单缓冲连接方式 1 1、单缓冲方式连接单缓冲方式连接课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 2 2、单缓冲方式应用举例单缓冲方式应用举例 例：产生锯齿波。例：产生锯齿波。课程：单片机技术课程：单片机技术 教材：单片机基础教材：单片机基础 假定输入寄存器地址为假定输入寄存器地址为7FFFH7FFFH，产生锯齿波的源程序清单如下：产生锯齿波的源程序清单如下：ORG 0200HORG 0200HDASAWDASAW：MOV DPTRMOV DPTR，#7FFFH#7FFFH；输入寄存器地址，假定输入寄存器地址，假定P2.7P2.7接接 MOV AMOV A，#00H#00H ；转换初值转换初值 WW:MOVX DPTRWW:MOVX DPTR，A A ；D/AD/A转换转换 INC A INC A NOP NOP ；延时延时 NOPNOP NOP NOP LJMP WW LJMP WW