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1、2020/8/4,第8章接口技术基础,1,第8 章 单片机接口技术基础,第8章接口技术基础,2,2020/8/4,8.3 数模转换和模数转换接口,数模（D/A）及模数（A/D）转换器的工作原理 与MCS-51系列单片机系统的接口应用技术。,目前生产AD/DA的主要厂家有ADI、TI、BB、PHILIP、MOTOROLA等，,第8章接口技术基础,3,2020/8/4,ADI公司AD/DA器件,带信号调理、1mW功耗、双通道16位AD转换器：AD7705 3V/5V CMOS信号调节AD转换器：AD7714微功耗8通道12位AD转换器：AD7888 微功耗、满幅度电压输出、12位DA转换器：AD5
2、320 24位智能数据转换系统MicroConvertersTM：ADuC824,第8章接口技术基础,4,2020/8/4,TI公司AD/DA器件美国德州仪器公司,TLC548/549 8位 CMOS A/D转换器 TLV5616是一个12位电压输出数模转换器（DAC）带有灵活的4线串行接口 TLV5580是一个8位80MSPS高速A/D转换器。以最高80MHz的采样速率将模拟信号转换成8位二进制数据。,第8章接口技术基础,5,2020/8/4,第8章接口技术基础,6,2020/8/4,-主要性能指标： 1.分辨率：输入的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化。通常表示为满刻度值与2n之比（n为
3、D/A位数），如满量程10V的8位D/A，分辨率为10V/28 =39.1mV,通常用输入数据的位数来描述D/A转换器，常用D/A转换器有8位、10位、12位、14位、16位等。 输入数据的位数与D/A转换器的分辨率有关。D/A转换器的位数越多，其分辨率越高。,第8章接口技术基础,7,2020/8/4,2.转换精度：位数越高，精度越高，但与分辨率不完全一致，精度受电源电压、参考电压、电阻等精度的影响，相同位数但不同型号的D/A，精度会有所不同。 3.建立时间：指输入数字量发生变化后，输出模拟量稳定到相应数值范围（终值误差1/2LSB）。输出形式为电流的转换时间较短，快速D/A的转换时间可达1u
4、s以下,第8章接口技术基础,8,2020/8/4,8.3.1数模转换器DAC0832,DAC0832是一款典型8位D/A转换器芯片，是美国国家半导体公司（NSC）的产品，具有两个输入数据锁存器，能直接与MCS-51单片机相接口。 DAC0832以电流形式输出模拟量，当需要电压输出时，需要外接运算放大器，把输出电流转换为电压。,第8章接口技术基础,9,2020/8/4,DAC0832是20脚双列直插式的封装结构，,1.内部结构及引脚功能,第8章接口技术基础,10,2020/8/4,/LE=1，锁存器输出=输入； /LE=0，数据锁存,第8章接口技术基础,11,2020/8/4,2. DAC083
5、2与MCS-51系列单片机的接口方法,（1）直通工作方式下的接口方法,-将两级寄存器的控制信号接地。,第8章接口技术基础,12,2020/8/4,（2）单缓冲工作方式下的接口方法（重点）,一级锁存,第8章接口技术基础,13,2020/8/4,89C51,+5V,DAC0832,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,WR1/,WR2/,CS/,XFER/,DGND,Rfb,Vref,ILE,VCC,I1,I2,Vo,AGND,5V,741,P2.7,比较P263/图8-52,第8章接口技术基础,14,202
6、0/8/4,采用单缓冲方式输出锯齿波、矩形波、三角波、梯形波等的D/A转换程序,#include “reg51.h” #include “absacc.h” #define DA0832 XBYTE0 x7F00 main() char i； do for(i=0；i255；i+) DAC0832=i； while(1)； ,第8章接口技术基础,15,2020/8/4,（3）双缓冲工作方式下的接口方法 （了解）,作用： 1.提高转换速度 2.同时启动多个DAC转化,第8章接口技术基础,16,2020/8/4,输入寄存器地址：8fffh、a7ffh (P27=1，P25=0，P23=1; P27
7、=1，P25=1，P23=0) DAC寄存器地址：2fffh(P25=1，P23=1),编程：P263,第8章接口技术基础,17,2020/8/4,3. DAC0832的输出方式,（1）单极性输出,当VREF接-5V时，输出电压范围是0+5V；当VREF接+5V时，输出电压范围是0-5V； 当VREF接-10V时，输出电压范围是0+10V；当VREF接+10V时，输出电压范围是0-10V。,第8章接口技术基础,18,2020/8/4,第8章接口技术基础,19,2020/8/4,（2）双极性输出,第8章接口技术基础,20,2020/8/4,8.3.2 模数转换器ADC0809,A/D转换器能把模
8、拟电压或电流信号转换成数字量。ADC0809是一款常用的8位A/D转换器，其主要特征如下： （1）ADC0809是8路8位的A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时转换； （2）具有A/D转换的启动和结束控制端； （3）转换量程为 0 +5V； （4）单个 +5V电源供电； （5）工作温度范围为 -40C +85C； （6）低功耗，约15mW。,第8章接口技术基础,21,2020/8/4,一、主要技术指标 *1.分辨率：常用输出二进制位数或BCD码位数表示，也可用百分数表示，1/2n*100% 2.量化误差：有限位数字量对模拟量进行量化而引起的误差 3.转换精度：一个实际A/D和一个理想A/D在
9、量化值上的差值 *4.转换时间和转换速率,第8章接口技术基础,22,2020/8/4,例如，A/D转换器的输出为12位二进制数，最大输入模拟信号为10V，则其分辨率为,分辨率=,第8章接口技术基础,23,2020/8/4,2. 转换时间 转换时间是指A/D转换器从接到转换启动信号开始，到输出端获得稳定的数字信号所经过的时间。 A/D转换器的转换速度主要取决于转换电路的类型，不同类型A/D转换器的转换速度相差很大。 双积分型A/D转换器的转换速度最慢，需几百毫秒左右； 逐次逼近式A/D转换器的转换速度较快，需几十微秒； 并行比较型A/D转换器的转换速度最快，仅需几十纳秒时间。,第8章接口技术基础
10、,24,2020/8/4,例：某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在1s内对16个热电偶的输出电压分数进行A/D转换。已知热电偶输出电压范围为025mV（对应于0450温度范围），需分辨的温度为0.1，试问应选择几位的A/D转换器？其转换时间为多少？,解：,分辨率,12位ADC的分辨率=,故需选用13位A/D转换器?,转换时间=,第8章接口技术基础,25,2020/8/4,3. 转换误差 它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上输出的数字量之间的差别。,例如，转换误差 。就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。,第8章接口技术基础,26,2020/
11、8/4,1.内部结构及引脚功能,第8章接口技术基础,27,2020/8/4,ADC0809为双列直插式封装，有28个引脚。,第8章接口技术基础,28,2020/8/4,2. ADC0809的工作过程,ADC0809的工作过程如下： （1）选择当前转换的通道。即把通道号编码送到A2、A1、A0引脚上。 （2）在START和ALE脚上加一个正脉冲，将通道选择码锁存并启动A/D转换。 （3）转换开始后，EOC变低，经过64个时钟周期后，转换结束，EOC变高。 （4）转换结束后，要设法在OE脚上形成一个高电平脉冲，打开输出缓冲器，让转换好的数字量输出到数据总线上。,第8章接口技术基础,29,2020/
12、8/4,第8章接口技术基础,30,2020/8/4,3. ADC0809与MCS-51系列单片机的接口方法,第8章接口技术基础,31,2020/8/4,第8章接口技术基础,32,2020/8/4,2、ADC0809与单片机的接口,延时等待方式,第8章接口技术基础,33,2020/8/4,#include “reg51.h” #include “absacc.h” unsigned char temp,i=0; unsigned char x8; void main (void) do for (i=0;i8;i+) XBYTE0 x7ff8+i=temp;/启动 delay(); /略，延时1
13、50ms xi=XBYTE0 x7ff8+i；/读转换结果 while(1); ,例： 对ADC0809的8个通道的模拟量轮流采集一次，采集的结果放在数组中。,第8章接口技术基础,34,2020/8/4,查询与中断方式,第8章接口技术基础,35,2020/8/4,#include “reg51.h” #include “absacc.h” sbit ad_busy=P32； main() static char idata ad8； char i； char pdata *ad_ch1； ad_chl=0 x7ff8；/设置初始通道地址 for(i=0；i8；i+) *ad_chl=0； /启
14、动A/D转换 i=i；/等待EOC信号变低 i=i； while(ad_busy=1)；/查询 adi=*ad_chl；/存放结果 ad_chl+ ； ,例： 对ADC0809的8个通道的模拟量轮流采集一次，采集的结果放在数组ad中。,第8章接口技术基础,36,2020/8/4,#include “reg51.h” #include “absacc.h” sbit ad_busy=P32； char idata ad8； char pdata *ad_ch1； main() IT0=1；边沿触发 EA=1； EX0=1； ad_chl=0 x7ff8；/设置初始通道地址 *ad_chl=0; while(1); ,第8章接口技术基础,37,2020/8/4,void ext1() interrupt 2 adi=*ad_chl；/存放结果 ad_chl+ ； if(ad_chl=0 x8000) ad_chl=0 x7ff8; *ad_chl=0； /启动A/D转换,第8章接口技术基础,38,2020/8/4,小结： DAC0832接口方法：直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式；单缓冲方式硬件连接、编程 DAC0832的输出方式：单极性、双极性 ADC0809与MCS-51系列单片机的接口方法，控制程序：延时方式、查询方式和中断方式。各种方式下的硬件连接,作业： P280 10,
