2022年单片机AD及DA转换接口.ppt

课程：单片机技术 教材：单片机基础,教学基本要求：,（1）、熟悉DAC0832的内部结构及工作方式；,（2）、掌握单片机与DAC0832的接口原理；,（3）、熟悉ADC0809的内部结构及功能；,（4）、掌握单片机与ADC0809的接口原理；,教学重点：,（1）、单片机与DAC0832的接口原理；,（2）、单片机与ADC0809的接口原理；,教学难点：,（1）、单片机与DAC0832接口的程序设计；,（2）、单片机与ADC0809接口的程序设计；,第10章 单片机A/D及D/A转换器接口,10.2 A/D 转换器接口,A/D转换器：实现模拟量数字量的转换。,A/D转换器的一般分类：,（1）、计数式A/D转换器；,（2）、双积分式A/D转换器；,（3）、逐次逼近式A/D转换器；,（4）、并行式A/D转换器。,目前最常用的是双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器。,10.2.1 8位A/D转换器芯片与80C51接口,ADC 0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，,其转换时间为100S左右。,1、ADC 0809的内部逻辑结构,2、信号引脚,ADC 0809转换器芯片为28引脚，双列直插式（DIP）封装。,（1）、IN7IN0：模拟量输入通道；,ADC0809对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围05 V，若信号过小还需进行放大。另外，在A/D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，在输入前应增加采样保持电路。,（2）、A、B、C：地址线；,A为低位地址，C为高位地址，用于对模拟通道进行选择；,C B A,选择的通道,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,IN0,IN1,IN2,IN3,IN4,IN5,IN6,IN7,（3）、ALE：地址锁存允许信号；,在对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中；,（4）、START：转换启动信号；,START上跳沿时，所有内部寄存器清0；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平；,（5）、D7D0：数据输出线；,（6）、OE：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。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据；,（7）、CLK：时钟信号，通常使用频率为500kHz的时钟信号；,（8）、EOC：转换结束状态信号。,EOC=0，正在进行转换；EOC=1，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；,（9）、VCC：+5 V电源；,（10）、Vref：参考电源。,参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5 V（Vref(+)=+5 V，Vref(-)=0 V）。1）、8路模拟通道选择,假设没有用到的地址线为“1”，则8路通道IN0IN7的地址分别为FEF8HFEFFH。,2）、转换数据的传送,数据传送的关键问题是如何确认A/D转换完成，因为只有确认数据转换完成后，才能进行传送。,（1）、定时传送方式,（2）、查询方式,（3）、中断方式,4、应用举例,设计一个8路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在片外RAM 0A0H0A7H单元中，ADC 0809的8路通道IN0IN7的地址分别为FEF8HFEFFH，其数据采样的初始化程序和中断服务程序如下：,初始化程序：MOV R0，#0A0H；,MOV R2，#08H；,SETB IT1；边沿触发方式SETB EA；,SETB EX1；,MOV DPTR，#0FEF8H；,LOOP：MOVX DPTR，A;,HERE：SJMP HERE,DJNZ R2，LOOP,10.3 D/A转换器接口,10.3.1 D/A转换芯片,1、概述,D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。,D/A转换器按输出形式可分为：,（1）、电压输出形式,输入：二进制数或BCD码数,输出：电压,（2）、电流输出形式,输入：二进制数或BCD码数,输出：电流,D/A转换器按其内部是否含有锁存器可分为：,（1）、内部无,数据锁存器,的D/A转换器,（2）、内部有,数据锁存器,的D/A转换器,2、技术指标,D/A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、输入数字代码种类（二进制或BCD码）等。,（1）、,分辩率,分辨率是D/A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。,如果数字量的位数为n，则D/A转换器的分辨率为2,-n,。这就意味着数/模转换器能对满刻度的2,-n,输入量作出反应。,使用时，应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。DAC常可分为8位、10位、12位三种。,（2）、,建立时间,建立时间是描述D/A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（1/2）LSB（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。,1）、各引脚信号说明如下：,（1）、DI7DI0：转换数据输入；,（2）、/CS：片选信号（输入），低电平有效；,（3）、ILE：数据锁存允许信号（输入），高电平有效；,（4）、/WR1：第1写信号（输入），低电平有效；,（5）、/XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效；,（6）、/WR2：第2写信号（输入），低电平有效；,（7）、Iout1：电流输出1；,（8）、Iout2：电流输出2；,（9）、Rfb：反馈电阻端；,（10）、Vref：基准电压，其电压范围是-10 V+10 V；,（11）、DGND：数字地；,（12）、AGND：模拟地。,2）、DAC0832内部结构：,10.3.2 DAC0831单缓冲连接方式,1、单缓冲方式连接,（5）、/XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效；,用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。,（5）、/XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效；,（2）、/CS：片选信号（输入），低电平有效；,INC R0 ；,2）、转换数据的传送,指向Y坐标数据单元地址,假定输入寄存器地址为7FFFH，产生锯齿波的源程序清单如下：,3、MCS-51单片机与ADC 0809接口,Y坐标数据送输入寄存器,MOV R1，#DATA；,（8）、EOC：转换结束状态信号。,2 DAC0831单缓冲连接方式,3 D/A转换器接口,如果数字量的位数为n，则D/A转换器的分辨率为2-n。,2、单缓冲方式应用举例,例：产生锯齿波。,假定输入寄存器地址为7FFFH，产生锯齿波的源程序清单如下：,ORG 0200H,MOV A，#00H ；转换初值,WW:MOVX DPTR，A ；D/A转换,INC A,NOP ；延时,NOP,NOP,AJMP WW,10.3.3 DAC0832双缓冲连接方式,1、双缓冲方式连接,2、双缓冲方式应用举例,例：利用单片机控制X-Y绘图仪。,假定X方向DAC 0832输入寄存器地址为F0H，Y方向DAC 0832输入寄存器地址为F1H，两个DAC寄存器公用地址为F2H；X坐标数据存于DATA单元中，Y坐标数据存于DATA+1单元中，则绘图仪的驱动程序为：,MOV R1，#DATA；X坐标数据单元地址,MOV R0，#0F0H；X向输入寄存器地址,MOV A，R1 ；X坐标数据送A,MOVX R0，A ；X坐标数据送输入寄存器,INC R1 ；指向Y坐标数据单元地址,INC R0 ；指向Y向输入寄存器地址,MOV A，R1 ；Y坐标数据送A,MOVX R0，A ；Y坐标数据送输入寄存器,INC R0 ；指向两个DAC寄存器地址,MOVX R0，A ；X、Y转换数据同步输出,