单片机课件(ADC0809和DAC)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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：,U,A,=DU,REF,/2,N,（其中：D=D,0,2,0,+D,1,2,1,+D,N-1,2,N-1,）,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=U,REF,/2,N,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。,二、,并行A/D,ADC0809及其接口电路,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0809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。,U,REF（+）,、,U,REF（-）,：,正负基准电压输入端,。,Vcc,：,正电源电压,（+5V）。,GND,：,接地端,。,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,;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,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 EX1,;8路采集已完,关中,GORETI:POP PSW,;恢复现场,POP Acc,;,RETI,;中断返回,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 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,$,;查询A/D转换结束否？未完继续查询等待,MOVX A,DPTR,;A/D已结束,读A/D值,MOV R1,A,;存A/D值,INC DPTR,;修改通道地址,INC R1,;修改数据区地址,DJNZ R7,LOOP,;判8路采集完否?未完继续,RET,;8路采集完毕,返回,延时等待方式,工作在延时等待方式时,0809 EOC端可不必与80C51相连,是根据时钟频率计算出A/D转换时间,略微延长后直接读A/D转换值。,【例9-14】图9-20中，0809 EOC端开路，fosc=6MHz，试用延时等待方式编制程序，对8路模拟信号依次A/D转换一次，并把结果存入以50H为首址的内RAM中。,解：编程如下：,MAIN:MOV R1,#50H,;置数据区首址,MOV R7,#8,;置通道数,MOV DPTR,#0FEF8H,;置0809通道0地址,LOOP:MOVX DPTR,A,;启动A/D,MOV R6,#17,;,DJNZ R6,$,;延时68,S:2机周17=34机周,2,S34=68,S,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,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32,s）；,单电源供电，功耗低（15mw）。,1、,引脚功能,V,DD,、,V,SS,：电源接地端，V,DD,同时兼任U,REF,；,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。,编码,通道选择,CH0 CH1,00,01,10,11,表9-3,3、,串行A/D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。,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 P1.0,;片选0832,MOV A,#06H,;置CH0通道配置,ADC0:MOV SBUF,A,;启动A/D,ADC1: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,说明,：,接收第一字节的8位数据为（注意先接收低位D4）：,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,SETB P1.0,;清0832片选,RET,;,D3,D2,D1,D0,D1,D2,D3,D4,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,D7,D6,D5,D4,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,四、,I,2,C串行A/D典型应用电路,I,2,C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,：I,2,C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；,V,DD,、,V,SS,：电源、接地端；,AGND,：模拟信号地；,U,REF,：基准电压输入端；,A,OUT,：D/A转换模拟量输出端；,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A,OUT,输出），器件地址为1001，若A2A1A0接地，D/A转换写寻址字节SLA,W,=90H，A/D转换读寻址字节SLA,R,=91H。,2、,硬件电路设计,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：,COM,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,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；,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）：,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）：,ADC数据操作格式,S,SLA,W,A,COM,A,S,SLA,R,A,Data0,A,Data1,A,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；,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 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,