第八章80C51的测控接口.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,8,章 模拟通道接口,8.1 D/A,转换器及其与单片机接口,8.2 A/D,转换器及其与单片机接口,8.3,开关量接口,8.1 D/A,转换器及其与单片机接口,8.1.1 D/A,转换器的原理,一、,D/A,转换器的基本原理,型电阻网络,D/A,转换器：,输出电压的大小与数字量具有对应的关系,。,8.1.1 D/A,转换器的原理,8.1.2,DAC0832,芯片及其与单片机接口,DAC0832,是位,D/A,转换器，片内有输入数据寄存器，可直接与单片机接口。,DAC0832,以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。,一、,DAC0832,内部结构及引脚,CS:,片选信号,I,LE:,输入锁存信号,WR1:,写信号,1,WR2:,写信号,2,XFER:,传送控制信号,VREF,:,参考输入电压，,-10V+10V,D7D0:,数字量输入线,I,OUT1,，,I,OUT2:,DAC,电流输出,1,，,2,Rfb,:,片内反馈电阻引脚,(15K,),Vcc,:,主电源，,+5v+15v,AGED:,模拟地,DGND:,数字地,二、,DAC0832,与,80C51,单片机的接口,、单缓冲工作方式,适用只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统。,例,:,锯齿波产生电路：,MOVDPTR,#7FFFH;,口地址送,DPTR,MOVA,#0,LOP:MOVX DPTR,A,INCA,NOP,NOP,SJMPLOP,END,双极性模拟输出电压：,+5V,-5V,例：小功率直流电机驱动：,PWM,直流电机调速：,正向快速,正向慢速,反向快速,反向慢速,5V,5V,-5V,-5V,0V,0V,0V,0V,电机正传控制程序：,MOVDPTR,#7FFFH,DAMOT:MOVA,#80H,MOVX DPTR,A,；,输出电平,0V,ACALLDELAY1,；,维持输出,0V,电平,MOVA,0FFH,MOVX DPTR,A,；,输出电平,+5V,ACALLDELAY2,；,维持输出电平,+5V,SJMPDAMOT,2,、双缓冲工作方式,多路,D/A,转换，要求同步进行，就应该采用双缓冲器方式,。,完成两路,D/A,同步输出的程序如下,：,MOV,DPTR,，,#0DFFFH,；,0832,（）,输入锁存器地址,MOV A,，,#data1,MOVX DPTR,，,A,；,data1,送入,0832,（）输入锁存器,MOV DPTR,，,#0BFFFH,；,0832,（）,输入锁存器地址,MOV A,，,#data2,MOVX DPTR,，,A,；,data2,送入,0832,（,2,）输入锁存器,MOV DPTR,，,#7FFFH,；,同时启动,0832(1),、,0832(2),MOVX DPTR,，,A,；,完成,D/A,转换输出,3,、直通工作方式,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。,8.2,/,转换器及其与单片机接口,8.2.1,转换器的原理,一、逐次逼近式,ADC,的转换原理,二、双积分式,ADC,的转换原理,8.2.1,转换器的原理,主要性能为：,分辨率为位；,单,+5V,供电，模拟输入电压范围为,0,5V,；,路模拟输入；,可锁存三态输出，输出与,TTL,电平兼容；,时钟频率范围：典型值为时钟频率,640KHz,，,转换时间约为,100S,。,8.2.2 ADC0809,芯片及其与单片机的接口,一、,ADC0809,的内部结构,8.2.2 ADC0809,芯片及其与单片机的接口,IN0,IN7,：,路模拟量,;,C,、,B,、,A,：,路模拟开关的地址信号,;,ALE,：,地址锁存信号,;,START,：,启动,A/D,控制信号。上升沿复位内部逐次逼近寄存器，下降沿开始,A/D,转换,;,EOC,：,转换结束信号,;,OE,：,输出允许。,OE,为高电平时，转换结果数据出现在,D7,D0,引脚。当,OE,为低电平时,呈高阻状态。引脚：,8.2.2 ADC0809,芯片及其与单片机的接口,D7,D0,，,位数字量输出,;,CLK,，时钟信号,;,VREF,（）、,VREF,（）,：基准电源,.,8.2.2 ADC0809,芯片及其与单片机的接口,二、,ADC0809,与单片机的接口,1,、查询方式,8.2.2 ADC0809,芯片及其与单片机的接口,例：对路模拟信号轮流采样一次，并依次把转换结果存储到片内,RAM30H,为起始地址的连续单元中。,MAIN:MOV R1,，,#30H,；,置数据区首地址,MOV DPTR,，,#7FF8H,；,指向通道,MOV R7,，,#08H,；,置通道数,LOOP:MOVXDPTR,，,A,；,启动,A/D,转换,JNBP3.3,$,JB P3.3,，,$,；,查询,A/D,转换结束,MOVX A,，,DPTR,；,读取,A/D,转换结果,MOV R1,，,A,；,存储数据,INC DPTR,；,指向下一个通道,INC R1,；,修改数据区指针,JNZ R7,，,LOOP,；,个通道转换完否？,SJMP$,END,SJMPMAIN,ORG 0013H,；,中断服务程序入口,AJMP PINT1,ORG 2000H,MAIN:MOVR1,#30H,；置数据区首地址,MOVR2,#8 ;,转换通道数,SETBIT1,；,为边沿触发方式,SETBEA,；,开中断,SETBEX1,；,允许中断,MOVDPTR,，,#7FF8H,；,指向,IN0,通道,MOVX DPTR,，,A,；,启动,A/D,转换,SJMP$,；,等待中断,2,、中断方式,读取,IN0,通道的模拟量转换结果，并送至片内,RAM,以,30H,为首地址的连续单元中。,ORG 2100H,；中断服务程序入口,PINT1 MOVX A,，,DPTR,；读取转换后数据,MOV R1,，,A,；数据存入,RAM,中,INC R1,；修改数据区指针,INC DPTR,;,修改通道号,MOVX DPTR,，,A,；再次启动,A/D,转换,DJNZR2,NEXT,CLREX1,;,关中断,NEXT:RETI ;中断返回,END,8.3,开关量接口,开关量的输入与输出，,CPU,通过对输入信息分析是“,1”,还是“,0”,，即可知开关是合上还是断开。如果控制某个执行器的工作状态，只需送出“,0”,或“,1”,，即可由操作机构执行。但是由于工业现场存在着电、磁、振动、温度等各种干扰及各类执行器所要求的开关电压量级及功率不同，所以在接口电路中需要选用不同的元器件，还需要采用各种,缓冲,、,隔离,与,驱动,措施。,8.3.1,开关量输入接口,一、独立键盘与单片机的接口,读扳键开关状态程序段：,CLRP1.0,；,准备选通和读入开关状态,MOVX A,，,R0,；,读信号，（,R0,）,可为随机值,RRC A,JCKS1,；,P0.0,为,高电平，转,KS1,LJMP KF1,；,P0.0,为低电平，执行,KF1,程序,KS1:RRC A,JC KS2,；,P0.1,为高电平，转,KS2,LJMP KF2,；,P0.1,为低电平，执行,KF2,程序,KS7,：,RRC A,JC ELSE,；,P0.7,为高电平，转,ELSE,LJMP KF8,；,P0.7,为低电平，执行,KF8,程序,ELSE,：,二、拨盘开关与单片机的接口,BCD,：,CLRP1.0,；,准备选通和读入,2,位,BCD,码,MOVXA,，,R0,；,产生读信号,ANLA,，,#0FH,；,取个位数,MOV20H,，,A,；,存入片内,RAM,的,20H,单元,MOVXA,，,R0,；,重读,2,位,BCD,码,ANLA,，,#0F0H,；,取十位数,SWAPA,；,调整到低半字节,MOV21H,，,A,；,存入片内,RAM,的,21H,单元,RET,接口程序如下：,光耦合器,是以光为媒介传输信号的器件，它把一个发光二极管和一个光敏三极管封装在一个管壳内，发光二极管加上正向输入电压信号（,1.1V,）,就会发光，光信号作用在光敏三极管基极产生基极光电流使三极管导通，输出电信号。,8.3.2,开关量输出接口,一、输出接口的隔离,二、继电器输出接口,继电器输出，可完成从低压直流到高压交流的过渡。在经光耦合器光电隔离后，直流部分给继电器控制线圈供电，而其输出触点则可直接于,220V,相接。,三、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。双向晶闸管隔离驱动电路的设计是光耦合双向晶闸管驱动器。与一般的光耦不同，在于其输出部分是一硅光敏双向晶闸管，有的还带有过零触发检测器，以保证在电压接近为零时触发晶闸管。,四、固态继电器输出接口,固态继电器（,SSR,）,是近年发展起来的一种新型电子继电器，其输入控制电流小，用,TTL,、,HTL,、,COMS,等集成电路或加简单的辅助电路就可直接驱动，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，因此在微机测控等领域中。,固态继电器由光电耦合电路、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，外面有四个引脚。非过零型,SSR,没有过零控制电路。,直流型固态继电器主要用于直流大功率控制场合。其输入端为一光电耦合电路，因此可用,OC,门或晶体管直接驱动，驱动电流一般,3,30mA,，,输入电压为,5,30V,，,其输出端为晶体管输出，输出电压,30,180V,。,1,、直流型固态继电器,交流型固态继电器分为非过零型和过零型，二者都是用双向晶闸管作为开关器件，用于交流大功率驱动场合。,对于非过零型,SSR,，,在输入信号时，不管负载电源电压相位如何，负载端立即导通；而过零型必须在负载电源电压接近零且输入控制信号有效时，输出端负载电源才导通，可以抑制射频干扰。当输入端的控制电压撤消后，流过双向晶闸管负载电流为零时才关断。,、交流型固态继电器,过零型 非过零型,基本控制,TTL,控制,1,、,D/A,与,A/D,转换器有哪些主要技术指标？,2,、,D/A,转换器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？,3,、试述,DAC0832,芯片的输入寄存器和,DAC,寄存器二级缓冲的优点。,4,、试设计,80C51,与,DAC0832,的接口电路，并编制程序，输出图所示波形。,5,、逐次逼近式,A/D,转换器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？,6,、根据图所示的,8031,与,ADC0809,接口电路，若要从该,A/D,芯片模拟通道,IN0,IN7,每隔,1s,读入一个数据，并将数据存入地址,为,0080H,0087H,的外部数据存储器中。试设计该程序。,思考题与习题,