当前位置：文档之家 › 单片机与数模及模数转换器接口

单片机与数模及模数转换器接口

  • 格式：doc
  • 大小：278.50 KB
  • 文档页数：14

第九章单片机与数模及模数转换器接口当以单片机为核心组成实时测控系统时，通常需要对被控对象的状态进行测试和对控制条件进行监测，因此需要通过前向输入通道将被测信号输入单片机系统中。

在科学研究和生产过程中，测控系统的被测参数可以是温度、压力、速度等非电量，也可以是电流、电压、功率和开关量等电量。

这些参数信号需通过各类传感器和变送器变换成相应的模拟电量，然后经多路开关汇集送给A/D转换器，转换成相应的数字量送给单片机。

经过单片机处理过的数字量，送给D/A转换器，变换成相应的模拟量对被控系统实施控制和调整，使之处于最佳工作状态，如图8-1所示。

知识要点：输入输出通道的基本知识，数字量输入输出通道和模拟量输入输出通道的结构A/D转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方法。

D/A转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方法。

第一节MCS-51单片机与DA转换器的接口和应用一、概述被测信号分为数字量和模拟量两种。

1．数字量输入数字量包括N位并行数字量、开关量和频率信号。

·N位并行数字量可以直接送入单片机的I/O接口。

若N位数字量并行输入，当N=8时，正好利用一个8位I/O接口输入单片机内；当N＜8时，可利用一个8位I/O接口输入CPU，然后将其他位屏蔽即可得到N位数据；当N＞8时，输入方式有两种：一种是利用多个8位I/O接口，另一种是利用一个I/O接口多次选通输入。

·开关量开关量是输入信号为具有TTL电平的状态信号，如继电器的吸合与断开、光电门的导通与截止、限位开关、按钮、转换开关、接触器等电器的触点通断，其信号电平只有高、低两种电平。

图8-2所示是一种开关量检测电路。

开关量信号经过了光电隔离，适当选择电阻值，使A点电平符合TTL电平的要求，可以将A点接到单片机I/O接口或经三态门接到单片机数据总线，实现开关量信号输入。

·频率信号经放大、整形和隔离等处理，即可得到较为理想的矩形波，这种矩形波可直接送入单片机系统，如图8-3所示。

2.模拟量输入所谓模拟量，就是一些连续变化的物理量，如温度、速度、电压、电流和压力等。

这些被测参数，单片机无法直接处理，需要把这些模拟量通过各类传感器和变送器变换成相应的模拟电量，然后经多路开关汇集送给A/D转换器，转换成相应的数字量送给单片机。

模拟量输入通道一般由传感器、放大器、多路模拟开关、采样保持器和A/D转换器组成，其结构形式取决于被测对象的环境、输出信号的类型、数量和大小等，见表8-1。

说明：根据传感器输出信号的大小和类型，选择前向输入通道结构。

大信号模拟电压，能直接满足A/D转换输入要求，则可直接送入A/D转换器，经过A/D 转换后再送入单片机。

也可通过V/F转换成频率信号送入单片机。

但由于频率测量响应速度慢，多用于一些非快速过程参量的测量，这种通道结构的优点是抗干扰能力强，便于远距离传输。

小信号模拟电压，则首先应将该信号电压放大，放大到能满足A/D转换、V/F转换要求的输入电压。

以电流为输出信号的传感器或传感仪表则首先应通过I/V转换，将电流信号转换成电压信号。

最简单的I/V转换器就是一个精密电阻，当信号电流流过精密电阻时，其电压降与流过的电流大小成正比，从精密电阻两端取出的电压就是I/V变换后的电压信号。

二、A/D转换接口技术A/D转换接口技术的主要内容是合理选择A/D转换器和其他外围器件，实现与单片机的正确连接以及编制转换程序。

A/D转换器(Analog-Digital Converter)是一种能把输入模拟电压或电流变成与其成正比的数字量的电路芯片，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。

分类：计数器式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行A/D转换器。

计数器式A/D转换器结构很简单，但转换速度也很慢，所以很少采用。

双积分式A/D转换器抗干扰能力强，转换精度很高，但速度不够理想，常用于数字式测量仪表中。

逐次逼近式A/D转换器结构不太复杂，转换速度也高。

计算机中广泛采用其作为接口电路。

并行A/D转换器的转换速度最快，但因结构复杂而造价较高，故只用于那些转换速度极高的场合。

1、概述1）A/D转换器的技术指标：·量化误差(Quantizing Error)与分辨率(Resolution)。

A/D转换器的分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量，习惯上以输出二进制位数或满量程与2n之比（其中n为ADC的位数）表示。

例如A/D转换器AD574A的分辨率为12位，即该转换器的输出数据可以用212个二进制数进行量化，其分辨率为1LSB (1LSB=VFS/212)。

如果用百分数来表示分辨率时，其分辨率为1／2n×100％＝1／212×100％=0.0244％一个满量程VFS=10V的12位ADC能够分辨输入电压变化的最小值为2.4mV。

量化误差是由于有限数字对模拟数值进行离散取值（量化）而引起的误差。

因此，量化误差理论上为一个单位分辨率，即士(1/2)LSB。

提高分辩率可减少量化误差。

·转换精度(Conversion Accuracy)。

A/D转换器转换精度反映了一个实际A/D转换器在量化值上与一个理想A/D转换器进行模／数转换的差值，由模拟误差和数字误差组成。

模拟误差是比较器、解码网络中电阻值以及基准电压波动等引起的误差；数字误差主要包括丢失码误差和量化误差，丢失码误差属于非固定误差，由器件质量决定。

·转换时间与转换速率。

A/D转换器完成一次转换所需要的时间为A/D转换时间，是指从启动A/D转换器开始到获得相应数据所需时间（包括稳定时间）。

通常，转换速率是转换时间的倒数，即每秒转换的次数。

2）A/D转换器选择要点·确定A/D转换器精度及分辨率。

用户提出的测控精度要求是综合精度要求，它包括了传感器精度、信号调节电路精度和A/D转换精度及输出电路、伺服机构精度，而且还包括测控软件的精度。

应将综合精度在各个环节上进行分配，以确定对A/D转换器的精度要求，据此确定A/D转换器的位数。

通常A /D转换器的位数至少要比综合精度要求的最低分辨率高一位，而且应与其他环节所能达到的精度相适应。

·确定A/D转换器的转换速率。

通常根据被测信号的变化率及转换精度要求，确定A/D转换器的转换速率，以保证系统的实时性要求。

用不同原理实现的转换器，其转换速率是不一样的，如积分型的、跟踪比较型的A/D转换器转换速率较慢，转换时间一般为几毫秒到几十毫秒，一般用于温度、压力、流量等缓变参量的检测。

计算机中广泛采用逐次逼近式A/D转换器为中速转换器，常用于工业多通道单片机测控系统等。

并行A/D转换器的转换速度最快，故常用于如实时瞬态记录等转换速度极高的场合。

·确定环境参数。

根据使用环境条件，确定A/D转换芯片要求的一些环境：工作温度、功耗和可靠性等级等。

2、A/D转换典型芯片ADC08098位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。

1）ADC0809的内部逻辑结构ADC 0809内部逻辑结构如图所示。

图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。

地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。

2）信号引脚ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列见图9.14.对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：·IN0～IN7—模拟量输入通道信号单极性，电压范围0-5V，若信号过小还需进行放大。

模拟量输入在A/D转换过程中其值不应变化，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。

·A、B、C地址线A为低位地址，C为高位地址，模拟通道的选择信号，引脚图中为ADDA,ADDB和ADDC。

其地址状态与通道对应关系见表9-1·ALE 地址锁存允许信号对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

·START 转换启动信号START上跳沿时，所有内部寄存器清“0”；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。

本信号有时简写为ST。

·D7～D0 数据输出线为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。

D0为最低位，D7为最高位。

·OE 输出允许信号用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。

·CLK 时钟信号ADC 0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供。

通常使用频率为500kHz 的时钟信号。

·EOC 转换结束信号EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。

使用中该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。

·Vcc ＋5V电源·V ref参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。

其典型值为＋5V （Vref（＋）＝＋5V，Vref（一）=0V）。

3）单片机与ADC0809接口三个问题：①要给START线送一个100ns宽的起动正脉冲；②获取EOC线上的状态信息，因为它是A/D转换的结束标志；③要给“三态输出锁存器”分配一个端口地址，也就是给OE线上送一个地址译码器输出信号。

MCS-51和ADC接口通常可以采用定时、查询和中断三种方式。

·定时传送方式对于每种A/D转换器，转换时间作为一项技术指标，是已知的和固定的。

如ADC0809的转换时间为128us。

可以设计一延时子程序，当启动转换后，CPU调用该延时子程序或用定时器定时，延时时间或定时时间稍大于A/D转换所需时间。

等时间一到，转换已经完成，就可以从“三态输出锁存器”读取数据。

特点：电路连接简单，但CPU费时较多。

·查询方式采用查询法就是将转换结束信号接到I/O接口的某一位，或经过三态门接到单片机数据总线上。

A/D转换开始之后，CPU就查询转换结束信号，即查询EOC引脚的状态：若它为低电平，表示A/D转换正在进行，则MCS-51应当继续查询；若查询到EOC变为高电平，则给OE线送一个高电平，以便从线上提取A/D转换后的数字量。

特点：占用CPU时间，但设计程序比较简单。

·中断方式采用中断方式传送数据时，将转换结束信号接到单片机的中断申请端，当转换结束时申请中断，CPU响应中断后，通过执行中断服务程序，使OE引脚变高电平，以提取A／D转换后的数字量。

合集下载

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术
单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。

它具有体积小、功耗低、成本低、性能稳定等特点，广泛应用于各种电子设备中。

本文将从单片机的基本原理和接口技术两个方面进行介绍。

首先，我们来了解一下单片机的基本原理。

单片机的核心是微处理器，它包括运算器、控制器和寄存器等部分。

运算器负责执行各种算术逻辑运算，控制器则负责指挥各个部件的工作，寄存器则用来存储数据和指令。

此外，单片机还包括存储器，用来存储程序和数据。

单片机通过各种输入输出接口与外部设备进行通信，实现各种功能。

接下来，我们将重点介绍单片机的接口技术。

单片机的接口技术包括数字接口和模拟接口两种。

数字接口主要用于数字信号的输入输出，包括并行接口、串行接口、定时器计数器等。

模拟接口则用于模拟信号的输入输出，包括模数转换器、数模转换器等。

单片机的接口技术是实现各种功能的关键，它决定了单片机能否与外部设备有效地进行通信。

在实际应用中，单片机的接口技术扮演着非常重要的角色。

通过合理设计接口电路，可以实现单片机与各种外部设备的连接，如传感器、执行器、显示器等。

同时，合理的接口设计还可以提高系统的稳定性和可靠性，降低系统的成本和功耗。

总的来说，单片机作为一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低、性能稳定等特点，广泛应用于各种电子设备中。

单片机的基本原理和接口技术是我们理解和应用单片机的关键，希望本文的介绍能够对大家有所帮助。

单片机的模拟电路接口设计与实现方法

单片机的模拟电路接口设计与实现方法

单片机的模拟电路接口设计与实现方法随着科技的不断进步，单片机作为一种集成电路，已经成为了许多嵌入式系统中不可或缺的部分。

在嵌入式系统中，单片机通过与外界模拟电路接口的设计与实现，实现了与现实世界的各种交互。

本文将介绍单片机模拟电路接口设计与实现的方法。

一、模拟电路与数字电路的区别与联系在开始介绍单片机的模拟电路接口设计与实现方法之前，让我们先了解一下模拟电路与数字电路的区别与联系。

1. 区别：模拟电路与数字电路可以从以下几个方面来区别：- 数字电路是利用数字信号进行信息传输和处理的电路，而模拟电路则是利用连续变化的模拟信号进行信息传输和处理的电路。

- 数字电路的输入和输出是离散的，而模拟电路的输入和输出是连续的。

- 数字电路处理的是离散的数字量，而模拟电路处理的是连续的模拟量。

2. 联系：尽管模拟电路与数字电路有着很大的区别，但是它们又有密切的联系：- 数字电路的设计与实现离不开模拟电路的支持，例如时钟信号的产生和稳定、电源电压的滤波等都需要模拟电路进行支持。

- 模拟电路与数字电路可以互相转换，通过模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）来实现。

二、单片机模拟电路接口设计方法在嵌入式系统中，单片机通常需要与各种模拟电路交互，例如传感器、运放电路、滤波电路等等。

下面将介绍单片机模拟电路接口设计的方法。

1. 了解模拟电路的特性与要求在设计单片机模拟电路接口之前，我们需要了解模拟电路的特性和要求。

对于传感器等外部模拟电路的输入信号，我们需要了解其电压范围、变化速率等等。

对于输出信号，我们需要了解其输出电流、电压范围等。

只有清楚了解了这些参数，才能设计合适的接口电路。

2. 选择合适的模拟电路接口方案根据模拟电路的特性和要求，选择合适的接口方案。

常见的接口方案包括运放电路、比较器电路、滤波电路和模数转换器等。

根据具体需求选择合适的电路方案，保证信号的准确性和稳定性。

3. 进行模拟电路的设计与调试在进行模拟电路的设计与调试时，我们需要根据具体的接口方案进行电路的设计。

AT89S51单片机与ADC0809模数转换器的三种典型连接

AT89S51单片机与ADC0809模数转换器的三种典型连接

AT89S51单片机与ADC0809模数转换器的三种典型连接Ξ元增民(长沙大学机电工程系,湖南长沙410003)摘　要:根据模数转换器定位为单片机的外部RAM单元的概念,介绍了AT89S51单片机与ADC0809模数转换器三种典型连接电路及程序编制.分析了三种电路硬件和软件特点.并且给出了一种能用于中断、串行口和模数转换等项目的综合训练的短小精悍的可执行程序.关键词:单片机;模数转换;连接硬件;控制软件;AT89S51;AT89C51;ADC0809中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1008-4681(2005)05-0069-04Three Typical Connections B etw een AT89S51Single Chip Computer andADC0809Analog to Digital ConverterY UAN Z engmin(Mechanical and E lectrical Engineering Department,Changsha University,Changsha,Hunan410003) Abstract:According to the concept that analog to digital converters are defined as external RAM of single chip com puter,three typical connections between AT89S51single chip com puter and ADC0809analog to digital converter are introduced.The characteristic of hardware and s oftware of the three circuits are analyzed.A short program which may be used in the integrated training of interrupting,series port and analog to digital converting is given.K ey w ords:single chip com puter;analog to digit converting;connecting hardware;controlling s oftware; AT89S51;AT89C51;ADC0809 MCS51系列单片机是美国英特尔公司于1980年开始生产的.MCS51系列单片机以功能强大的指令系统、并行口串行口兼有以及灵活的SFR模式等优点,在20世纪80～90年代曾经风行我国.上世纪末国际著名电子器件生产厂家,如飞力浦(Philips)公司,西门子(Siemens),都在MCS51系列单片机的框架下设计新型单片机产品.其中美国爱特美(AT ME L)公司采用MCS51系列单片机的指令系统和硬件框架,将MCS51系列单片机内置ROM、EPROM及外挂EPROM等模式改为内置FPEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Mem o2 ry),设计了与MCS51系列单片机兼容的AT ME L51系列单片机,包括内置4kB FPEROM的标准40脚AT89C51、内置2kB FPEROM的20脚AT89C2051以及内置1kB FPEROM的20脚AT89C1051.正是这些后起的51系列单片机赋予MCS51系列单片机以新的生命力.建议把英特尔公司MCS51系列单片机和后来世界各大公司在其框架下生产的各种51系列单片机统称为51系列单片机,简称为51单片机.51系列单片机至今在8位机控制领域还是一只独秀.就连一些32位处理器也在致力8位应用[1].讨论51系列单片机的一些基本应用问题非常有价值.尽管大家都知道模拟数字转换(Analog to Digit C onvert,ADC)数字模拟转换(Digit to Analog C onvert, DAC)接口技术在控制领域非常重要,而且很多教科书,如单片机、电子技术、计算机控制技术、都有关于ADC和DAC的内容,但是实际上在很多学校的教学中ADC和DAC都是一个薄弱环节,或者说是一个交叉点.谁都应当管,结果往往谁都不管.在一定程度上影响了教学效果.目前8路8位逐位比较式模数转换芯片ADC0809无论在工程设计还是教学过程中还是作为首选品种.讨论51系列单片机与ADC0809的硬件连接与软件编程,是一项有价值的工作.概念非常重要.要了解ADC0809与51单片机连接原理,首先要明确ADC0809在整个51单片机第19卷　第5期2005年9月 长　沙　大　学　学　报J OURNA L OF CH AN GSH A UNI VERSITYVol.19　No.5Sep.2005Ξ收稿日期:2005-06-09;修回日期:2005-09-09作者简介:元增民(1957-),男,河北沙河人,长沙大学教授,硕士,主要从事电子学研究和教学.系统中的定位.大体上说,ADC0809在整个51单片机系统中是作为外部RAM 的1个单元定位的.具体到某一个连接方式,ADC0809在整个51单片机系统中的定位又有一些差别.目前,性能非常好的AT 89C51的价格大约在10元左右,已经完全取代MCS51而稳占市场.考虑AT 89C51已经在2004年停产,代之而起的是性能价格比更好的AT 89S51.本文介绍ADC0809与51系列单片机的连接时将以AT 89S51作为例子,不过完全适合于AT 89C51和更早的MCS51系列单片机中的8031,8051和8751.本文介绍ADC0809与AT 89S51(51系列单片机)的3种典型连接方式.1　ADC0809与51单片机的第一种连接方式这是一种数据线对数据线、地址线对地址线的标准连接方式,如图1.但是由于51单片机没有现成的低8位地址总线,所以采用这种标准连接方式需要用74LS373或类似芯片产生低8位地址总线.早期的MCS51系列单片机的应用品种很多是没有内置程序存贮器的8031芯片,本身就需要外挂74LS373等芯片产生低8位地址总线来外接E 2PROM 等程序存贮器,连接ADC0809时不需要专门外挂74LS373.因此早期的MCS51系列单片机,如8031,采用这种方式连接ADC0809还是比较可行的.图1中的P2.7/A15线作为整个ADC0809芯片的片选线.当P2.7/A15=0时,或非门敞开,允许写信号通过,将单片机负的写脉冲转换为ADC0809所需要的正脉冲,以选中ADC0809某一通道并启动转换.图1　ADC0809与51单片机的第一种连接方式这是一种不完全地址译码方式.如果增加地址译码器,将P2.7/A15线改为高位地址译码器的输出线,就可以形成完全译码.在图1连接方式中,ADC0809的转换结果寄存器在概念上定位为单片机外部RAM 单元的一个只读寄存器,与通道号无关.因此读取转换结果时不必关心DPTR 中的通道号如何.编程概要:MOV DPTR ,#7FF8H ;DPTR 指向0809通道0MOVX @DPTR ,A ;锁定通道0并启动转换…………………………MOVX A ,@DPTR ;读取转换结果要求在程序第一条指令中把决定是否能选中整个ADC0809芯片和通道的数据送到数据指针DPTR.在本电路中,只要送到DPTR 的最高位数据为0,就能选中ADC0809,而通道地址由DPTR 的最低3位数字决定.这里累加器A 的内容对于ADC 没有任何意义.因此事先不用操心累加器A 内容如何.这是本程序的一大特点.2　ADC0809与51单片机的第二种连接方式通常芯片的地址线只能进不能出自不必说,ADC0809的数据线有一特点:只能出不能进.就是说,就像往S BUF 写入时写到发送缓冲寄存器,从S BUF 读出时实际是读取接收缓冲寄存器的数据一样,往ADC0809写入时,把数据总线上的数据写到地址寄存器,从ADC0809读出时实际是读取转换结果数据.图2　ADC0809与51单片机的第二种连接方式因此可以在把51单片机的8位数据线接到ADC0809的8位数据线的同时,又把其中的3位直接接到ADC0809的3根地址线以确定通道号.通常把51单片机的8位数据线中的低3位D2,D1,D0直接接到ADC0809的3根地址线A2,A1,A0以确定通道号,如图2.采用这种连接方式明显可以省去一片74LS373.在图2连接方式中,ADC0809的转换结果寄存07长沙大学学报 2005年9月器在概念上定位为单片机外部RAM 单元的只读寄存器,而通道号锁存器在概念上定位为单片机同一个外部RAM 单元的只写寄存器.同一个外部RAM 单元的只读寄存器与只写寄存器使用同一个地址,就像51系列单片机的串行发送缓冲器与串行接收缓冲器使用同一个地址99H 一样,不会发生混乱.图2连接方式有一个特点,那就是单片机要把最低3位二进制数据通过数据总线写入ADC0809的地址锁存器,然后作为通道地址使用.编程概要:MOV A ,#0F8H ;ADC0809通道0地址送到A MOV DPTR ,#7FFFH ;DPTR 指向ADC0809MOVX @DPTR ,A ;锁定通道0并启动转换…………………………MOVX A ,@DPTR ;读取转换结果要求在程序第一条指令中把决定是否能选中整个ADC0809芯片的数据送到数据指针DPTR.在本电路中,只要送到DPTR 的最高位数据为0,就能选中ADC0809,而通道地址由累加器A 的最低3位数字决定.除了最高位以外,DPTR 的其余15位数据对于ADC 没有任何意义.除了较低3位以外,累加器A 的其余5位数据对于ADC 也没有任何意义.这是本程序的一大特点.3　ADC0809与51单片机的第三种连接方式在很多应用场合,AT 89S51内部的硬件资源,例如4kB 闪存,128B 内部RAM ,一个串行口和4个8位并行口等,已经够用.就是说,在很多应用场合,不需要外扩RAM 或I/O 口.图3　ADC0809与51单片机的第三种连接方式当51单片机没有外扩RAM 和I/O 口时,ADC0809就可以在概念上作为一个特殊的唯一的外扩RAM 单元.因为它是唯一的,就没有地址编号,也就不需要任何地址线或者地址译码线.只要单片机往外部RAM 写入,就是写到ADC0809的地址寄存器中.只要单片机从外部RAM 读取数据,就是读取ADC0809的转换结果.基于这种外部RAM 的唯一单元概念设计的AT 89S51与ADC0809的连接电路如图3.相应的启动程序和读数程序都非常简单.编程概要:MOV A ,#0F8H ;ADC0809通道0地址送到A MOVX @R0,A ;锁定通道0并启动转换………………MOVX A ,@R0;读取转换结果只要程序中使用MOVX @R0,A 指令或者MOVX @DPTR ,A 指令,就能启动ADC0809.比较MOVX @R0,A 指令和MOVX @DPTR ,A 指令,当然是MOVX @R0,A 占优势,所以这里使用MOVX @R0,A 指令.其中间址寄存器R0中的数据无论在启动ADC0809还是在读取转换结果时都没有任何意义,因此事先不必考虑往R0中送入什么数据.这是本程序的一大特点.4　三种连接方式的综合比较第一种和第二种连接方式允许多片ADC0809与单片机连接,第三种连接方式只能连接一片.通常1片8通道ADC0809就能满足控制工程需要.因此在单片机没有外扩RAM 和I/O 接口时,第三种连接方式是一种优选方案.需要2片或更多ADC0809时,第二种连接方式是一种优选方案.第一种连接方式需要一片74LS373做地址锁存器.如果单片机系统已经有一片74LS373地址锁存器,那么第一种连接方式也不失为一种可以考虑的连接方式.5　同时进行模数转换和显示的典型程序单片机教学中除了ADC 和DAC 是难点之外,中断和串行口也是难点.下面介绍一个典型的程序.这个程序虽然短小精悍,但是能利用中断和串行口功能同时完成多项任务,有利于学员掌握中断、串行口及ADC0809的编程应用.执行本程序时,需要在图3基础上再增加一片串入并出芯片74LS164及一只共阳数码管,并通过P1口和7406或74LS240控制8只LE D.　ORG 0000H LJMP MAI N ORG 0003H ;0号外中断服务子程序　PUSH ACC ;ACC 入栈保护　MOVX A ,@R0　;读ADC 转换结果　MOV P1,A ;送P1口显示17总第67期 元增民　AT 89S51单片机与ADC0809模数转换器的三种典型连接　C LR A　;ACC指向ADC0809的0通道　MOVX@R0,A　;再次启动ADC0809　POP ACC　;ACC出栈　RETI　;中断返回MAI N:MOV IE,#10000001B;开0号外中断　C LR A　;ACC指向ADC0809的0通道　MOVX@R0,A　;首次启动ADC0809　MOV DPTR,#ST AB　;DPTR指向段码表ST ART:MOV R0,A　;秒数送R0保存　MOVC A,@A+DPTR　;查表取来秒数段码　M O V S BUF,A　;秒数的段码送串行口输出　AC A LL DE LAY　;延时1秒　ADD A,#1　;加1秒　DA A　;十进制调整　AN L A,#0FH　;屏蔽掉十位　S JMP ST ART　;循环计时DE LAY:………………　;1秒延时子程序　E ND执行本程序,首先在主程序中启动ADC0809,然后单片机运行一位秒表程序.在秒表运行过程中,当模数转换完成时,ADC0809发出一个正脉冲E OC(End O f C onvert),反相为负脉冲后给单片机的端子,单片机响应中断,执行完当前指令后即进入中断服务子程序,读取转换结果并送显示,然后再次启动ADC0809后返回主程序.ADC0809完成1次转换需用64个时钟脉冲.如果ADC0809时钟信号是640kH z,那么1次转换需要时间为0.1ms,1秒钟之内就能完成1万次转换,就是说,1秒钟之内要产生1万次中断,理论上对秒表运行肯定有影响,但是实际上作为演示实验,人们根本觉察不到中断对秒表的影响.所以我们把这个实验命名为“秒表运行中进行ADC”,其特征是秒表一边运行,一边连续进行ADC,因此实验成功的标志是代表转换结果的LE D显示数字能与为ADC0809提供模拟电压的电位器实现随动,即拧动电位器时LE D显示数字跟着闪烁.参考文献:[1]R obert Crav otta.32位微处理器致力于8位应用[J].电子设计技术,2005(12):5,56-57.[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.(上接第23页)A=100.11 0.190.1 10.13解:显然矩阵A为对角占优矩阵,且两圆盘R1与R2相交.∵S=1+0.1-0.2=0.9>0,Δ=0.92-4×1.1×0.1=0.37>0,∴R1与R2是可以被分离的.取a=S2P i ≈0.4,令D=0.4　1 1,作变换B=DAD-1=100.040.4 0.2590.1 2.50.13这时R1与R2就已经被分离.三个圆盘都被分离开来了.由G erschg orin圆盘定理可得三个特征值的范围分别为:9.56≤λ1≤10.44,8.65≤λ2≤9.35,2.5≤λ3≤3.5.小结:上面所讲述的方法对于对角占优矩阵是非常行之有效的.但是它还有一定的局限性。

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出端口和定时器等功能于一体的计算机系统。

它具有成本低廉、体积小巧、功耗低等优点，广泛应用于各个领域。

本文将介绍单片机的原理及接口技术。

一、单片机原理1. 单片机的组成结构单片机通常由CPU、存储器、输入/输出口、定时/计数器、中断系统等组成。

其中，CPU是单片机的核心，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；输入/输出口用于与外部设备进行数据交互；定时/计数器用于计时和计数；中断系统可以处理外部事件。

2. 单片机的工作原理单片机工作时，先从存储器中加载程序指令到CPU的指令寄存器中，然后CPU执行指令并根据需要从存储器中读取数据进行计算和操作，最后将结果写回存储器或输出到外部设备。

3. 单片机的编程语言单片机的程序可以使用汇编语言或高级语言编写。

汇编语言是一种低级语言，直接使用机器码进行编程，对硬件的控制更加精细，但编写和调试难度较大。

而高级语言（如C语言）可以将复杂的操作用简单的语句描述，易于编写和阅读，但对硬件的控制相对较弱。

二、单片机的接口技术1. 数字输入/输出接口（GPIO）GPIO是单片机与外部设备进行数字信号交互的通道。

通过配置GPIO的输入或输出状态，可以读取外部设备的状态或者输出控制信号。

GPIO的配置包括引脚的模式、电平状态和中断功能等。

应根据具体需求合理配置GPIO，以实现与外部设备的稳定通信。

2. 模拟输入/输出接口单片机通常具有模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），用于模拟信号的输入和输出。

ADC将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。

而DAC则将数字信号转换为模拟信号，用于驱动模拟设备。

模拟输入/输出接口的配置需要考虑转换精度、采样率和信噪比等因素。

3. 串行通信接口串行通信接口允许单片机与其他设备进行数据交换。

常见的接口包括UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（串行外设接口），它们具有不同的通信速率和传输协议。