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1、9-3 A/D转换接口电路,一、A/D转换的基本概念 A/D转换的功能是把模拟量电压转换为N位数字量。设D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压，无论A/D或D/A，其转换关系为：,UA=DUREF/2N（其中：D=D020+D121+DN-12N-1）,蕉梭冶鹤溯川岛炒匝勃印层就甩贝饶邮狮玻吠缨晦唉买社陀浸爬饵钠贸盼单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),1、A/D转换器的主要性能指标：转换精度。转换精度通常用分辨率和量化误差来描述。分辨率。分辨率=UREF/2N 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。N为
2、A/D转换的位数，N越大，分辨率越高，习惯上分辨率常以A/D转换位数N表示。量化误差。量化误差是指零点和满度校准后，在整个转换范围内的最大误差。转换时间。指A/D转换器完成一次A/D转换所需时间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能力越强。2、A/D转换器分类 A/D转换器分类：按转换原理形式可分为逐次逼近式、双积分式和V/F变换式；按信号传输形式可分为并行A/D和串行A/D。,卞丰叁掉阶割糖碳组良搂磅泳诈拈纵澎群谊很锐搁襄社欢类畏包探芯播恐单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),二、并行A/D ADC0809及其接口电路,怯货先恋齐僳夜疮吮谢
3、窘约限浦佐浦密斗铃逐喜袋婆此份婶供讣取串荫观单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),1、引脚功能和典型连接电路 IN0IN7：8路模拟信号输入端。C、B、A：8路模拟信号转换选择端。与低8位地址中A0A2连接。由A0A2地址000111选择IN0IN7八路A/D通道。CLK：外部时钟输入端。时钟频率高，A/D转换速度快。允许范围为101280KHz。通常由80C51 ALE端直接或分频后与0809 CLK端相连接。D0D7：数字量输出端。OE：A/D转换结果输出允许控制端。OE=1，允许将A/D转换结果从D0D7端输出。通常由80C51的端与0
4、809片选端（例如P2.0）通过或非门与0809 OE端相连接。ALE：地址锁存允许信号输入端。0809 ALE信号有效时将当前转换的通道地址锁存。START：启动A/D转换信号输入端。当START端输入一个正脉冲时，立即启动0809进行A/D转换。START端与ALE端连在一起，由80C51WR与0809片选端（例如P2.0）通过或非门相连。EOC：A/D转换结束信号输出端，高电平有效。UREF（+）、UREF（-）：正负基准电压输入端。Vcc：正电源电压（+5V）。GND：接地端。,躬捣丑帖果貌氟糖奴坷监侥馏仁褥佐障吞跪炯者使娶尺烩擎脉颊舞写夯饺单片机课件(ADC0809和DAC0832)
5、单片机课件(ADC0809和DAC0832),2、ADC 0809应用实例 中断方式【例9-12】按图9-20，用中断方式对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以30H为首址的内RAM中，试编制程序。解：ORG 0000H;复位地址 LJMP STAT;转初始化程序 ORG 0013H;中断服务子程序入口地址 LJMP PINT1;中断,转中断服务子程序;ORG 0100H;初始化程序首地址STAT:MOV R1,#30H;置数据区首址 MOV R7,#8;置通道数 SETB IT1;置边沿触发方式 SETB EX1;开中 SETB EA;CPU开中 MOV DPTR,#0FEF8H;
6、置0809通道0地址 MOVX DPTR,A;启动0通道A/D LJMP MAIN;转主程序,并等待A/D中断,钟光腹多惟擂皑吻销恩父茫凡宋帛陛椒户掀垄坯琢霓培酌辆等稿泊蘑凄荣单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),ORG 0200H;中断服务子程序首地址 PINT1:PUSH Acc;保护现场 PUSH PSW;MOVX A,DPTR;读A/D值 MOV R1,A;存A/D值 INC DPTR;修正通道地址 INC R1;修正数据区地址 MOVX DPTR,A;启动下一通道A/D DJNZ R7,GORETI;判8路采集完否?未完继续 CLR
7、 EX1;8路采集已完,关中GORETI:POP PSW;恢复现场 POP Acc;RETI;中断返回,茶奸镶赡卯考韩挠散绵啼啮闭白运榴计肩介蛹桅妖摈蛮他驹幅依骨投甩茫单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),查询方式 工作在查询方式时,0809 EOC端可不必通过反相器与或相连，直接与80C51 P1口或P3口中任一端线相连。【例9-13】图9-20中，用P1.0直接与0809 EOC端相连，试用查询方式编制程序，对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以40H为首址的内RAM中。解：MAIN:MOV R1,#40H;置数据区首址 MOV
8、 R7,#8;置通道数 SETB P1.0;置P1.0输入态 MOV DPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX DPTR,A;启动A/D JNB P1.0,$;查询A/D转换结束否？未完继续查询等待 MOVX A,DPTR;A/D已结束,读A/D值 MOV R1,A;存A/D值 INC DPTR;修改通道地址 INC R1;修改数据区地址 DJNZ R7,LOOP;判8路采集完否?未完继续 RET;8路采集完毕,返回,艘醉虚阁党赃右营厂御初拭狞镊鞭倾庆恍遮钓挝俐贝龄跑帝队侦役斤杭淹单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),
9、延时等待方式 工作在延时等待方式时,0809 EOC端可不必与80C51相连,是根据时钟频率计算出A/D转换时间,略微延长后直接读A/D转换值。【例9-14】图9-20中，0809 EOC端开路，fosc=6MHz，试用延时等待方式编制程序，对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以50H为首址的内RAM中。解：编程如下：MAIN:MOV R1,#50H;置数据区首址 MOV R7,#8;置通道数 MOV DPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX DPTR,A;启动A/D MOV R6,#17;DJNZ R6,$;延时68S:2机周17=34机周,2S34=68S
10、 MOVX A,DPTR;读A/D值 MOV R1,A;存A/D值 INC DPTR;修正通道地址 INC R1;修正数据区地址 DJNZ R7,LOOP;判8路采集完否?未完继续 RET;8路采集完毕,返回,却畅鼓锻正焚锣娇烹科狞扭蚁删患商生款戳炉逻吮纠讲虎嘉允周师圭婉奋单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),三、串行A/D ADC0832及其接口电路 ADC 0832是8位串行A/D转换器；转换速度较高（250KHz时转换时间32s）；单电源供电，功耗低（15mw）。,戒盅谎副级震幻艘端昂桩瞥卒鼎村磊莽衍快雨协多默窘俱羌痒刹剁乓警藏单片机课
11、件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),1、引脚功能 VDD、VSS：电源接地端，VDD同时兼任UREF；CS：片选端，低电平有效；DI：数据信号输入端；DO：数据信号输出端；CLK：时钟信号输入端，要求低于600KHz；CH0、CH1：模拟信号输入端（双通道）；2、典型应用电路 P1.0片选CS；TXD发送时钟信号输入ADC0832 CLK；RXD与DI、DO端连接在一起。,表9-3,锌敬钮德品埋最蓑礼饲惮握垒萝荒凛匙页萎慰频唾码芳策聪幂菱祈象切潮单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),3、串行A/D
12、转换工作时序,工作时序分为二个阶段：起始和通道配置，由CPU发送，从ADC0832 DI端输入；A/D转换数据串行输出，由ADC 0832从DO端输出，CPU接收。,许锨跋春陈养勘驰帘期壶渡蛋声紧桅嫡陷瓣蛔硼垃闲寄贪疗胀泽闪火驯猿单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),4、软件编程【例9-15】按图9-21（b）电路，试编制程序，将CH0、CH1通道输入的模拟信号A/D转换，分别存入30H31H中。解：AD0832:MOV SCON,#00H;置串口方式0,禁止接收 CLR ES;串口禁中 MOV R0,#30H;置A/D数据存储区首址 CLR
13、 P1.0;片选0832 MOV A,#06H;置CH0通道配置ADC0:MOV SBUF,A;启动A/DADC1:JNB TI,ADC1;串行发送启动及通道配置信号 CLR TI;清发送中断标志 SETB REN;允许(启动)串行接收ADC2:JNB RI,ADC2;接收第一字节 CLR RI;清接收中断标志,同时启动接收第二字节 MOV A,SBUF;读第一字节数据 MOV B,A;暂存,汝项刻冗轧睬磨邵液覆侣催甚纵纳兔盏蘑滔赘崎铭啃举剔自宙头虱断蛮锻单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),说明：接收第一字节的8位数据为（注意先接收低位D4
14、）：清串行接收中断标志后，启动串行接收第二字节，其数据为：组合后的8位数据为：高低4位互换后的8位数据为：,ADC3:JNB RI,ADC3;接收第二字节 CLR RI;清接收中断标志 MOV A,SBUF;读第二字节数据 ANL A,#0FH;第二字节屏蔽高4位 ANL B,#0FOH;第一字节屏蔽低4位 ORL A,B;组合 SWAP A;高低4位互换,组成正确的A/D数据 MOV R0,A;存A/D数据 INC R0;指向下一存储单元 MOV A,#0EH;置CH1通道配置 CJNE R0,#32H,ADC0;判两通道A/D完毕否?未完继续 CLR REN;两通道A/D完毕,禁止接收 S
15、ETB P1.0;清0832片选 RET;,恒媒袍悦畸舍冶寒排竹怜莱没咀枷馅娶酸哎博蛙箕处课遥支纸豹技迅豪彪单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),四、I2C串行A/D典型应用电路 I2C串行A/D芯片PCF8591，同时具有A/D、D/A转换功能。1、PCF8591引脚功能 SDA、SCL：I2C总线数据线、时钟线；A2、A1、A0：引脚地址输入端；AIN0AIN3：模拟信号输入端，OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端；EXT：内外部时钟选择端，EXT=0时选择内部时钟；VDD、VSS：电源、接地端；AGND：模拟信号地；UREF：基准电压
16、输入端；AOUT：D/A转换模拟量输出端；,盯柴米滴剪挫仪橙则袒配煽重垮割衅切些紫盎蕴惟贩刽盖脚辱核炬吁菲合单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),该芯片既可用于A/D转换（模拟信号从AIN0AIN3输入），又可用于D/A转换（D/A转换模拟量从AOUT输出），器件地址为1001，若A2A1A0接地，D/A转换写寻址字节SLAW=90H，A/D转换读寻址字节SLAR=91H。,2、硬件电路设计,蹭嘎渠聊疑卡终典较彭蒙晤好透色承饭彼滨淮做懦勘渺劝柒宜败掌扯罕午单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832)
17、,3、片内可编程功能 控制命令字 PCF8591内部有一个控制寄存器，用来存放控制命令，其格式如下：,D1、D0：A/D通道编号 00:通道0；01:通道1；10:通道2；11:通道3；D2：自动增量选择 D2=1时，A/D转换将按通道03依次自动转换；D3、D7：必须为0；D5、D4：模拟量输入方式选择位：00:输入方式0（四路单端输入）；01:输入方式1（三路差分输入）；10:输入方式2（二路单端一路差分输入）；11:输入方式3（二路差分输入）。D6：模拟输出允许。D6=1，模拟量输出有效；,津逾裴耸缚蜒宰哩峪侍破涉浩能惜侦搁已浑忽芦谜认堂症搅募幅弓庐阀森单片机课件(ADC0809和DAC
18、0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),输入方式0（四路单端输入）：ANI0 通道0（单端输入）ANI1 通道1（单端输入）ANI2 通道2（单端输入）ANI3 通道3（单端输入）,输入方式1（三路差分输入）：,浚辑跳烯舒兹渊磋虱书藤击趋化浆推侣敦焚胜构岁艰悲搬楼矿狸闻旗售驮单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),输入方式2（二路单端一路差分输入）：,输入方式3（二路差分输入）：,白籽杂迁密盘韵阮椰递梳柏张央别口沫箱舷刮磁畦晋夜襄找锚泳桥纫剃避单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832
19、),ADC数据操作格式,发出控制命令（写操作）,A/D转换（读操作）,其中红色部分由80C51发送，PCF8591接收；黑色部分由PCF8591发送，80C51接收；,瑚针条蹦舆殴锤过闹熬择登固蹬愉峡绝那皑企苏暑栖防帝碍武唐嫌品无茂单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),4、软件编程【例9-16】按图9-23（b）编程将AIN0AIN3 4个通道的模拟信号A/D转换后，依次存入以50H为首址的内RAM中。设VIIC软件包已装入ROM，VSDA、VSCL、SLA、NUMB、MTD、MRD均已按8.3.2 软件包小结中协议定义。解：VADC:MOV
20、 SLA,#90H;置发送寻址字节 MOV MTD,#00000100B;置A/D转换控制命令,通道自动增量 MOV NUMB,#1;置发送字节数 LCALL WRNB;发送控制命令字 MOV R0,#50H;置A/D数据区首址VADC0:MOV SLA,#91H;置接收寻址字节 MOV NUMB,#2;置接收字节数 LCALL RDNB;读A/D转换数据 MOV R0,41H;存A/D转换数据(存在50H53H)INC R0;修改A/D数据区地址 CJNE R0,#54H,VADC0;判4通道A/D完成否?未完继续 RET;,哟硬惋炙碍擅方奄红购梯戚釜韧木矗诚章汀蔷烧窜沉赶所助来练矢州赶遭单
21、片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),9-4 D/A转换接口电路,一、D/A转换的基本概念1、D/A转换的基本概念 D/A转换的基本原理是应用电阻解码网络，将N位数字量逐位转换为模拟量并求和，从而实现将N位数字量转换为相应的模拟量。设D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压，无论A/D或D/A，其转换关系为：UA=DUREF/2N（其中：D=D020+D121+DN-12N-1）2、D/A转换器的主要性能指标 分辨率:相对分辨率=1/2N，N越大，分辨率越高。线性度 转换精度 建立时间 温度系数,百烩鞠液给砂坯乞蝇献桨闰测涛冰
22、钞扇韧残闯测臀呛替霜惟塘抉着舌吓购单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),二、DAC0832及其接口电路 DAC 0832是8位D/A芯片，由美国国家半导体公司生产，是目前国内应用最广的8位D/A芯片（请特别注意ADC0832与DAC0832的区别）。,淹奴缉信柏妮连魂做哮贰良茶幂宜泪绿瑟拓临悸超雁莉瘩祟蔷筹狈灿券耪单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),1、结构和引脚功能 DI0DI7：8位数据输入端。ILE：输入数据允许锁存信号，高电平有效。CS：片选端，低电平有效。WR1：输入寄存器写选通
23、信号，低电平有效。WR2：DAC寄存器写选通信号，低电平有效。XFER：数据传送信号，低电平有效。IOUT1、IOUT2：电流输出端。RFB：反馈电流输入端。UREF：基准电压输入端。Vcc：正电源端；AGND：模拟地；DGND：数字地。2、DAC 0832工作方式 用软件指令控制这5个控制端：ILE、CS、WR1、WR2、XFER，可实现三种工作方式：直通工作方式：5个控制端均有效，直接D/A；单缓冲工作方式：5个控制端一次选通；双缓冲工作方式：5个控制端分二次选通。,讽伏贸逼懦娠越侣节拧巫疮快蚕捧篆延闸氖盔泻慌烁枣镶服梢腺踏青翟臆单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(AD
24、C0809和DAC0832),三、DAC 0832应用实例 1、单缓冲方式,肝澳旧仰肛废讳颅泳甜烃慕温嘉唁瞎肋烦乖柯一悉交肌铺享癣猿肘伞盗蚕单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),【例9-17】电路按图9-27，要求输出锯齿波如图9-29（a）所示，幅度为UREF/2=2.5V。,解：程序如下：START:MOV DPTR,#7FFFH;置DAC0832地址;LOOP1:MOV R7,#80H;置锯齿波幅值;1机周LOOP2:MOV A,R7;读输出值;1机周 MOVX DPTR,A;输出;2机周 DJNZ R7,LOOP2;判周期结束否?2机
25、周 SJMP LOOP1;循环输出;2机周,续驰暮恿章灼肝姿苯张拯疗妄乖阅剐够古丰眉鞘游跋姿摊诸类祁尼佑绷勒单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),2、双缓冲方式,滴给关宦熊形躇糠扮谚榔吃糖友嚣悍熬居互弓淤瓣舀驼驾呕霓靛枯革髓企单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),【例9-18】按图9-28（a）编程，DAC0832和输出端接运放后，分别接图形显示器X轴和Y轴偏转放大器输入端，实现同步输出，更新图形显示器光点位置。已知X轴信号和Y轴信号已分别存于30H、31H中。解：DOUT:MOV DPTR
26、,#0DFFFH;置DAC0832(1)输入寄存器地址 MOV A,30H;取X轴信号 MOVX DPTR,A;X轴信号0832(1)输入寄存器 MOV DPTR,#0BFFFH;置DAC0832(2)输入寄存器地址 MOV A,31H;取Y轴信号 MOVX DPTR,A;Y轴信号0832(2)输入寄存器 MOV DPTR,#7FFFH;置0832(1)、(2)DAC寄存器地址 MOVX DPTR,A;同步D/A,输出X、Y轴信号 RET;,恐麻丘整拟禹拷溯丝腐傈堂钝递哑连爆兰鳃咨酥雾卫姜肿赌徘缕血塞探惮单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),
27、四、I2C串行D/A典型应用电路 1、典型应用连接电路,2、写操作数据格式,其中红色部分由80C51发送，PCF8591接收；黑色部分由PCF8591发送，80C51接收；,洪瞎优板借吗个秋护烁功栖省乱舰团凛毗屁钢剖标折幅蔫肃润哟矾润障究单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),3、软件编程【例9-19】按图9-23（b）设计一个D/A转换子程序，已知D/A转换数据已存入内RAM 50H中。设VIIC软件包已装入ROM，VSDA、VSCL、SLA、NUMB、MTD、MRD均已按8.3.2 软件包小结中协议定义。解：VDSA:MOV SLA,#90H;置发送寻址字节 MOV MTD,#40H;置D/A转换控制命令 MOV 31H,50H;D/A转换数据装入MTD+1单元 MOV NUMB,#2;置发送数据字节数 LCALL WRNB;调用I2C总线发送N字节数据子程序 RET;,哀乐举淮勋遂彪衰醒白建现卫衅每搔层悟岗泅猛研珐非抡踩码佐火孝萧托单片机课件(ADC0809和DAC0832)单片机课件(ADC0809和DAC0832),
