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1、东北大学嵌入式系统(xtng)课件详解演示文稿1页，共46页，星期一。优选东北大学嵌入式系统(xtng)课件2页，共46页，星期一。单片机和被控实体单片机和被控实体(sht)间的接口示意图间的接口示意图3页，共46页，星期一。举例举例(jl)1：温度测控系统：温度测控系统4页，共46页，星期一。举例举例2：速度：速度(sd)测控系测控系统统5页，共46页，星期一。举例举例(jl)3：红外线自动门控制系统原理：红外线自动门控制系统原理图图BISS000160K20K1032M10K10u1M1M47K10347u电压检测模块电压检测模块电机温度检测电机温度检测 P3.3/INT1手手动动/自自动
2、动切切换换手动关按钮手动关按钮 P3.4P3.02.2uDSG红外传感器红外传感器+5VGND3.3K103103470u+5V330K330K10210nVCVDD2OUT2IN-1IN+1IN-1OUT220KIBRR1AV0RC1RC2RR2VSS+5V行程开关行程开关2行程开关行程开关3手动开按钮手动开按钮光光电电隔隔离离电机正转继电器电机正转继电器J1电机过热报警电机过热报警转速检测模块转速检测模块A/ /D转换转换蜂鸣报警蜂鸣报警行程开关行程开关4行程开关行程开关1电压过高报警电压过高报警速度异常报警速度异常报警速度变换继电器速度变换继电器J3电机反转继电器电机反转继电器J2ADC
3、08090809P1.0P1.3P1.2P1.1P1.4P1.5P1.6P2.0P2.1P2.3P2.2P3.2/INT0P3.1P0WRRDALEP1.710K6LEDAT89C51VCC6页，共46页，星期一。红外线传感器集成红外线传感器集成(jchn)芯片芯片BISS0001特点特点（1）用）用CMOS工艺，功耗工艺，功耗(nho)低。低。（2）具具有有独独立立的的高高输输入入阻阻抗抗运运算算放放大大器器，可与多种传感器匹配。可与多种传感器匹配。（3）双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。）双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。（4）内内设设延延时时和和封封锁锁定定时时器器，性性能能稳稳定定，调调节范围
4、宽。节范围宽。（5）内置参考电源。）内置参考电源。（6）工作电压范围宽（）工作电压范围宽（3V5V）。）。BISS000112345678910111213141516AV0RR1RC1RC2RR2VssVRF/RESETVcIBVDD2OUT2IN-1IN+1IN-1OUT7页，共46页，星期一。9-19-1 D/AD/A转换器接口转换器接口(ji ku)(ji ku)(ji ku)(ji ku)及应及应用用9-1-1 9-1-1 D/AD/A转换转换(zhunhun)(zhunhun)概述概述一、一、D/A（Digit to Analog）转换器：转换器： 为把数字量转换成模拟量，在为把数
5、字量转换成模拟量，在D/AD/A转转换芯片中要有换芯片中要有解码网络解码网络：权电阻网络；权电阻网络；倒倒T T型电阻网络。型电阻网络。8页，共46页，星期一。T型电阻型电阻(dinz)网络型网络型D/A转换器：转换器： D/A D/A转换器的原理转换器的原理(yunl)(yunl)： 把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加。根据克希荷夫定律，如下关系成立：过运算放大器求和相加。根据克希荷夫定律，如下关系成立： I I0 0=2=20 0 I I1 1=2=21 1 I I2 2=2=22 2 I I3 3=2=
6、23 39页，共46页，星期一。n位数字位数字(shz)量与模拟量的关系式：量与模拟量的关系式：VO=VREF（数字码（数字码/2n）(VREF参考电压参考电压)二、二、D/AD/A输出形式：输出形式：电压；电压；电流电流 运算放大器运算放大器 电压。电压。注：因使用反相比例放大器来实现电流到注：因使用反相比例放大器来实现电流到电压电压(diny)(diny)的转换，所以输出模拟信号的转换，所以输出模拟信号(VO)的极性与参考电压的极性与参考电压(VREF)极性相反。极性相反。10页，共46页，星期一。三、注意三、注意(zhy)区分区分D/A内部是否带有锁存器：内部是否带有锁存器：与与P1、P
7、2接口：不需加锁存器，直接接口。接口：不需加锁存器，直接接口。无锁存器无锁存器与与P0接口：因接口：因P0的特殊功能的特殊功能(gngnng)，需加锁存器。，需加锁存器。D/A内内如：如：DAC800DAC800、AD7520AD7520、AD7521AD7521等。等。 有锁存器：最好与有锁存器：最好与P0直接接口。直接接口。 如：如：DAC0832DAC0832、DAC1230DAC1230等。等。11页，共46页，星期一。四、性能指标：四、性能指标：1、分分辨辨率率（Resolution）是是指指D/A转转换换器器能能分分辨辨的的最最小小输输出出模拟增量，取决于输入数字模拟增量，取决于输
8、入数字(shz)量的二进制位数。量的二进制位数。2、建建立立时时间间（EstablishingTime）是是描描述述D/A转转换换速速度度的快慢。的快慢。3、转换精度转换精度（ConversionAccuracy）指满量程时指满量程时DAC的实的实际模拟输出值和理论值的接近程度。际模拟输出值和理论值的接近程度。4、偏偏移移量量误误差差（OffsetError）偏偏移移量量误误差差是是指指输输入入数数字字量量为为零时，输出模拟量对零的偏移值。零时，输出模拟量对零的偏移值。5、线线性性度度（Linearity）线线性性度度是是指指DAC的的实实际际转转换换特特性性曲曲线线和理想直线之间的最大偏移差
9、。和理想直线之间的最大偏移差。12页，共46页，星期一。主要主要(zhyo)技术指标：技术指标：1 1、分辨率、分辨率（Resolution）：）： 对对D/AD/A转换器输入量变化敏感程度转换器输入量变化敏感程度(chngd)(chngd)进行描述，进行描述，与输入数字量的位数有关。与输入数字量的位数有关。若数字量的位数为若数字量的位数为n n，则分辨率为则分辨率为2 2n n。数字量位数越多，分辨率就越高。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。应用时，应根据分辨率的需要选定转换器的位数。注：注：BCDBCD码输出的码输出的A/DA/D转换器用位数表示分辨
10、率。转换器用位数表示分辨率。2 2、建立时间建立时间（EstablishingTime）：）：（转换速度）转换速度） 描述描述D/AD/A转换速度的快慢。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。输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。 D/AD/A转换速度远高于转换速度远高于A/DA/D转换。转换。3 3、转换精度转换精度（ConversionAccuracy）：）：指满量程时指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接的实际模拟输出值和理论值的接近程度。近程度。13页，共46页，星期一。一、内部结构：一、内部结构：一、内部结构：一、内部结构：DAC 0832DAC 08
11、32DAC 0832DAC 0832：8 8位双缓冲器结构位双缓冲器结构(jigu)(jigu)的的D/AD/A转转换器。换器。9-1-2 9-1-2 D/AD/A转换转换(zhunhun)(zhunhun)芯片芯片DAC0832DAC0832DAC 0832DAC 0832DAC 0832DAC 0832内部结构框图内部结构框图内部结构框图内部结构框图（请见（请见（请见（请见P242P242P242P242图图图图9.39.39.39.3）DIDI0 07 7：转换数据输入（：转换数据输入（8 8位）；位）； CSCS：片选信号（输入）；片选信号（输入）；ILEILE：数据锁存允许信号（输入
12、）；数据锁存允许信号（输入）； XFERXFER：数据传送控制信号（输入）；数据传送控制信号（输入）；WRWR1 1：第一写信号（输入），与第一写信号（输入），与ILEILE共同控制输入寄存器是数据直通方式还是共同控制输入寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；数据锁存方式；WRWR2 2：第第2 2写信号（输入），与写信号（输入），与XFERXFER共同控制共同控制DACDAC寄存器是数据直通方式还是寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；数据锁存方式；8位位DACDAC寄存器寄存器输入输入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07AGNDILECS与与与WR1WR2XFERLE
13、1LE2LE1LE1LE1LE1（LE2LE2LE2LE2）= = = =0 0 0 0：锁存；：锁存；：锁存；：锁存；1 1 1 1：直通。：直通。：直通。：直通。14页，共46页，星期一。DAC的应用的应用(yngyng)：l lDAC用作单极性电压用作单极性电压(diny)输出输出；l lDAC用作双极性电压输出用作双极性电压输出；l lDAC用作控制放大器。用作控制放大器。15页，共46页，星期一。双极性输出电压双极性输出电压(diny)与输入数字量的关与输入数字量的关系系输入数字量输入数字量Bb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0Vout（理想值）（理想值）+VREF时时-V
14、REF时时1 1 1 1 1 1 1 1|VREF|-LSB-|VREF|+LSB 1 1 0 0 0 0 0 0|VREF|/2-|VREF|/2 1 0 0 0 0 0 0 000 0 1 1 1 1 1 1 1-LSBLSB 0 0 1 1 1 1 1 1-|VREF|/2-LSB|VREF|/2+LSB 0 0 0 0 0 0 0 0-|VREF|VREF|16页，共46页，星期一。双极性双极性DAC的接法的接法:17页，共46页，星期一。双极性双极性DAC的另一种的另一种(yzhn)接接法法:18页，共46页，星期一。控制控制(kngzh)放大器用放大器用DAC0832:19页，共4
15、6页，星期一。二、二、二、二、DAC 0832DAC 0832DAC 0832DAC 0832与单片机的接口与单片机的接口与单片机的接口与单片机的接口(ji ku)(ji ku)(ji ku)(ji ku)：有有3 3种工作方法：直通方式种工作方法：直通方式(fngsh)(fngsh)、单缓冲方式、单缓冲方式(fngsh)(fngsh)和双缓冲方和双缓冲方式式(fngsh)(fngsh)。1 1 1 1、直通方式：、直通方式：、直通方式：、直通方式： 输入寄存器和输入寄存器和DACDAC寄存器共用一个地址，同时选通输出；寄存器共用一个地址，同时选通输出； WRWR1 1和和WRWR2 2同时进
16、行，并且不与同时进行，并且不与CPUCPU相接。相接。 特点：转换速度快。特点：转换速度快。MOV PMOV P1 1，A A20页，共46页，星期一。举例举例(jl)：例：例：D/AD/A转换转换(zhunhun)(zhunhun)程序，用程序，用DAC0832DAC0832输出输出0 0+5+5V V锯齿波，锯齿波， 电路为电路为直通方式直通方式。设。设V VREFREF=-5V=-5V，若若DAC0832DAC0832地址地址 为为0000FEHFEH，脉冲周期要求为脉冲周期要求为100100msms。100msDACSDACS：MOVMOVDPTRDPTR，#00FEH#00FEH；08320832 I/OI/O地址地址MOVMOVA A，#00H#00H；开始输出开始输出0 0V VDACLDACL：MOVXMOVXDPTRDPTR，A A；D/AD/A转换转换INCINCA A；升压升压ACALLACALLDELAYDELAY；延时延时延时延时100100100100ms/256ms/256ms/256ms/256：决定锯齿波的周期决定锯齿波的周期决定锯齿波的周期决定锯齿波
