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1、数模及模数转换器接口,数模变换DAC和模数变换ADC接口器件原理DAC0832原理及应用（波形发生器）ADC0804原理及应用（电压测量）,要求:理解掌握常用数模变换DAC和模数变换ADC器件（DAC0832、ADC0804）的应用方法及和单片微机的接口与应用编程实例,概 述,在微机过程控制和数据采集等系统中，经常要对过程参数进行测量和控制。,连续变化的物理量,如：温度、压力、流量 速度、位移 等等,物理过程,微 机,传感器,A/D,D/A,执行机构,物理过程,v/i,Data,Data,过程控制示意图,模拟量,D/A转换接口扩展,8位CMOS数模转换芯片 DAC 0832:,CS VCC,W
2、R1 ILE,AGND WR2,D3 XFER,D2 D4,D1 D5,D0 D6,Vref D7,Rfb Iout2,DGND Iout1,DAC0832,20 PIN DIP封装,8位D/A,分辨率=Vref/256CMOS低功耗器件,+5+15V 单电源供电电流输出型器件(需外接运放)具有双缓冲控制输出采用T型电阻解码网络结构参考电压源,-10+10V,一 单片机与D/A转换器的接口,DAC 0832 引脚定义,CS VCC,WR1 ILE,AGND WR2,D3 XFER,D2 D4,D1 D5,D0 D6,Vref D7,Rfb Iout2,DGND Iout1,DAC0832,20
3、 PIN DIP封装,D0D7：8位数字量输入端/CS：片选端，低有效ILE：数据锁存允许,高有效/WR1：写控制信号1,低有效/WR2：写控制信号2,低有效/XFER：数据传送控制信号Iout1：电流输出端1Iout2：电流输出端2Rfb：内置反馈电阻端Vref:参考电压源,-10+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc:+5+15V单电源供电端,DAC0832 内部结构框图,D0D7：8位数字量输入端/CS：片选端，低有效ILE：数据锁存允许,高有效/WR1：写控制信号1,低有效/WR2：写控制信号2,低有效/XFER：数据传送控制信号Iout1：电流输出端1Iout2：电流输出
4、端2Rfb：内置反馈电阻端Vref:参考电压源,-10+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc:+5+15V单电源供电端,&,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,LE2,ILE,CE,WR1,WR2,XFER,D7D0,LE1,输入寄存器,寄存器,DAC,转换器,D/A,Vref,Iout2,Iout1,Rfb,LE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 D,DAC0832 与单片机的连接,89C51单片机,DAC 0832,P0.0P0.7,P2.0,8位,DI0DI7,EA,WR,XFER,CS,+5V,6MHz,30Px2,WR1,WR2,+5V,Vcc,Vref,ILE,+
5、,uA741,-12V,+12V,GND,AGND,DGND,Iout1,Iout2,Rfb,接示波器,输出于数字量DATA相对应模拟量：MOVDPTR，#0FEFFHMOVA，#DATAMOVXDPTR,A,单极性输出D/A关系,数字量与模拟量的转换关系：,DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法,为寄存命令。当=1时，寄存器的输出随输入变化；=0时，数据锁存在寄存器中，而不随输入数据的变化而变化,当ILE=1,=0，=0时，=1，允许数据输入，而当=1时，=0 则数据被锁存,当 和 均为低电平时，=1，此时允许D/A转换，否则=0，将数据锁存于DAC寄存器中,DAC 0832 常 见
6、的 几 种 用 法,(a):DAC寄存器直通方式(b):输入寄存器直通方式(c):两个寄存器同时选通及锁存方式,DAC0832 常见的几种用法,&,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,LE2,ILE,CE,WR1,WR2,XFER,D7D0,LE1,输入寄存器,寄存器,DAC,转换器,D/A,Vref,Iout2,Iout1,Rfb,LE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 D,直通方式：输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出。,1,&,或非门,非与门,输入任一为“1”输出皆为“0”输入全为“0”，输出才为“1”,输入全为“0”，输出才为“1”输入任一为“1”输出皆为“0”,双
7、缓冲器方式：输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。,【例9-6】在图9-30的输出端Vout产生1.25V的电压输出。解 Vout=（D/256）Vref，而Vref=5V，且XFER、CS和WR信号常有效，因此使D=64即可输出要求的电压。,【例9-7】在图9-31的输出端Vout产生2.5V的电压输出，设Vref为5V。解 Vout=（D/256）Vref，使D=128可输出要求的电压，且需要进行一次对DAC0832的写操作，写地址选择为7000H。,DAC0832 的编程应用举例,例1 产生矩形波,例2 产生锯齿波,LL:MOV A，#00H;低电平
8、 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX DPTR,A;送转换 LCALL DMS1;低宽度 MOV A，#0FFH;高电平 MOVX DPTR,A;送转换 LCALL DMS2;高宽度 SJMP LL,MOV A，#00H;起始值 MOV DPTR,#0FEFFHMM：MOVX DPTR,A;送转换 INC A NOP NOP NOP;决定坡度 SJMP MM,DAC0832编程应用举例：例3产生三角波,MOV A，#00H MOV DPTR,#0FEFFHSS1:MOVX DPTR,A;送转换 NOP NOP NOPSS2:INC A;等速上升 JNZ SS1SS3:DEC A MOV
9、X DPTR，A NOP NOP NOP;等速下降 JNZ SS3 SJMP SS2,同样的编程思路，若要产生如下的梯形波也很容易：,三角波,梯形波,例4 正弦波电压输出正弦波电压输出为双极性电压，最简单的办法是将一个周期内电压变化的幅值(-5V+5V)按8位D/A分辨率分为256个数值列成表格，然后依次将这些数字量送入D/A转换输出。只要循环不断地送数，在输出端就能获得正弦波输出。SIN：MOV R7，#00H DAS0：MOV A，R7；MOV DPTR，#TABH；设指针 MOVC A，A+DPTR；取数据 MOV DPTR，#8000H；MOVX DPTR，A；送D/A转换 INC R
10、7；修改偏移量 AJMP DAS0；TAB：DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H DB93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H DB 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH DB 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H,A/D转换接口扩展,IN3 IN2,IN4 IN1,IN5 IN0,IN6 ADDA,IN7 ADDB,START ADDC,EOC ALE,D3 D7,OE D6,CLK D5,VCC D4,Vref+D0,GND Vref-,D1 D2,ADC0809,8位CMOS模数转换芯片ADC0809,8位A/D,量化间隔=Vin/(256-1)CMO
11、S低功耗器件8 通道多路开关输入切换电路单电源+5,Vref=+5V Vin范围:单极性0+5V逐次逼近结构每次转换时间：100S 60个时钟周期,fmax=640KHz(推荐CLK=500KHz)转换结果读取方式：延时读数 查询EOC=1 EOC申请中断,ADC0809 结构框图,8 通道多路开关,IN0,IN7,地址译码锁存,ADDA,ADDB,ADDC,ALE,控制逻辑与时序,D/A转换器,SAR,Vin,比较器,输出锁存器,START,CLK,EOC,D0D7,+Vref,-Vref,OE,Vst,+,-,IN3 IN2,IN4 IN1,IN5 IN0,IN6 ADDA,IN7 ADD
12、B,START ADDC,EOC ALE,D3 D7,OE D6,CLK D5,VCC D4,Vref+D0,GND Vref-,D1 D2,ADC0809,IN0IN7：8通道模拟量输入端 D0D7：8位数字量输出端ADDC、ADDB、ADDA：接地址锁存器的低三位地址ALE：地址锁存允许控制信号START：清0内寄存器,启动转换OE：允许读A/D结果,高有效CLK：时钟输入端,应640KHzEOC：转换结束时为高Vcc：+5VVref+：参考电压，+5VVref-：0V,ADC 0809引脚定义:,ADC0809 与单片机的连接,89C51单片机,ADC 0809,锁存器74LS373,A
13、LE,P2.0,8D,Q0,ALE,CLK,ADDA,D0-D7,G,EA,OE,START,RD,WR,OE,Q1,Q2,ADDB,ADDC,+5V,INT1,EOC,1,1,12MHz,30Px2,6,口地址可以为：0FE000FE07H 也可为：0FEF0 0FEF7H,A/D转换程序：MOV DPTR，#0FE00H；置IN0通道地址 MOV A，#00；累加器里任意赋一个值 MOVX DPTR，A；启动A/D转换 LCALL DELAY；等待转换结束 MOVX A，DPTR；取转换结果,2、最后执行MOV A，DPTR产生RD信号使OE端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据就读入CP
14、U中。,启动ADC0809的工作过程,1、先送通道号地址到A、B、C，由ALE信号锁存通道号地址，然后让START有效启动A/D转换。即执行一条MOVX DPTR,A指令产生WR信号，使ALE、START有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，表示转换结束。,锁存器74LS373,ALE,P2.0,8D,Q0,ALE,CLK,ADDA,D0-D7,G,EA,OE,START,RD,WR,OE,Q1,Q2,ADDB,ADDC,+5V,INT1,EOC,1,1,12MHz,30Px2,6,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H;外部中断1的中断矢
15、量 AJMP INTMAIN:MOV R0,#0A0H;存结果的缓冲区:A0H-A7H MOV R2,#08H;待采集的通道数为 8 SETB IT1;选择下降沿触发中断 SETB EA;开中断 SETB EX1 MOV DPTR,#0FEF0H;通道0的地址 MOVX DPTR,A;启动转换。注意:A=？HERE：SJMP HERE;等待中断,ADC0809八路巡回中断式数据采集,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INTMAIN:MOV R0,#0A0H MOV R2,#08H SETB IT1 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR,#0FE
16、F0H MOVX DPTR,AHERE：SJMP HERE,ADC0809八路巡回中断式数据采集,INT:MOVX A，DPTR;读数据 MOV R0,A;数据放进缓存单元 INC R0;指向下一缓存 INC DPTR;指向下一通道 DJNZ R2，RTN;8 次未完就继续采集,;已完就关中断、停采集 CLR EA CLR EX1 RETIRTN:MOVX DPTR,A;启动采集 RETI,思考题,请编写89C51单片机通过DAC0832产生锯齿波信号、三角波、梯形波的程序（可以为任意频率）。当ADC0809对8路模拟信号进行A/D转换时，请编写用查询方式工作的采样程序，8路采样值存放在50H57H单元。,
