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1、第11章 模拟通道接口,8.1 D/A转换器及其与单片机接口 8.2 A/D转换器及其与单片机接口 8.3开关量接口,8.1 D/A转换器及其与单片机接口,8.1.1 D/A转换器的原理 一、D/A转换器的基本原理 型电阻网络D/A转换器 ：,输出电压的大小与数字量具有对应的关系。,8.1.1 D/A转换器的原理,8.1.2 DAC0832芯片及其与单片机接口 DAC0832是位D/A转换器，片内有输入数据寄存器，可直接与单片机接口。DAC0832以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。,一、DAC0832内部结构及引脚,ILE:输入锁存信号,VREF:参考输入电压，-10V
2、+10V D7D0:数字量输入线 IOUT1，IOUT2:DAC电流输出1，2 Rfb:片内反馈电阻引脚(15K) Vcc:主电源，+5v+15v AGED:模拟地 DGND:数字地,二、DAC0832与80C51单片机的接口 、单缓冲工作方式 适用只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统。,例:锯齿波产生电路：,MOV DPTR,#7FFFH ;口地址送DPTR MOV A,#0 LOP: MOVX DPTR,A INC A NOP NOP SJMP LOP END,双极性模拟输出电压 ：,+5V,-5V,例：小功率直流电机驱动：,PWM直流电机调速：,正向快速,正向慢速,
3、反向快速,反向慢速,5V,5V,-5V,-5V,0V,0V,0V,0V,电机正传控制程序： MOV DPTR,#7FFFH DAMOT: MOV A,#80H MOVX DPTR,A ；输出电平0V ACALL DELAY1 ；维持输出0V电平 MOV A,0FFH MOVX DPTR,A ；输出电平+5V ACALL DELAY2 ；维持输出电平+5V SJMP DAMOT,2、双缓冲工作方式 多路D/A转换，要求同步进行，就应该采用双缓冲器方式。,完成两路D/A同步输出的程序如下： MOV DPTR，#0DFFFH ；0832（）输入锁存器地址 MOV A，#data1 MOVX DPTR
4、，A ；data1送入0832（）输入锁存器 MOV DPTR，#0BFFFH ；0832（）输入锁存器地址 MOV A，#data2 MOVX DPTR，A ；data2送入0832（2）输入锁存器 MOV DPTR，#7FFFH ；同时启动0832 (1)、0832(2) MOVX DPTR，A ；完成D/A转换输出,3、直通工作方式 当DAC0832芯片的片选信号、写信号、及传送控制信号的引脚全部接地，允许输入锁存信号ILE引脚接5V时，DAC0832芯片就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就直接进入DAC寄存器，进行D/A转换。,8.2 /转换器及其与单片机接口,8.2.1 转换器的原
5、理,一、逐次逼近式ADC的转换原理,二、双积分式ADC的转换原理,8.2.1 转换器的原理,主要性能为： 分辨率为位； 单+5V供电，模拟输入电压范围为05V； 路模拟输入； 可锁存三态输出，输出与TTL电平兼容； 时钟频率范围：典型值为时钟频率640KHz，转换时间约为100S。,8.2.2 ADC0809芯片及其与单片机的接口,一、ADC0809的内部结构,8.2.2 ADC0809芯片及其与单片机的接口,IN0IN7：路模拟量; C、B、A：路模拟开关的地址信号; ALE：地址锁存信号; START：启动A/D控制信号。上升沿复位内部逐次逼近寄存器，下降沿开始A/D转换; EOC：转换结
6、束信号; OE：输出允许。OE为高电平时，转换结果数据出现在D7D0引脚。当OE为低电平时,呈高阻状态。,引脚：,8.2.2 ADC0809芯片及其与单片机的接口,D7D0，位数字量输出; CLK，时钟信号; VREF（）、VREF（）：基准电源.,8.2.2 ADC0809芯片及其与单片机的接口,二、ADC0809与单片机的接口 1、查询方式,8.2.2 ADC0809芯片及其与单片机的接口,例：对路模拟信号轮流采样一次，并依次把转换结果存储到片内RAM30H为起始地址的连续单元中。 MAIN: MOV R1，#30H ；置数据区首地址 MOV DPTR，#7FF8H ；指向通道 MOV R
7、7，#08H ；置通道数 LOOP: MOVX DPTR，A ；启动A/D转换 JNB P3.3,$ JB P3.3，$ ；查询A/D转换结束 MOVX A，DPTR ；读取A/D转换结果 MOV R1，A ；存储数据 INC DPTR ；指向下一个通道 INC R1 ；修改数据区指针 JNZ R7，LOOP ；个通道转换完否？ SJMP $ END,SJMP MAIN ORG 0013H ；中断服务程序入口 AJMP PINT1 ORG 2000H MAIN: MOV R1, #30H ；置数据区首地址 MOV R2,#8 ; 转换通道数 SETB IT1 ；为边沿触发方式 SETB EA
8、；开中断 SETB EX1 ；允许中断 MOV DPTR，#7FF8H ；指向IN0通道 MOVX DPTR，A ；启动A/D转换 SJMP $ ；等待中断,2、中断方式 读取IN0通道的模拟量转换结果，并送至片内RAM以30H为首地址的连续单元中。,ORG 2100H ；中断服务程序入口 PINT1 MOVX A，DPTR ；读取转换后数据 MOV R1，A ；数据存入RAM中 INC R1 ；修改数据区指针 INC DPTR ;修改通道号 MOVX DPTR，A ；再次启动A/D转换 DJNZ R2,NEXT CLR EX1 ;关中断 NEXT: RETI ;中断返回 END,8.3 开关
9、量接口,开关量的输入与输出，CPU通过对输入信息分析是“1”还是“0”，即可知开关是合上还是断开。如果控制某个执行器的工作状态，只需送出“0”或“1”，即可由操作机构执行。但是由于工业现场存在着电、磁、振动、温度等各种干扰及各类执行器所要求的开关电压量级及功率不同，所以在接口电路中需要选用不同的元器件，还需要采用各种缓冲、隔离与驱动措施。,8.3.1 开关量输入接口 一、独立键盘与单片机的接口,读扳键开关状态程序段： CLR P1.0 ；准备选通和读入开关状态 MOVX A，R0 ；读信号，（R0）可为随机值 RRC A JC KS1 ；P0.0为高电平，转KS1 LJMP KF1 ；P0.0
10、为低电平，执行KF1程序 KS1: RRC A JC KS2 ；P0.1为高电平，转KS2 LJMP KF2 ；P0.1为低电平，执行KF2程序 KS7： RRC A JC ELSE ；P0.7为高电平，转ELSE LJMP KF8 ；P0.7为低电平，执行KF8程序 ELSE： ,二、拨盘开关与单片机的接口,BCD： CLR P1.0 ；准备选通和读入2位BCD码 MOVX A，R0 ；产生读信号 ANL A，#0FH ；取个位数 MOV 20H，A ；存入片内RAM 的20H单元 MOVX A，R0 ；重读2位BCD码 ANL A，#0F0H ；取十位数 SWAP A ；调整到低半字节 M
11、OV 21H，A ；存入片内RAM的21H单元 RET,接口程序如下：,光耦合器是以光为媒介传输信号的器件，它把一个发光二极管和一个光敏三极管封装在一个管壳内，发光二极管加上正向输入电压信号（1.1V）就会发光，光信号作用在光敏三极管基极产生基极光电流使三极管导通，输出电信号。,8.3.2 开关量输出接口 一、输出接口的隔离,二、继电器输出接口,继电器输出，可完成从低压直流到高压交流的过渡。在经光耦合器光电隔离后，直流部分给继电器控制线圈供电，而其输出触点则可直接于220V相接。,三、双向晶闸管输出接口,双向晶闸管具有双向导通功能，能在交流、大电流场合使用，且开关无触点，因此在工业控制领域有着
12、极为广泛的应用。双向晶闸管隔离驱动电路的设计是光耦合双向晶闸管驱动器。与一般的光耦不同，在于其输出部分是一硅光敏双向晶闸管，有的还带有过零触发检测器，以保证在电压接近为零时触发晶闸管。,四、固态继电器输出接口,固态继电器（SSR）是近年发展起来的一种新型电子继电器，其输入控制电流小，用TTL、HTL、COMS等集成电路或加简单的辅助电路就可直接驱动，具有无机械噪声、无抖动和回跳、开关速度快、体积小、重量轻、寿命长、工作可靠等特点，并且耐冲力、抗潮湿、抗腐蚀，因此在微机测控等领域中。 固态继电器由光电耦合电路、触发电路、开关电路、过零控制电路和吸收电路五部分构成。这五部分被封装在一个六面体外壳内
13、，外面有四个引脚。非过零型SSR没有过零控制电路。,直流型固态继电器主要用于直流大功率控制场合。其输入端为一光电耦合电路，因此可用OC门或晶体管直接驱动，驱动电流一般330mA，输入电压为530V，其输出端为晶体管输出，输出电压30180V。,1、直流型固态继电器,交流型固态继电器分为非过零型和过零型，二者都是用双向晶闸管作为开关器件，用于交流大功率驱动场合。 对于非过零型SSR，在输入信号时，不管负载电源电压相位如何，负载端立即导通；而过零型必须在负载电源电压接近零且输入控制信号有效时，输出端负载电源才导通，可以抑制射频干扰。当输入端的控制电压撤消后，流过双向晶闸管负载电流为零时才关断。,、交流型固态继电器,过零型 非过零型,基本控制 TTL控制,1、D/A与A/D转换器有哪些主要技术指标？ 2、D/A转换器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 3、试述DAC0832芯片的输入寄存器和DAC寄存器二级缓冲的优点。 4、试设计80C51与DAC0832的接口电路，并编制程序，输出图所示波形。 5、逐次逼近式A/D转换器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 6、根据图所示的8031与ADC0809接口电路，若要从该A/D芯片模拟通道IN0IN7每隔1s读入一个数据，并将数据存入地址 为0080H0087H的外部数据存储器中。试设计该程序。,思考题与习题,
