第十章输入输出设备及接口技术(打印ADDA)

第十章输入/输出设备及接口技术技术10.3打印机接口技术1．TPμP-40A的主要技术性能（1）采用单片机控制，具有2KB监控程序及标准的Centronic并行接口。（2）具有较丰富的打印命令，命令代码均为单字节，格式简单。（3）可产生全部标准的ASCII代码字符，以及128个非标准字符和图符。2．接口要求TPμP-40A微型打印机与计算机应用系统通过20芯扁平电缆及插件相连引脚信号如下图所示DB0～DB7：数据线，单向，由计算机到打印机STROBE：数据选通信号BUSY：打印机“忙”状态信号ACKNOWLEGE：打印机的应答信号ERROR：出错信号BUSYDB246810121416182013579111315171921192020ns50ns622010~50ns0.5~NOCARE时间不定（不同命令，数据而异）输入插头扁平电缆从打印机背面视图····················GNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDACKACKERRDBDBDBDBDBDBDBSTBBUSYDBDBSTB01234770NEXT56~DATAμsμs3020μs~BUSYDB246810121416182013579111315171921192020ns50ns622010~50ns0.5~NOCARE时间不定（不同命令，数据而异）输入插头扁平电缆从打印机背面视图····················GNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDACKACKERRDBDBDBDBDBDBDBSTBBUSYDBDBSTB01234770NEXT56~DATAμsμs3020μs~信号时序图WRP2.7RDP0.7P0.0GNDSTBBUSYDB7DB0GNDTPμP-40A/16A1628173233343536373839119171513119753~~8031TPμP-40A/16A与8031数据总线接口电路图TPμP-40A/16A与8031扩展I/O口连接的接口电路图WRP2.7RDP0.7P0.0GNDSTBBUSYDB7DB0GNDTPμP-40A/16A1628173233343536373839119171513119753~~8031TPμP-40A/16A与MCS-51单片机接口电路图字符代码串实例：⑴打印字符串“$3265.37”输送代码串为：24，33，32，36，35，2E，33，37，0D⑵打印“ThisisMicro-Printer”输送代码串为：54，68，69，73，20，69，73，20，4D，69，63，72，6F，2D，70，72，69，6E，74，65，72，2E，0D⑶打印“32.8cm”输送代码串为：33，32，2E，38，63，6D，0DLP:MOVDPTR,#7FFFHMOVR4,#ADREL1;表PRTAB的表首偏移量LP1:MOVXA,@DPTRJBACC.7,LP1;查询打印机忙？MOVA,R4MOVCA,@A+PCJZLP2MOVX@DPTR,AINCR4SJMPLP1LP2:RETPRTAB:DB33H,32H,2EH,38HDB63H,6DH,0DH,00H；打印的字符打印出：32.8cm10.4D/A、A/D接口技术一、D/A转换器及接口技术D/A转换即是将数字量转换成对应的模拟量常用于控制系统中。如单片机输出不同的数字量经D/A转换后控制直流电机的转速D/A转换的一般工作原理:D/A转换器将数字信息转换成与数值成正比的电压/电流常用电阻分压/分流来实现D/A转换有权电阻解码网络与T型解码网络两种构建方法,以T型解码网络最为常用权电阻解码网络+IVoutR0R1R2R3R4R5R6R7若：R0=256RR1=128RR2=64RR3=32R…………R7=2R从而:I0=D0*Vref/256RI1=D1*Vref/128RI2=D2*Vref/64RI3=D3*Vref/32R…………I7=D7*Vref/2R开关控制电路开关控制电路的作用：将“0”值对应的开关打到地，将“1”值对应的开关接通Vref加法器电路简单,权电阻值跨度大，在集成电路中实现不便D7D6D5D4D3D2D1D0VrefRFI=Vref*（D7/R7+D6/R6+……+D0/R0）=Vref*（D7/2R+D6/4R+……+D0/256R）Vout=-I*RF=-Vref*RF/R（D7/2+D6/4+……+D0/256）如果D7～D0全“1”，则Vout=-Vref*RF/R*255/256+Vout2R2R2R2R2R2R2R2R每个2R支路的电流均为上一支路的1/2：I7=(Vref/2R)I6=(Vref/2R)/2I5=(Vref/2R)/4…………I0=(Vref/2R)/128开关控制电路开关控制电路:“0”值将开关打到地；“1”值将开关接通Vref加法器电路T型解码网络2RRRRRRRR开环增益极大,输入端之间电压差约为“0”因输入阻抗极大,输入电流约为“0”从而:由节点向下看，阻值均为2R由节点向下、右看，阻值均为RVref“1”“0”I7I6I5I4I3I2I0I1电阻数量增大一倍,但阻值归一，容易制造，精度高D7D0RFIVout=-I*RF=-Vref*RF/R*（D7/2+D6/4+……+D0/256）如果D7～D0全“1”，则Vout=-Vref*RF/R*（1/2+1/4+1/8+1/16+……1/256）=-Vref*RF/R*255/256如果D7～D0不全“1”，如D7=1，其余全“0”，则Vout=-Vref*RF/R*/2权电阻解码网络简单。但随着D/A转换的位数增加，权电阻值跨度增大，在集成电路中不便实现T型解码网络电阻数量多一倍。但电阻值归一化程度高,容易集成，精度高。目前应用普遍D/A电路一般是制成集成电路芯片使用时要注意2个问题：一是转换精度二是转换时间另外注意转换得到的模拟量是电流量还是电压量。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。意味着数/模转换器能对满刻度的2n输入量做出反应。例如8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024等。因此数字量位数越多，分辨率也就越高，应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。DAC常有8位、10位、12位等建立时间是描述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。转换器的输出形式为电流时建立时间较短；而输出形式为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一点。D/A转换速度远高于A/D转换速度，例如快速的D/A转换器的建立时间可达1sD/A转换器与单片机接口方便与否，主要决定于转换器本身是否带数据锁存器。两类D/A转换器，一类是不带锁存器的，另一类是带锁存器的。不带锁存器的D/A转换器，为了保存来自单片机的转换数据，接口时要另加锁存器，因此这类转换器必须在口线上；带锁存器的D/A转换器，可以把它看做是一个输出口，因此可直接在数据总线上，而不需另加锁存器8位CMOS数模转换芯片DAC0832DAC083220PINDIP封装8位D/A，分辨率=Vref/256CMOS低功耗器件，+5～+15V单电源供电电流输出型器件(需外接运放)具有双缓冲控制输出采用T型电阻解码网络结构参考电压源，-10～+10V电流建立时间为1s，CMOS工艺，低功耗20mWDAC0832引脚定义DAC083220PINDIP封装D0—D7：8位数字量输入端CS＊：片选端，低有效ILE：数据锁存允许,高有效WR1＊：写控制信号1,低有效WR2＊：写控制信号2,低有效XFER＊：数据传送控制信号Iout1：电流输出端1Iout2：电流输出端2Rfb：内置反馈电阻端Vref:参考电压源,-10~+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc:+5～+15V单电源供电端输入寄存器DAC寄存器D/A转换器ILECSWR1WR2XFERIOUT1IOUT2DI7~DI0RFRVREFDAC0832的内部结构框图DAC0832的工作方式直通方式单缓冲方式双缓冲方式DAC0832与单片机的连接单缓冲方式DAC0832的编程应用举例产生矩形波产生锯齿波LL:MOVA，#00H;低电平MOVDPTR,#7FFFHMOVX@DPTR,A;送转换LCALLDMS1;低宽度MOVA，#0FFH;高电平MOVX@DPTR,A;送转换LCALLDMS2;高宽度SJMPLLMOVA，#00H;起始值MOVDPTR,#7FFFHMM：MOVX@DPTR,A;送转换INCANOPNOPNOP;决定坡度SJMPMMDAC0832编程应用举例：MOVA，#00HMOVDPTR,#7FFFHSS1:MOVX@DPTR,A;送转换NOPNOPNOPSS2:INCA;等速上升JNZSS1SS3:DECAMOVX@DPTR，ANOPNOPNOP;等速下降JNZSS3SJMPSS2同样的编程思路，若要产生如下的梯形波也很容易：三角波梯形波双缓冲方式1、程序功能实现X、Y两个方向坐标量的同步输出2、程序地址定义假定X方向0832输入寄存器地址为F0HY方向0832输入寄存器地址为F1H两个DAC寄存器公用地址为F2HX坐标数据存于DATA单元中Y坐标数据存于DATA+1单元中控制X-Y绘图仪的双片DAC0832接口MOVR1，#DATA；X坐标数据单元地址MOVR0，#0F0H；X向输入寄存器地址MOVA，@R1；X坐标数据送AMOVX@R0，A；X坐标数据送输入寄存器INCR1；指向Y坐标数据单元地址INCR0；指向Y向输入寄存器地址MOVA，@R1；Y坐标数据送AMOVX@R0，A；Y坐标数据送输入寄存器INCR0；指向两个DAC寄存器地址MOVX@R0，A；X、Y转换数据同步输出RET双缓冲方式应用举例程序清单二、A/D转换器及接口技术实现模拟量变换为数字量的器件称为模数转换器（ADC）简称A/D转换器。A/D转换器在单片机控制系统中主要用于数据采集，向单片机提供被控对象的各种实时参数1、A/D转换器概述2、A/D转换器的选择3、A/D转换器接口芯片ADC08091、A/D转换器概述1）A/D转换器分类2）A/D转换器的基本原理3）A/D转换器的主要技术指标1）A/D转换器分类逐次逼近式双积分式压频变换式A/D转换器其中逐次逼近式和双积分式最为常见2）A/D转换器的基本原理逐次逼近式A/D转换器的工作原理双积分式A/D转换器的工作原理压频（V/F）变换式A/D转换器原理控制逻辑与时序D/A转换器SARVin比较器输出锁存器STARTCLKEOCD0D7+Vref-VrefOEVst逐次逼近式A/D转换器原理+-转换过程：模拟量Vin送到比较器后，启动A/D转换，先设N位寄存器SAR的最高位为1，其余位全为0，进行D/A转换，得到的模拟量Vst与输入Vin比较：若Vst≤Vin，最高位1保留，再设次高位为1，继续……若Vst＞Vin，最高位清零，再设次高位为1，继续……如此反复，经过N次比较后，最后一位D0得到确定，此时，N位寄存器的内容就是转换好的数字量，而EOC输出转换结束信号，在输出允许OE（高电平）有效时，数字量经输出缓冲器读出转换速度较快（比较次数等于A/D的位数）通常在几S至几百S数量级。精度较高，被转换的模拟量若频率很高（变化较快）则要加S/H电路。注意：被转换的模拟量一般要通过信号调理电路，进行信号放大、滤波。逐次逼近式A/D转换器特点采样/保持器在对模拟信号进行模数变换时，从启动变换到变换结束的数字量输出，需要一定的时间，即A／D转换器的孔径时间当输入信号频率提高时，由于孔径时间的存在，可能会造成较大的转换误差；要防止这种误差的产生，必须在A／D转换开始时将信号电平保持住，而在A／D转换结束后又能跟