第14讲51单片机模数转换电路

1标题:A/D转换接口电路教学目标与要求：1.了解A/D转换电路的基本概念，主要指标，分类。2.理解并行A/DADC0809及其接口电路。3.了解D/A转换电路的基本概念，主要指标。4.理解DAC0832及接口电路授课时数：2教学重点：A/D及D/A转换接口电路的设计教学内容及过程:一、A/D转换的基本概念A/D转换的功能是把模拟量电压转换为N位数字量。设D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压，无论A/D或D/A，其转换关系为：UA=D×UREF/2N（其中：D=D0×20+D1×21+…+DN-1×2N-1）1、A/D转换器的主要性能指标：⑴转换精度。转换精度通常用分辨率和量化误差来描述。①分辨率。分辨率=UREF/2N表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。N为A/D转换的位数，N越大，分辨率越高，习惯上分辨率常以A/D转换位数N表示。②量化误差。量化误差是指零点和满度校准后，在整个转换范围内的最大误差。⑵转换时间。指A/D转换器完成一次A/D转换所需时间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能力越强。2、A/D转换器分类A/D转换器分类：按转换原理形式可分为逐次逼近式、双积分式和V/F变换式；按信号传输形式可分为并行A/D和串行A/D。二、并行A/DADC0809及其接口电路21、引脚功能和典型连接电路⑴IN0～IN7：8路模拟信号输入端。⑵C、B、A：8路模拟信号转换选择端。与低8位地址中A0～A2连接。由A0～A2地址000～111选择IN0～IN7八路A/D通道。⑶CLK：外部时钟输入端。时钟频率高，A/D转换速度快。允许范围为10～1280KHz。通常由80C51ALE端直接或分频后与0809CLK端相连接。⑷D0～D7：数字量输出端。⑸OE：A/D转换结果输出允许控制端。OE=1，允许将A/D转换结果从D0～D7端输出。通常由80C51的端与0809片选端（例如P2.0）通过或非门与0809OE端相连接。⑹ALE：地址锁存允许信号输入端。0809ALE信号有效时将当前转换的通道地址锁存。⑺START：启动A/D转换信号输入端。当START端输入一个正脉冲时，立即启动0809进行A/D转换。START端与ALE端连在一起，由80C51WR与0809片选端（例如P2.0）通过或非门相连。⑻EOC：A/D转换结束信号输出端，高电平有效。⑼UREF（+）、UREF（-）：正负基准电压输入端。⑽Vcc：正电源电压（+5V）。GND：接地端。2、ADC0809应用实例⑴中断方式【例9-12】按图9-20，用中断方式对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以30H为首址的内RAM中，试编制程序。解：ORG0000H;复位地址LJMPSTAT;转初始化程序ORG0013H;中断服务子程序入口地址LJMPPINT1;中断,转中断服务子程序;ORG0100H;初始化程序首地址STAT:MOVR1,#30H;置数据区首址MOVR7,#8;置通道数SETBIT1;置边沿触发方式SETBEX1;开中SETBEA;CPU开中MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址MOVX@DPTR,A;启动0通道A/DLJMPMAIN;转主程序,并等待A/D中断ORG0200H;中断服务子程序首地址PINT1:PUSHAcc;保护现场PUSHPSW;MOVXA,@DPTR;读A/D值MOV@R1,A;存A/D值INCDPTR;修正通道地址INCR1;修正数据区地址MOVX@DPTR,A;启动下一通道A/DDJNZR7,GORETI;判8路采集完否?未完继续3CLREX1;8路采集已完,关中GORETI:POPPSW;恢复现场POPAcc;RETI;中断返回⑵查询方式工作在查询方式时,0809EOC端可不必通过反相器与或相连，直接与80C51P1口或P3口中任一端线相连。【例9-13】图9-20中，用P1.0直接与0809EOC端相连，试用查询方式编制程序，对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以40H为首址的内RAM中。解：MAIN:MOVR1,#40H;置数据区首址MOVR7,#8;置通道数SETBP1.0;置P1.0输入态MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX@DPTR,A;启动A/DJNBP1.0,$;查询A/D转换结束否？未完继续查询等待MOVXA,@DPTR;A/D已结束,读A/D值MOV@R1,A;存A/D值INCDPTR;修改通道地址INCR1;修改数据区地址DJNZR7,LOOP;判8路采集完否?未完继续RET;8路采集完毕,返回⑶延时等待方式工作在延时等待方式时,0809EOC端可不必与80C51相连,是根据时钟频率计算出A/D转换时间,略微延长后直接读A/D转换值。【例9-14】图9-20中，0809EOC端开路，fosc=6MHz，试用延时等待方式编制程序，对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以50H为首址的内RAM中。解：编程如下：MAIN:MOVR1,#50H;置数据区首址MOVR7,#8;置通道数MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX@DPTR,A;启动A/DMOVR6,#17;DJNZR6,$;延时68S:2机周×17=34机周,2S×34=68SMOVXA,@DPTR;读A/D值MOV@R1,A;存A/D值INCDPTR;修正通道地址INCR1;修正数据区地址DJNZR7,LOOP;判8路采集完否?未完继续RET;8路采集完毕,返回思考题(作业):课后小记: