AD转换器和DA转换器.ppt

第11章AT89S51与D/A及A/D转换器接口,11.1AT89S51与DAC的接口11.2AT89S51与ADC的接口,D/A转换器（DigitaltoAnalogConverter）能把数字量转换为模拟量的电子器件（简称为DAC）。A/D转换器（AnalogtoDigitalConverter）能把模拟量转换成相应数字量（简称为ADC）。,单片机测控系统中的ADC和DAC,11.1AT89S51与DAC的接口,电流输出型DA转换原理,I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比，即与D0D7口输入的二进制数成正比。,转换电流,转换电压,即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压,DAC的性能指标：1、分辨率通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等。分辨率为8位时，若参考电压为10V，则输出的最小电压为10V/25639.1mV；若参考电压为5V，则19.5.1mVDAC0832的分辨率为8位。,2、转换时间将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间转换时间；DAC的转换时间一般在几十纳秒(ns)几微秒(s)；DAC0832的转换时间为1s。,DAC0832电流输出型D/A转换器,20只引脚,8位并行输入方式分辨率19.5mV(VREF=5V）电流建立时间S输入与TTL电平兼容单一电源供电（5V15V）低功耗，20m,DAC0832的结构,内部组成：1个8位输入锁存器1个8位DAC寄存器1个8位D/A转换器5个控制逻辑（2级控制）,工作过程：8位数据并行送入锁存器在第1级控制信号作用下进入寄存器在第2级控制信号作用下进入转换器转换结果由Iout1电流输出。,DAC0832的3种控制方式,直通方式两个寄存器都处于直通状态直通方式不能直接与系统的数据总线相连，需另加锁存器，故较少应用。下面介绍单缓冲与双缓冲两种连接方式。单缓冲方式一个寄存器处于直通，另一个处于受控状态双缓冲方式两个寄存器都分别处于受控状态,例1根据如下电路,编程实现由DAC0832输出一路正弦波的功能。,电路分析：1、采用I/O口方式接线2、直通控制方式4个控制端都接低电平，ILE接高电平,例1参考程序,例1运行效果,例2：根据如下电路,编程实现由DAC0832输出一路三角波的功能,电路分析:1、第1级受控，第2级直通2、总线接口方式：DAC第1级地址：11111110（0 xfeff）,例2参考程序,例2运行效果,例3：根据如下电路，编程实现两路锯齿波发生器的功能,DAC1第1级地址：11111110（0 xfeff）DAC2第1级地址：11111101（0 xfdff）DAC1和2第二级地址：11101111（0 xefff）,电路分析：1、双缓冲方式：DAC1和DAC2的第1级各设1个控制端，两个DAC的第2级共用1个控制端；2、总线接口方式：,例3参考程序,语句DAOUT=num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关系。,例3运行效果,（多路D/A同步输出）,逐次逼近型双积分型-型并行比较型/串行比较型压频变换型,AD转换器的分类,按转化原理,按转化速度,超高速（转换速度1ns）高速（转换速度20s）中速（转换速度1ms）低速（转换速度1s）,8位12位14位16位,按转化位数,11.2AT89S51与ADC的接口,逐次逼近式ADC的工作原理,从最高位开始通过试探值逐次进行测试，直到试探值经D/A转换器输出VN与VIN相等或达到允许误差范围为止。则该试探值就为A/D转换所需的数字量。,逐次逼近寄存器,ADC主要技术指标：转换时间（convertiontime）是指完成一次AD转换所需要的时间。逐次逼近型ADC的典型值为1200s。分辨率（resolution）是指系统在标准参考电压时可分辨的最小模拟电压，即1个bit对应的模拟电压大小。,28只引脚,ADC0809逐次比较型模数转换芯片,分辨率为位转换时间00S工作量程为05V功耗为15m工作电压为+5V具有锁存控制的8路模拟开关输出与TTL电平兼容,8路模拟输入信号用三根地址线A,B,C选通IN0IN7；引脚START启动AD转换，CLK转换时钟，VR参考电压，EOC结束标志，OE输出使能，ALE地址锁存使能,ADC0809的结构组成,工作时序,ALE锁存ADDA、ADDB、ADDC,START正脉冲启动AD转换,EOC由高变低（AD启动后）保持低电平(转换期间)由低变高（转换结束）,OE正脉冲，打开三态门输出,第8章单片机接口技术,实例4：采用ADC0809设计数据采集电路，将IN7通道输入的模拟量信号进行测量，结果以16进制显示。,模拟通道地址，经373对低8位地址进行锁存：IN0的低8位地址为11111000B(0 xf8)，IN1为0 xf9，IN7为0 xff。,电路分析,采用总线连接方式,电路分析,启动IN0IN7通道AD转换的命令的地址为：0 xfef8，0 xfeff。读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0 xfe的地址均可。,EOC信号经非门接P3.3可形成一负脉冲信号（查询转换结束标志）；AD转换的时钟由虚拟信号发生器提供，频率5kHz；,电路分析,例4参考程序,例4运行效果,第8章单片机接口技术,ADC0809与AT89S51单片机的查询方式接口图,1、8位数据输出线可直接与数据部线相连。2、地址及控制信号：地址译码引脚A、B、C分别与地址总线的低三位A0、A1、A2相连，以选通IN07中的一个通路。因此，在启动转换时，要先确定某条通道的地址，存入DPTR中。P2.7作为片选信号，由单片机的写信号WR#和P2.7控制ADC的地址锁存和转换启动，又由于ADC0809的START和ALE连在一起，因此在锁存通道地址的同时，启动转换。MOVXDPTR，A,P2.7和低电平的读信号RD#经一级或非门后，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器，用以单片机读转换结果。MOVXA，DPTR3、时钟信号：利用AT89S511提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得，ALE脚的频率是fosc*1/6。如果单片机时钟频率采用6MHz，则ALE脚的输出频率为1MHz，再二分频后为500KHz，恰好符合ADC0809对时钟频率的要求,对8路模拟信号轮流采样一次，并依次把结果转储到数据存储区的转换程序。,MAIN：MOVR1，#data；置数据区首地址MOVDPTR，#7FF8H；端口地址送DPTR，；P2.7=0，且指向通道IN0MOVR7，#08H；置通道个数LOOP：MOVXDPTR，A；启动A/D转换MOVR6，#0AH；软件延时，等待转换结束DELAY：NOPNOPNOPDJNZR6，DELAYMOVXA，DPTR；读取转换结果,（1）查询方式：,MOVR1，A；存储转换结果INCDPTR；指向下一个通道INCR1；修改数据区指针DJNZR7，LOOP；8个通道全采样完；否？未完则继续,（2）中断方式,硬件：需将转换结束线EOC经一非门与AT89S51的INT1相连，用以中断请求。参考程序如下：,INIT1：SETBIT1；选择外部中断1为跳沿触发方式SETBEA；总中断允许SETBEX1；允许外部中断1中断MOVDPTR，#7FF8H；端口地址送DPTRMOVA，#00HMOVXDPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换；完成其他的工作,中断服务程序：PINT1：MOVDPTR，#7FF8H；读取结果送内部RAM30HMOVXA，DPTRMOV30H，AMOVA，#00H；启动ADC0809对IN0的转换MOVXDPTR，ARETI,