2022年单片机原理及应用MCS单片机测控接口.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第7章 MCS-51单片机测控接口,本章学习目标：,了解,80C51,单片机与常用,D/A,转换器、,A/D,转换器的接口方法和开关量接口方法。,重点掌握,A/D,转换器和,D/A,转换器技术指标，,A/D,、,D/A,转换器与单片机的信号连接，单片机开关量,I/O,的驱动接口三个内容。,在智能仪表、测控系统等自动控制领域中，常用单片机进行实时数据处理和控制，而被测、被控对象的参量通常是一些连续变化的模拟物理量，如：温度、速度、电压、电流、压力、位移、流量等。,（5）依带与不带锁存器分为：内部无锁存器和内部有锁存器D/A转换器。,3D/A转换器的主要性能指标,（1）分辨率,（2）建立时间,（3）接口形式,7.1.2 DAC0832芯片及与单片机接口,1DAC0832芯片,（1）DAC0832内部结构,（2）DAC0832各引脚的功能,图7-4 DAC0832引脚,2DAC0832芯片与单片机接口的应用,（1）单缓冲方式的接口与应用,单缓冲方式连接,所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多为DAC寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式或2级寄存器并接变为1级寄存器使用。,单缓冲方式的应用,例7-1,产生锯齿波。在一些控制应用中，需要有一个线性增长的电压（锯齿波）来控制检测过程、移动记录笔和移动电子束等。对此可通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现，其电路还接如图7-7所示。,ORG 8000H,AJMP DASAW,ORG 8200H,DASAW：MOV DPTR，#5000H ；,输入寄存器地址,MOV R0，#00H ；转换初值,WW：MOV A，R0,MOVX DPTR，A ；D/A转换,INC R0 ；转换值增量,NOP ；延时,NOP,NOP,AJMP WW,（2）双缓冲方式的接口与应用,双缓冲方式连接,DAC0832工作于双缓冲工作方式时，数字量的输入锁存和D/A转换是分两步完成的。首先CPU的数据总线分时地向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入锁存器中，然后CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各个D/A转换器输入锁存器中的数据打入DAC寄存器，实现同步转换输出。,双缓冲方式应用举例双缓冲方式用于多路数/模转换系统，以实现多路模拟信号的同步输出，例如使用单片机控制X-Y绘图仪。,（3）直通方式的接口与应用,当DAC0832芯片的片选信号、写信号、及传送控制信号的引脚全部接地，允许输入锁存信号ILE引脚接+5V时，DAC0832芯片就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就直接进入DAC寄存器，进行D/A转换。,3DAC0832芯片的单极性与双极性输出,（1）单极性输出工作方式在图7-6中，由于使用了反相比例放大器来实现电流到电压的转换，因此输出模拟信号的极性与参考电压的极性相反。数字量与模拟量的转换关系VOUT1VREF（数字码/256），如表7-1所示。当VREF=+5V（或5V）时，输出模拟电压的范围是05V（或0+5V）。若VREF+10V（或10V）时，输出电压范围010V（或0+10V）。,（2）双极性输出工作方式,如果要求D/A转换器输出为双极性，只需在图7-6的基础上增加一个运算放大器，其电路如图7-11所示。,7.2 A/D转换器及应用,7.2.1 A/D转换器概述,1逐次逼近型A/D转换原理,2D/A转换器的主要性能指标,（1）分辨率,（2）转换速率,7.2.2 ADC0809芯片及与单片机接口,1ADC0809芯片,（1）ADC0809内部结构,（2）ADC0809各引脚的功能,IN7IN0：8路模拟量输入端,A、B、C：地址输入端,D7D0：8位数字量输出端,ALE：地址锁存允许信号输入端,START：A/D转换启动控制信号输入端,OE：输出允许控制端,CLK：时钟信号输入端,EOC：转换结束信号输出端,VCC：电源供给输入端,Vref（）：参考基准电源的正负输入端,2ADC0809芯片与单片机接口的应用,例7-2,设有一个8路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在外部RAM的A0HA7H单元中，按图7-15所示的接口电路，ADC0809的8个通道地址为FEF8HFEFFH，其数据采样的初始化程序和中断服务程序（假设只采样一次）如下：,7.3 开关量接口,7.3.1 开关量输入接口,图7-18和后面的程序是扳键类开关应用的示例。根据8个开关中哪一个开关闭合并使相应口线为低电平而转去执行相应的工作程序。各开关通过扩展接入口74LS244与80C51的P0接口连接：开关合上时将向P0接口的相应引脚送低电平；反之，开关打开时送高电平。,ORG 8200H,反之，开关打开时送高电平。,反之，开关打开时送高电平。,NOP,数字量与模拟量的转换关系VOUT1VREF（数字码/256），如表7-1所示。,（1）依数字量的位数分为：8位、10位、12位、16位D/A转换器。,了解80C51单片机与常用D/A转换器、A/D转换器的接口方法和开关量接口方法。,例7-1 产生锯齿波。,AJMP DASAW,所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多为DAC寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式或2级寄存器并接变为1级寄存器使用。,（5）依带与不带锁存器分为：内部无锁存器和内部有锁存器D/A转换器。,AJMP WW,D7D0：8位数字量输出端,（2）双极性输出工作方式,OE：输出允许控制端,7.3.2 开关量输出接口,1输出口的隔离,在单片机应用系统中，为防止现场强电磁的干扰或工频电压通过输出通道反串到测控系统一般采用通道隔离技术。输出信道的隔离最常采用的组件是光耦合器，简称光耦。,2继电器输出接口,继电器方式的开关量输出，是目前最常用的一种输出方式，一般在驱动大型设备时，往往利用继电器作为测控系统输出至输出驱动级之间的第一级执行机构。通过该级继电器输出，可完成从低压直流到高压交流的过渡。,3双向晶闸管输出接口,双向晶闸管具有双向导通功能，能在交流、大电流场合使用，且开关无触点，因此在工业控制领域有着极为广泛的应用。,图7-21为MOC3041与双向晶闸管的接线图。,4固态继电器输出接口,适宜于在微机测控系统中作为输出信道的控制组件；其输出利用晶体管或晶闸管驱动，无触点。,与普通的电磁式继电器和磁力开关相比，具有无机械噪声、无抖动和回跳、开关速度快、体积小、重量轻、寿命长、工作可靠等特点，并且耐冲力、抗潮湿、抗腐蚀。,图7-22是固态继电器的内部逻辑框图。由光电耦合电路、触发电路、开关电路、过零控制电路和吸收电路五部分构成。这五部分被封装在一个六面体外壳内，成为一个整体，外面有4个引脚（图中的A、B、C、D）。,