第十章 单片机与AD、DA转换器的接口

§10-1 A/D转换器及其接口 转换器及其接口 §10-2 D/A转换器及其接口 转换器及其接口
§10-1 A/D转换器及其接口 转换器及其接口
一、A/D转换器的分类与性能指标 转换器的分类与性能指标
A/D转换器种类很多，按工作原理分为： A/D转换器种类很多，按工作原理分为： 转换器种类很多 逐位比较型：转换速度适中，转换精度从高到低都有，是集成A/D转换器中最普通的形式； 逐位比较型：转换速度适中，转换精度从高到低都有，是集成A/D转换器中最普通的形式； A/D转换器中最普通的形式 并行比较型：转换速度快，但精度不高； 并行比较型：转换速度快，但精度不高； 双积分型：抗干扰能力强， 精度较高，但转换速度慢； 双积分型：抗干扰能力强，精度较高，但转换速度慢； 电压频率型(V/F) 用于将模拟量转换为脉冲进行测量，精度高，成本低； 电压频率型(V/F)：用于将模拟量转换为脉冲进行测量，精度高，成本低； (V/F)： 计数比较型：有中高精度芯片，但转换速度慢。 计数比较型：有中高精度芯片，但转换速度慢。
第十章 单片机与A/D、D/A转换器的接口 单片机与A/D D/A转换器的接口 A/D、
教学目的：本章主要学习MCS-51单片机与 单片机与A/D、D/A转换器的接口。其中 转换器的接口。 ●教学目的：本章主要学习 单片机与 、 转换器的接口 A/D转换器选用了具有多通道的 位AD转换器 转换器选用了具有多通道的8位 转换器 转换器ADC0809，D/A转换器选用了典 转换器选用了具有多通道的 ， 转换器选用了典 型的DAC0832。通过本章的学习，同学们应能掌握单片机与这些接口芯片的 型的 。通过本章的学习， 连线方法，编程技巧，以及这两种典型芯片的特点和初步应用。 连线方法，编程技巧，以及这两种典型芯片的特点和初步应用。
ADC0809各管脚的功能为 ADC0809各管脚的功能为： 各管脚的功能为：
IN0-IN7：8个输入通道的模拟输入端； IN0 IN7 个输入通道的模拟输入端； D0-D7：转换结果的8位数字量输出端； 转换结果的8位数字量输出端； ADDA、ADDB、 ADDA、ADDB、ADDC 路址选择输入端； 路址选择输入端； ALE：地址锁存信号输入端； ALE：地址锁存信号输入端； START：启动转换信号输入端，加上正脉冲后，开始转换； START：启动转换信号输入端，加上正脉冲后，开始转换； EOC：转换结束高电平，该端信号开始转换时转为低； EOC：转换结束高电平，该端信号开始转换时转为低； OE：输出允许控制端，高电平时打开三态输出锁存器，输出转换结果； OE：输出允许控制端，高电平时打开三态输出锁存器，输出转换结果； CLK：芯片工作时钟，最高允许值为640KHz，此时转换时间约10uS； CLK：芯片工作时钟，最高允许值为640KHz，此时转换时间约10uS； Vref(+)和Vref(- 参考电压； Vref(+)和Vref(-)：参考电压；
§10-1 A/D转ห้องสมุดไป่ตู้器及其接口 转换器及其接口
与单片机8051的接口 二、ADC0809与单片机 与单片机 的接口
ORG 0000H AJMP MAIN OEG 0013H AJMP ADCIN ORG 0030H MAIN: MOV R0,#30H MOV R2,#08 SETB TI SETB EA SETB EX1 MOV DPTR,#7FF8H MOVX @DPTR,A SJMP $ DONE: ADCIN： ADCIN： MOVX A，@DPTR A， MOV @R0，A @R0， INC DPTR INC R0 DJNZ R2, DONE RETI MOVX @DPTR, A RETI END
§10-1 A/D转换器及其接口 转换器及其接口
与单片机8051的接口 二、ADC0809与单片机 与单片机 的接口
中断方式0809与 51的接口 0809作为外部扩展 中断方式 0809与51的接口：0809作为外部扩展 的接口： 并 行 口 采 用 线 选法 寻 址 。 由 P2.7 与 WR 联 合 控 制 START和 ALE， START 和 ALE ， P0.0 ， P0.1 ， P0.2 分别连接 ADDA、 分别连接ADDA 、 ADDB 、 ADDC ， 因 此 0809 的 地 址 有 效 为 ： P2.7,P0.2,P0.1,P0.0，可得地址为：7FF8H—7FFFH ,P0 ,P0 ,P0 可得地址为： FF8 同时,ALE端除了用作 LS373的地址锁存信号 端除了用作74 等。同时 ,ALE端除了用作74LS373的地址锁存信号 控制外，还通过74LS74 芯片的 分频为0809的工作 芯片的4 控制外 ， 还通过 74LS74芯片的4分频为 0809的工作 时钟CLK端提供时钟信号 端提供时钟信号。 时钟CLK端提供时钟信号。 CPU执行 CPU 执行 MOVX @DPTR,A 时 ， WR 和 P2.7 产 执行MOVX @DPTR,A时 WR和 生低信号， ALE和START为高 ALE锁存地址信 为高， 生低信号，使ALE和START为高，ALE锁存地址信 START启动 启动A/D 转换 A/D转换完时 EOC端 转换。 转换完时， 号 ， START 启动 A/D转换。 A/D转换完时 ， EOC端 发出一正脉冲，经反向后， INT1 发出一正脉冲，经反向后，向INT1端输出下降沿信 进入中断。 在中断程序中， CPU执行 执行MOVX 号 ， 进入中断 。 在中断程序中 ， CPU 执行 MOVX A,@DPTR时 RD 和 产生低信号， OE变高 A,@DPTR 时 ， RD和 2.7产生低信号 ， 使 OE 变高 ， 变高， 打开0809 的数据输出锁存器三态门 的数据输出锁存器三态门， 打开 0809的数据输出锁存器三态门， 8 位转换结果 读入到CPU中 读入到CPU中。
ADC0809工作过程描述 ALE高电平时 CPU送出的路地址选择信号 ADC0809工作过程描述：ALE高电平时，CPU送出的路地址选择信号ADDA、ADDB、 工作过程描述： 高电平时， 送出的路地址选择信号ADDA、ADDB、 ADDC存入地址锁存器 ALE低电平时 路地址被锁存，经译码器译码选择模拟输入通道。 ADDC存入地址锁存器 ;ALE低电平时，路地址被锁存，经译码器译码选择模拟输入通道。 存入地址锁存器; 低电平时， START脉冲的上升沿使 START脉冲的上升沿使 ADC0809复位 ， 下降沿则启动 A/D转换器开始转换。 ADC0809转换 脉冲的上升沿使ADC0809复位 下降沿则启动A/D转换器开始转换 ADC0809转换 复位， 转换器开始转换。 期间，EOC=0 转换结束后，EOC=1 CPU使OE 变为高电平打开三态门输出锁存器 期间 ， EOC=0； 转换结束后 ， EOC=1。 CPU使 OE变为高电平打开三态门输出锁存器， 取 变为高电平打开三态门输出锁存器， ADC0809的转换结果 的转换结果。 出ADC0809的转换结果。
§10-2 D/A转换器及其接口 转换器及其接口
二、DAC0832转换器及接口 转换器及接口
DAC0832是采用 DAC0832是采用CMOS工艺制造的8位 D/A转换器， 主要由两个 8位寄存器和一个 8位 D/A 是采用CMOS工艺制造的 工艺制造的8 D/A转换器 主要由两个8位寄存器和一个8 转换器， 转换器组成。 转换器组成。
ADC0809的组成部分有 ADC0809的组成部分有： 的组成部分有： 8路模拟开关； 路模拟开关； 8位A/D转换器； A/D转换器 转换器； 8位转换结果三态输出锁存器； 位转换结果三态输出锁存器； 地址锁存译码器。 地址锁存译码器。
§10-1 A/D转换器及其接口 转换器及其接口
二、ADC0809转换器及接口 转换器及接口
§10-2 D/A转换器及其接口 转换器及其接口
一、D/A 转换器的分类与性能指标
D/A转换器芯片很多 从接口方式上说有并口式，SPI总线式等 位数也分为8 D/A转换器芯片很多，从接口方式上说有并口式，SPI总线式等，位数也分为8位，10位， 转换器芯片很多， 总线式等， 10位 12位，14位，16位等等，输出形式有呀电压型和电流型两种。 12位 14位 16位等等 输出形式有呀电压型和电流型两种。 位等等， D/A转换器的性能指标有分辨率，建立时间，转换精度三项： D/A转换器的性能指标有分辨率，建立时间，转换精度三项： 转换器的性能指标有分辨率 三项 分辨率：分辨率反映出模拟电压的最小变化值， 分辨率： 分辨率反映出模拟电压的最小变化值，即一位输入数据变化使输出变化模拟量 变化的值的大小，一般用数字量的位数来表示。同样满量程的电压输出， 变化的值的大小，一般用数字量的位数来表示。同样满量程的电压输出，位数越多其分辨 率越高； 率越高； 建立时间：是指数字量从0变为最大值，而模拟输出达到终值误差± 建立时间：是指数字量从0变为最大值，而模拟输出达到终值误差±1/2LSB时所用时间， LSB时所用时间 时所用时间， 反映了转换速度。LSB表示最低有效位 数字由0变为1的一个数字位； 反映了转换速度。LSB表示最低有效位，数字由0变为1的一个数字位； 表示最低有效位， 转换精度：是指理论输出值和实际输出值间的偏差，可以用绝对精度和相对精度来描述。 转换精度： 是指理论输出值和实际输出值间的偏差 ， 可以用绝对精度和相对精度来描述。
§10-1 A/D转换器及其接口 转换器及其接口
一、A/D转换器的分类与性能指标 转换器的分类与性能指标
A/D转换器的性能指标， 分辨率，转换时间，转换精度三项 三项： A/D转换器的性能指标，有分辨率，转换时间，转换精度三项： 转换器的性能指标 分辨率：A/D转换器的分辨率是指能够分辨最小量化信号的能力 分辨率：A/D转换器的分辨率是指能够分辨最小量化信号的能力，即输出数字量变化一个相邻 转换器的分辨率是指能够分辨最小量化信号的能力， 数码所需要输入模拟电压的变化量； 数码所需要输入模拟电压的变化量； 转换时间：是指完成一次A/D转换所需要的时间， 转换时间：是指完成一次A/D转换所需要的时间，即芯片从获得转换命令到得到完整的数字结 A/D转换所需要的时间 果为止所需要的时间间隔； 果为止所需要的时间间隔； 转换精度：是指实际输出接近理论输出的精确程度，可以用绝对精度和相对精度来描述。 转换精度：是指实际输出接近理论输出的精确程度，可以用绝对精度和相对精度来描述。