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1、 单单片机嵌入式系统应统应 用技术术 n1、A/D、D/A转换转换 接口 n2、LCD显显示器接口 n3、RS-232标标准总线总线 的通信接口 n4、单单片机温度控制系统统的设计设计 1.1 A/D、D/A转换转换 接口 1.1.1 转换转换 接口概述 在测测控研究和生产过产过 程中，测测控对对象的参数往往是温 度、压压力、流量、液位等非电电量，通过传过传 感器将非电电量变变 换换成连续变连续变 化的电电信号，再将该该模拟电拟电 信号离散化，转换转换 成计计算机能够够接爱爱的数字量，这这一过过程称为为模数(A/D)转转 换换。 经过经过 控制器处处理的数字量，往往又需要转换转换 成模拟拟量
2、电压电压 、电电流信号以控制电电机的转转速，或调节阀调节阀 的开度等。 对测对测 控对对象实实施控制，将控制器输输出的数字量转换转换 成模拟拟 量的过过程称为为数模(D/A）转换转换 。 单单片机测测控系统统的模拟拟量输输入、输输出通道原理框图图如1 所示。 1.1 A/D、D/A转换转换 接口 图1 单单片机测测控系统统原理框图图 1.1.1 转换转换 接口概述 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 一 芯片结结构 DAC0832是CMOS工艺艺制造的8位单单片D/A转换转换 器， 芯片采用的是DIP封装结结构。其引脚结结构如图图2所示。 n图2 DAC0832引脚图图 1.1.2
3、 D/A转换转换 接口DAC0832 二引脚功能 1、DI0-DI7：8位数字量数据输输入端(内部为为8位数据寄存器), 与MCS-51数据总线总线 相连连。 2、AGND ：模拟拟信号输输出的接地端 3、DGND :数字信号输输入的接地端 4、Iout1、Iout2：模拟电拟电 流信号输输出端，Iout1与Iout2的和为为常 数且Iout1与DAC寄存器的内容线线性变变化。 5、VCC工作电电源 6、RBF：反馈线馈线 号输输入端。芯片内已有反馈电馈电 阻。在片外 一般接运放的输输出端。 7、VREF：基准电压输电压输 入端。(由外部电电路提供的，可在- 10V+10V内选选取) 8、1L
4、E：数据锁锁存允许许控制端，高电电平有效 9、CS：片选选端，低电电平有效 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 二引脚功能 10、WR1:第1级输级输 入寄存器写选选通控制，低电电平有效，当 CS=0,ILE=1,WR1=0时时，数据信号被锁锁存到第1级级8位输输 入寄存器中 11、XFER: 数据转移控制信号输入端，低电平有效 12、WR2:DAC寄存器写选选通控制端，低电电平有效，当 XFER=0、WR2=0时时，输输入寄存器状态转态转 入8位DAC寄 存器 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 三 工作原理 DAC0832是电电流型D/A转换电转换电 路，输输入数字
5、量，输输出 模拟拟量，通过过运算放大器将电电流信号转换转换 成单单端电压电压 信号 输输出。 8位输输入寄存器用于存放MCS-51送来的数字量，使输输入 数字量得到缓缓冲和锁锁存，由ILE控制。8位DAC寄存器用于 存放待转换转换 数字量，由XFER控制。8位D-A转换电转换电 路由8位 T形电电阻网络络和电电子开关组组成，电电子开关受8位DAC寄存器 输输出控制，T形电电阻网络输络输 出和数字量成正比的模拟电拟电 流。 因此，DAC0832需要外接运算放大器才能得到模拟输拟输 出电电 压压。 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四 MCS-51单单片机与DAC0832的接口 一般
6、有两种接口方式：1、单缓单缓 冲器连连接方式； 2、双缓缓冲器连连接方式 (1) 单缓单缓 冲器连连接方式 单缓单缓 冲方式是DAC0832内部的两个数据缓缓冲器有一个处处 于直通方式，另一个处处于MCS-51控制的锁锁存方式。在实际实际 应应用中，如果只有一路模拟拟量输输出，或虽虽是多路模拟拟量输输 出但并不要求多路输输出同上的情况下，就可采用单缓单缓 冲方式 。 单缓单缓 冲方式的接口电电路如图图3所示。 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四 MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (1) 单缓单缓 冲器连连接方式 DAC0832内部的两个寄存器 (输输入/DAC) 中的
7、任一个都是 处处于常通状态态的(即共用一个地址。见见上图图用P2.7同时时做输输入 /DAC寄存器的地址7FFFH)，相当于是一个寄存器。当数据进进 入了输输入寄存器后，同时时也写入了DAC寄存器，故称单缓单缓 冲 器连连接方式。 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (1) 单缓单缓 冲连连接方式 ORG 2000H WAVE：MOV DPTR，#7FFFH ；地址送往DPTR MOV A，#00H ；数字量送入到寄存器A LOOP：MOVX DPTR，A ；将数字量送入DAC0832进进 A/D转换转换 INC A ；数字量逐次加1，
8、 AJMP LOOP ；继续继续 送入DAC0832进进行转转 移 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四 MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (2) 双缓缓冲器连连接方式 1、双缓缓冲器的工作特点 对对于多路D-A转换转换 ，要求同步进进行D-A转换输转换输 出时时，必 须须采用双缓缓冲同步方式。在这这种方式工作时时，数字量的输输 入锁锁存和D-A转换输转换输 出是分两步完成的，先通过过LE1来锁锁存 待转换转换 数字量，将要转换转换 的数字量保存在输输入寄存器中， 在适当的时时候，通过过LE2来启动动D-A转换转换 ，由输输入寄存器送 至DAC寄存器锁锁存并进进行D/A
9、转换输转换输 出。 2、双缓缓冲器的连线连线 特点 输输入寄存器和DAC寄存器各占用一个I/O地址，所以每片 DAC0832芯片工作在双缓缓冲方式时时需要两个地址。 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四 MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (2) 双缓缓冲器连连接方式 1.1.2 D/A转换转换 接口DAC0832 四 MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (2) 双缓缓冲器连连接方式 由于上电电路的两个输输入寄存器不同地址，因此可以将两组组不同 的数字信号分时输时输 入给这给这 两个输输入寄存器中；又由于上电电路的两个 DAC寄存器同地址，因此又可以同时时将存放在
10、输输入寄存器中的数据 下传给传给 各自的DAC寄存器进进行D/A转换转换 ，同步输输出。（即：两路数 字信号输输入不同步，而转换转换 后的两路模拟拟信号输输出同步） a 1#DAC0832的输入寄存器用P2.7选通； （单独地址，设为1#地址7FFFH0111 1111 1111 1111B） b 2#DAC0832的输入寄存器用P2.6选通； （单独地址，设为2#地址0BFFFH1011 1111 1111 1111B） c 1#和2#DAC0832的DAC寄存器合用P2.5选通； （共用地址，设为3#地址0DFFFH1101 1111 1111 1111B） 1.1.2 D/A转换转换 接
11、口DAC0832 四MCS-51单单片机与DAC0832的接口 (2) 双缓缓冲连连接方式 MOV DPTR，#7FFFH ；提供1#输输入寄存器的地址(P2.7=0) MOV A，DATA1 ；将一组组数字信号送入累加器A MOV DPTR，A ；再转转送到1#输输入寄存器中 MOV DPTR，#0BFFFH ；提供2#输输入寄存器的地址(P2.6=0) MOV A，DATA2 ；将另一组组数字信号送入累加器A 四MOV DPTR，A ；再转转送到2#输输入寄存器中 MOV DPTR，#0DFFH ；提供3#地址(即1#和2#DAC寄存器的 地址P2.5=0) MOV DPTR，A ；同时转
12、换时转换 后两路模拟拟量，实现实现 同步 输输出 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 一 芯片结结构 DAC0832是与MCS-51兼容的8通路8位A/D转换转换 器。 共有28个引脚，DIP封装，它主要由逐次逼近式A/D转换转换 器和8路模拟拟开关组组成。ADC0809的特点是可直接与MCS- 51单单片机相连连，不需要另加接口逻辑逻辑 ；具有锁锁存控制的8 路模拟拟开关，可以输输入8个模拟拟信号；输输入、输输出引脚电电 平与TTL电电路兼容；当模拟电压拟电压 范围为围为 05V时时，可使用 单单一的5V电电源。 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 二 MCS-51单
13、单片机与DAC0809的接口 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 三 功能特点 1、采用了8路模拟拟量的分时输时输 入(模拟拟开关)，最多允许许8路 模拟拟量分时输时输 入。 2、 共用一个A/D转换转换 器进进行模/数转换转换 。 3、 内部主要有四大部分组组成： 8路模拟拟开关； 8位A/D转换转换 器； 三态输态输 出锁锁存器； 地址锁锁存译码译码 器。 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 四 引脚功能 1、 IN0IN7：8个输输入通道的模拟拟量输输入端。 2、 D0D7：8位数字量输输出端。 3、START：转换转换 的启动动信号输输入端。加上正脉冲后，A/D
14、 转换转换 才开始进进行。 (在正脉冲的上升沿，所有内部寄存器清0 ；在正脉冲的下降沿，开始进进行A/D转换转换 。在此期间间 START应应保持低电电平。) 4、ALE：地址锁锁存信号输输入端。高电电平时时把3个地址信号A 、B、C送入地址锁锁存器，并经过译码经过译码 器得到地址输输出，以 选择选择 相应应的模拟输拟输 入通道。 5、A、B、C：转换转换 通道的地址(8位模拟拟开关的地址)信号输输 入端。 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 6、EOC:转换结转换结 束信号输输出端。在STRAT下降沿10us左右， EOC为为低电电平，表示正在进进行转换转换 ；转换结转换结 束时
15、时，EOC返回高 电电平，表示转换结转换结 束。EOC常用于A/D转换转换 状态态的查询查询 或作中 断请请求信号。 7、OE：输输出允许许控制输输入端。OE直接控制三态输态输 出锁锁存器输输 出数字信息。OE输输入0，数字输输出口为为高阻态态；OE输输入1，允许许 转换转换 后结结果输输出。 8、 CLK：时钟时钟 信号输输入端。ADC内部没有时钟电时钟电 路，故需外加 时钟时钟 信号。其最大允许值为许值为 640KHz，在实实用中，需将主机的脉 冲信号降频频后接入。 9、VREF(+)和VREF(-):A/D转换转换 器的参考电压输电压输 入端。 10、VCC:芯片的电电源电压电压 输输入
16、端。因为为ADC0809是CMOS芯片 ，所以允许许的电压电压 很宽宽，可以从+5V+15V。 11、GND：接地端。 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 五 MCS-51单单片机与ADC0809的实实用接口电电路 1、ADC0809的时钟时钟 由MCS-51输输出的ALE信号二分频频后提供。 2、ADC0809的通道地址A、B、C选择选择 由MCS-51的P0口的低3位 直接提供。 3、启动转换动转换 (STRAT)信号和8路模拟输拟输 入开关的地址锁锁存允许许（ ALE）信号由单单片机的写(WR)信号及地址译码输译码输 出信号逻辑逻辑 提 供。 1.1.3 A/D转换转换 接口ADC0809 六 启动动ADC0809的工作时时序 (1)先由P0口的低3位给给出模拟拟通道的地址给给A、B、C。 (2)再由P2.0和WR联联合
