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第9章数/模及模/数转换器接口一、教学要求:掌握:A/D和D/A转换接口电路及其使用方法。学会单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序。二、教学内容:9.1单片机与D/A转换器的接口和应用9.2单片机与A/D转换器的接口和应用三、教学重点:单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序。四、教学难点:A/D和D/A转换接口电路及其使用方法。五、建议学时:3学时。六、教学内容:9-1D/A转换器接口及应用9-1-1D/A转换概述一、D/A(DigittoAnalog)转换器:为把数字量转换成模拟量,在D/A转换芯片中要有解码网络:①权电阻网络;②倒T型电阻网络。n位数字量与模拟量的关系式:VO=-VREF×(数字码/2n)(VREF——参考电压)二、D/A输出形式:①电压;②电流电压。三、注意区分D/A内部是否带有锁存器:与P1、P2接口:不需加锁存器,直接接口。无锁存器与P0接口:因P0的特殊功能,需加锁存器。D/A内如:DAC800、AD7520、AD7521等。有锁存器:最好与P0直接接口。如:DAC0832、DAC1230等。四、主要技术指标:1、分辨率:对D/A转换器输入量变化敏感程度进行描述,与输入数字量的位数有关。•若数字量的位数为n,则分辨率为2-n。运算放大器•数字量位数越多,分辨率就越高。•应用时,应根据分辨率的需要选定转换器的位数。2、建立时间:描述D/A转换速度的快慢。•输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。•D/A转换速度远高于A/D转换。9-1-2D/A转换芯片DAC0832一、内部结构:DAC0832:8位双缓冲器结构的D/A转换器。DAC0832内部结构框图(请见P242图9.3)DI0~7:转换数据输入(8位);CS:片选信号(输入);ILE:数据锁存允许信号(输入);XFER:数据传送控制信号(输入);WR1:第一写信号(输入),与ILE共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式;WR2:第2写信号(输入),与XFER共同控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式;二、DAC0832与单片机的接口:有3种工作方法:1、直通方式:输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址,同时选通输出;WR1和WR2同时进行,并且不与CPU相接。特点:转换速度快。8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0~7AGNDILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE280C51CSDAC0832WR1P1XFER8WR2D7~0+-VO举例:例:D/A转换程序,用DAC0832输出0~+5V锯齿波,电路为直通方式。设VREF=-5V,DAC0832地址为00FEH,脉冲周期要求为100ms。DACS:MOVDPTR,#00FEH;0832I/O地址MOVA,#00H;开始输出0VDACL:MOVX@DPTR,A;D/A转换INCA;升压ACALLDELAY;延时100ms/256:决定锯齿波的周期AJMPDACL;连续输出DELAY:…;延时子程序2、单缓冲方式:输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址,同时选通输出,输入数据在控制信号作用下,直接进入DAC寄存器中;WR1和WR2同时进行,并且与CPU的WR相连,CPU对0832执行一次写操作,将数据直接写入DAC寄存器中。适用:只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出。100msMOVP1,A80C51CSDAC0832WR1P1XFERWR2D7~0+-VO74LS373P0WRALE80C51GA7~0A08举例:例:D/A转换程序,用DAC0832输出0~+5V三角波,电路为单缓冲方式。设VREF=-5V,DAC0832地址为00FEH,脉冲周期要求为(100ms)。ORG2000HSTAR:MOVDPTR,#00FEH;0832I/O地址MOVA,#00H;开始输出0VUP:MOVX@DPTR,A;D/A转换INCA;产生上升段电压JNZUP;上升到A中为FFH(A≠0跳)DOWN:DECA;产生下降段电压MOVX@DPTR,AJNZDOWN;下降到A中为00HSJMPUP;重复注:若想改变波形的周期(频率),只需在SJMPUP前插入延时程序即可。3、双缓冲器方式:输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址,可分别选通用同时输出多路模拟信号。适用:同时输出几路模拟信号的场合,可构成多个0832同步输出电路。100ms80C51CSDAC0832WR1P1XFERWR2D7~0+-VO74LS3738P0WRALE80C51GA7~0A0CSDAC0832WR1XFERWR2D7~0+-VOA1A2A11#2#XY图形显示器A2举例:例:用DAC0832实现驱动绘图仪,电路为双缓冲方式。1#和2#DAC0832地址分别为00FEH和00FDH。则绘图仪的驱动程序为:ORG2000HMOVDPTR,#00FEH;选中1#0832(的输入寄存器):A0=0MOVA,#DataxMOVX@DPTR,A;Datax写入1#0832输入寄存器MOVDPTR,#00FDH;选中2#0832(的输入寄存器):A1=0MOVA,#DatayMOVX@DPTR,A;Datay写入2#0832输入寄存器MOVDPTR,#00FBH;选中1#和2#0832的DAC寄存器:A2=0MOVX@DPTR,A;1#和2#输入寄存器的内容同时传送到DAC寄存器中9-2A/D转换器接口及应用一、转换原理:A/D转换是把模拟量信号转化成与其大小成比例的数字信号。A/D转换电路主要分成:逐次逼近式(速度较快,精度较高:常用);双积分式(速度慢,精度高:用于速度要求不高的场合)。常用芯片:MC14433(3½位)双积分式ICL7135(4½位)ICL7109(12位)ADC0808、ADC0809(8位)逐次逼近式ADC1210(12位)AD574(12位)二、ADC0809与单片机的接口:ADC0809/0808为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器,可分时转换8路模拟信号。1、结构:一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器(详见P249)。2、引脚:(1)8路模拟量分时输入信号端:IN0~IN7;(2)8位数字量输出信号端:D0~D7;(3)通道选择地址信号输入端:ADDA、ADDB、ADDC;(4)基准参考电压为VR(+)和VR(-):决定输入模拟量的范围。典型值分别为+5V和0V。(5)转换结束信号EOC:1:正在进行转换;0:一次转换完成。(6)时钟信号输入端:CLK(其内部无时钟电路)。3、ADC0809与单片机连接:多路转换开关ABCIN0IN1IN7A/D转换涉及2个问题:(1)8路模拟信号通道选择;(2)A/D转换完成后转换数据的传送。转换数据的传送:①定时传送方式;(不需接EOC脚)②查询方式;(测试EOC脚的状态)③中断方式。(EOC脚接INT脚)注:(1)不能用无条件方式;(2)2个ALE不能相接。ADC0809的口地址:FEFFH;8路模拟通道的地址:FEF8H~FEFFH。A/D转换程序:(延时等待方法)MOVDPTR,#0FEFFH;ADC0809地址MOVA,#00H;选中IN0MOVX@DPTR,A;启动A/D转换LCALLDELAY;等待转换结束MOVXA,@DPTR;读转换结果RET不用接EOC脚,采用定时传送方式。例:P252应用举例设有一个8路模拟量输入的循回检测系统,采样数据依次存放在外部RAM0A0H~0A7H单元中,ADC0809的8个通道地址为0FEF8H~0FEFFH。初始化程序:(中断方式)IN0~7AD0~7ALEINTWRP2.0RDD0~7ADDABCCLKEOCSTARTALEOE≥1≥1111MMCCSS--5511AADDCC0088009983MOVR0,#0A0H;数据存储区首地址MOVR2,#08H;8路计数器SETBIT1;边沿触发方式SETBEA;中断允许SETBEX1;允许外部中断1中断MOVDPTR,#0FEF8H;指向ADC0809首地址LOOP:MOVX@DPTR,A;启动A/D转换HERE:SJMPHERE;等待中断DJNZR2,LOOP;巡回,未完继续CLREA;结束,关中断SJMP$;结束停止中断服务程序:MOVXA,@DPTR;读数MOVX@R0,A;存数INCDPTR;指向下一模拟通道INCR0;指向数据存储区下一单元RETI小结1、D/A转换原理、内部结构、信号输出形式和主要技术指标。2、DAC0832内部结构、管脚、3种工作方法及其对应接口的特点、电路和应用程序。3、A/D转换原理和常用ADC芯片。4、ADC0809的内部结构及管脚、转换数据传送方式及其对应接口图和程序。
本文标题:第9章数模及模数转换
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