微機(jī)課設(shè)水果大小分級(jí)VIP

1、微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目： A/D與D/A接口設(shè)計(jì) 姓名： 龍 瑤 學(xué)號(hào)： P081513232 專(zhuān)業(yè)：2008級(jí)通信工程 3班 學(xué)院： 電氣工程學(xué)院 目 錄摘 要iii第1章 引 言iii第2章 用到的芯片介紹12.1 八位D/A變換器芯片DAC083212.2 八位A/D變換器芯片ADC08094第3章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容63.1 A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)6 3.11 設(shè)計(jì)目的63.12 基礎(chǔ)設(shè)備63.13 設(shè)計(jì)內(nèi)容63.2 D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)6 3.21 設(shè)計(jì)目的63.22 基礎(chǔ)設(shè)備63.23 設(shè)計(jì)內(nèi)容6第4章 流程圖與程序代碼64.1 A/D轉(zhuǎn)換器7 4.11 流程圖74.12

2、 程序代碼84.2 D/A轉(zhuǎn)換器104.21程序代碼10第5章 附加電路圖5.1 DAC083211附錄12附錄一：參考文獻(xiàn)12附錄二：學(xué)習(xí)體會(huì)12答 謝12摘 要在由微機(jī)構(gòu)成的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，經(jīng)常需要將外設(shè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為微機(jī)能進(jìn)行處理的數(shù)字信號(hào)。同時(shí)，也需要將微機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為外設(shè)所要求的模擬信號(hào)。因此，由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換（A/D）和由數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)化（D/A）是微機(jī)工程應(yīng)用中極為重要的接口。A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器在我們的實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)用的是相當(dāng)廣泛的，也是很重要的。 關(guān)鍵詞：A/D轉(zhuǎn)化器、D/A轉(zhuǎn)換器、8086/88系統(tǒng)第1章 引 言D/A轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量

3、。數(shù)字量由二進(jìn)制位組成，每個(gè)二進(jìn)制的權(quán)，要把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量電壓（多數(shù)情況需要轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)以電壓的形式輸出），需要先把數(shù)字量的每一位上的代碼按權(quán)轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)的模擬電流，再把模擬電流相加，最后由運(yùn)算放大器將其轉(zhuǎn)變成模擬電壓。DAC0832為8位電流DAC器件,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖所示,該芯片為CMOS器件,單電源(電源范圍為+5V+15V).參考電壓可在-10V+10V范圍內(nèi)選擇,轉(zhuǎn)換速度約1us,輸入待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)保持時(shí)間應(yīng)不小于90ns。DAC0823內(nèi)部有一個(gè)T型電阻網(wǎng)絡(luò),用來(lái)實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換,它需要外接運(yùn)算放大器,才能得到模擬電壓輸出。從圖中可以見(jiàn)到，在DAC0832中有兩級(jí)鎖存

4、器，第一級(jí)鎖存器為輸入寄存器，它的鎖存信號(hào)為ILE，第二級(jí)鎖存器稱(chēng)為DAC寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱(chēng)為通道控制信號(hào)XFER。因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器，所以，DAC0832可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號(hào)的同時(shí)可以采集下一個(gè)數(shù)字，于是，可以有效的提高轉(zhuǎn)換速度。另外，有了兩級(jí)鎖存器以后，可以在多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作，利用第二級(jí)鎖存器的鎖存信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)換器的同時(shí)輸出。ADC0809是CMOS的8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近原理進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)有模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換兩大部分，可對(duì)8路05V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。模擬多路開(kāi)關(guān)由8路模擬開(kāi)關(guān)和3位地址鎖存譯碼器組成，可選通8路模

5、擬輸入中的任何一路，地址鎖存信號(hào)ALE將3位地址信號(hào)ADDA、ADDB、ADDC進(jìn)行鎖存，然后由譯碼電路選通其中的一路，被選中的通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換部分包括比較器、逐次逼近寄存器（SAR）、256R電阻網(wǎng)絡(luò)、樹(shù)狀電子開(kāi)關(guān)、控制與時(shí)序電路等。另外ADC0809輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到CPU數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。在實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中，被控制與被測(cè)量的電路往往是幾路或幾十路，對(duì)這些電路的參數(shù)進(jìn)行模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換時(shí)，常采用公共的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。因此，對(duì)各路進(jìn)行轉(zhuǎn)換是分時(shí)進(jìn)行的。此時(shí)，必須輪流切換各被測(cè)電路與模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路之間的通道，以達(dá)到分時(shí)切換的功能。iv第2章 用到

6、芯片介紹2.1 8位D/A變換器芯片DAC0832DAC0832引腳結(jié)構(gòu)CS ： 片選信號(hào)，它和允許輸入鎖存信號(hào)ILE合起來(lái)決定WR1是否起作用。ILE ： 允許鎖存信號(hào)。WR1： 寫(xiě)信號(hào)1，它作為第一級(jí)鎖存信號(hào)將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器中，WR1必須和CS、ILE同時(shí)有效。WR2 ： 寫(xiě)信號(hào)2，它將鎖存在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)送到8位DAC寄存器中進(jìn)行鎖存，此時(shí)，傳送控制信號(hào)XFER必須有效。XFER ：傳送控制信號(hào)，用來(lái)控制WR2。D7D0：8位的數(shù)據(jù)輸入端，D7為最高位。IOUT1：模擬電流輸出端，當(dāng)DAC寄存器中全為1時(shí)，輸出電流最大，當(dāng)DAC寄存器中全0時(shí)，輸出電流為0。IOUT2：模擬

7、電流輸出端，IOUT2為一個(gè)常數(shù)和IOUT1差，也就是說(shuō)，IOUT1+IOUT2=常數(shù)。當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容全為1時(shí)，IOUT1最大，IOUT2=0； 當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容全為0時(shí)，IOUT1=0，IOUT2=最大； 當(dāng)DAC寄存器內(nèi)容為N時(shí)，IOUT1=VREF×N/（256×Rfb），IOUT2= VREF/Rfb- IOUT1， 無(wú)論N值多大：IOUT1+IOUT2= VREF/Rfb（1-28）=常數(shù)VREF/Rfb。 Rfb： 反饋電阻引出端，DAC083內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻,所以，Rfb端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣，相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸

8、入端和輸出端之間。Vref：參考電壓輸入端，此端可接一個(gè)正電壓，也可接負(fù)電壓，范圍為10+10V。外部標(biāo)準(zhǔn)電壓通過(guò)VREF與T型電阻網(wǎng)絡(luò)相連。VCC： 芯片供電電壓，范圍為515V，最佳工作狀態(tài)是15V。AGND：模擬量地，即模擬電路接地端。DGND：數(shù)字量地。即數(shù)字電路接地端。DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)它由一個(gè)8位輸入寄存器，一個(gè)8位DAC寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器三部分組成。在D/A轉(zhuǎn)換器中采用R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)。LE信號(hào)為每個(gè)輸入寄存器的內(nèi)部控制信號(hào)，當(dāng)LE=1時(shí)，接收輸入數(shù)據(jù)；當(dāng)LE=0時(shí)，內(nèi)部鎖存數(shù)據(jù)。圖 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DAC0832的工作方式雙緩沖工作方式進(jìn)行兩級(jí)緩沖。采用

9、雙緩沖工作方式，可在對(duì)某數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的采集，以提高速度，更重要的是能夠用于需要同時(shí)輸出多個(gè)參數(shù)的模擬量系統(tǒng)中，此時(shí)對(duì)應(yīng)于每一種參數(shù)需要一片DAC0832。雙緩沖方式時(shí)，CPU必須進(jìn)行兩步操作，第一步把數(shù)據(jù)寫(xiě)入8位輸入寄存器，第二步再把數(shù)據(jù)從8位輸入寄存器寫(xiě)入8位DAC寄存器。單緩沖工作方式只進(jìn)行一級(jí)緩沖，可用第一組或第二組控制信號(hào)對(duì)第一級(jí)或第二級(jí)緩沖器進(jìn)行控制。在一組控制信號(hào)作用下，輸入的數(shù)據(jù)能一步寫(xiě)入到8位DAC寄存器中。直通工作方式不緩沖。當(dāng)DAC0832芯片的CS、WR1、WR2和XFER引腳全部接地，ILE引腳接+5V高電平時(shí)，芯片就處于完全直通狀態(tài)，CPU送來(lái)的八位

10、數(shù)字量直接送到DAC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 DAC0832的主要性能： 輸入的數(shù)字量為8位。 采用CMOS工藝，所有引腳的邏輯電平與TTL兼容。 數(shù)字量輸入可以采用雙緩沖，單緩沖和直通方式。 轉(zhuǎn)換時(shí)間為1 s 線(xiàn)性誤差：0.2%FSR。（FSR為滿(mǎn)量程） 分辯率：8位。 單一電源：5V15V，功耗20Mw。 參考電壓：+10V-10V DAC0832電路原理圖DA轉(zhuǎn)換原理圖2.2 8位A/D變換器芯片ADC0809 ADC0809性能分析Ø 8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，所有引腳的邏輯電平與TTL電平兼容，輸出三態(tài)鎖存。Ø 帶有鎖存功能的8路模擬量轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可對(duì)8路05V模擬量進(jìn)行

11、分時(shí)切換。Ø 分辨率：8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間：100s。Ø 不可調(diào)誤差：±1LBS，功耗：15mW，工作電壓：+5V，參考電壓標(biāo)準(zhǔn)值+5V。Ø 片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的時(shí)鐘信號(hào)。ADC0809轉(zhuǎn)換需要遵循一定的時(shí)序，首先輸入地址選擇信號(hào)，在ALE信號(hào)作用下，地址信號(hào)被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號(hào)，選中一路模擬量輸入。然后輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)START（不小于100ns ），啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)送三態(tài)門(mén)鎖存，同時(shí)發(fā)出EOC信號(hào)，在允許輸出信號(hào)控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)。ADC0809引腳特性IN0 IN7：8 路模擬

12、量輸入口，但某時(shí)刻僅能使用某一路模擬量。D0 D7：為ADC0809 的數(shù)字量輸出線(xiàn)接 CPU 數(shù)據(jù)總線(xiàn) DBADD-A/ADD-B/ADD-C:三位地址線(xiàn)，通過(guò)地址譯碼選通8路模擬量輸入端中的一路。CLOCK：外部提供給ADC0809工作的時(shí)鐘信號(hào)。 EOC: A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 ALE: 通道地址鎖存允許信號(hào)。 ENABLE:輸出允許信號(hào)，用來(lái)打開(kāi)三態(tài)輸出的數(shù)據(jù)鎖存器。 START: A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 REF(+).REF(-)：輸入模擬信號(hào)的電壓的最大值和最小值。ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ADC0809電路原理A/D轉(zhuǎn)換器作為微機(jī)的一個(gè)輸入設(shè)備，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)、控制和狀態(tài)線(xiàn)和微機(jī)相連接。

13、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果在需要時(shí)，由微處理器控制送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上，而在其它時(shí)間A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的狀態(tài)。因此對(duì)于片內(nèi)具有三態(tài)輸出緩沖器的ADC，ADC可直接掛接在系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上，而對(duì)于片內(nèi)無(wú)三態(tài)緩沖器的ADC，則在ADC與微處理器之間必須外接三態(tài)緩沖器，也可借用并行輸入接口，使ADC有三態(tài)接口能力。一些重要的控制線(xiàn)與狀態(tài)線(xiàn)的產(chǎn)生和連接：比如微處理器產(chǎn)生的A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)信號(hào)START；A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)的狀態(tài)信號(hào)EOC。微處理器產(chǎn)生的OE是輸出信號(hào)允許端，由它控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果送上數(shù)據(jù)總線(xiàn)。注意時(shí)間的配合問(wèn)題。從發(fā)出A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，要經(jīng)過(guò)一段相對(duì)于CPU

14、的工作速度而言較長(zhǎng)的時(shí)間，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換芯片的不同，從幾微秒到幾百微秒不等，因此必須處理好啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到讀取數(shù)據(jù)兩步操作的時(shí)間配合，才能得到正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。第三章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 A/D轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)3.1.1 設(shè)計(jì)目的掌握0809A/D轉(zhuǎn)換芯片的硬件電路和軟件編程。3.1.2 基礎(chǔ)設(shè)備QTH-2008PC實(shí)驗(yàn)設(shè)備一套。3.1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容利用實(shí)驗(yàn)板上的ADC0809做A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，將電位器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并在屏幕上顯示，調(diào)節(jié)電位器觀察屏幕上數(shù)據(jù)的變化。3.2 D/A轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)3.2.1設(shè)計(jì)目的了解DAC0832轉(zhuǎn)換芯片的硬件電路和軟件編程。3.2.2 基礎(chǔ)設(shè)備QTH-2008P

15、C實(shí)驗(yàn)設(shè)備一套。3.2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容編寫(xiě)程序，使D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出方波 第四章 流程圖及程序代碼（一）A/D接口設(shè)計(jì) 流程圖：開(kāi)始用35HDOS功能調(diào)用取類(lèi)型0AH的中斷矢量,并入棧保存用25H DOS功能調(diào)用將A/D中斷服務(wù)程序入口地址寫(xiě)入中斷矢量表中0AH類(lèi)型中斷的位置A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送內(nèi)存6000H段等待硬件中斷關(guān)中斷8253初始化:0通道,3方式,初始值為0010H開(kāi)中斷300>CX啟動(dòng)0809執(zhí)行本次A/D轉(zhuǎn)換取中斷屏蔽寄存器的內(nèi)容存入BP中開(kāi)放0AH號(hào)中斷顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果及兩個(gè)空格CX-1=0？用25H DOS功能調(diào)用恢復(fù)原中斷矢量恢復(fù)中斷屏蔽器寄存器內(nèi)容結(jié)束入口保存使用的寄存器的

16、內(nèi)容從0809的端口讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)發(fā)中斷結(jié)束命令中斷返回參考程序及說(shuō)明：AD0809EQU0180HDELAY_SETEQU 01FFH ;延時(shí)常數(shù)MY_STACKSEGMENT PARA 'STACK' DB100 DUP(?)MY_STACKENDSMY_DATA SEGMENT PARA 'DATA'DIDATADB ? ;要顯示的數(shù)據(jù)MY_DATA ENDSMY_CODE SEGMENT PARA 'CODE'MY_PROCPROCFARASSUME CS:MY_CODE,DS:MY_DATAASSUME SS:MY_STACKMAI

17、N: MOV AX,MY_DATAMOV DS,AXMOV DIDATA,00HSTARTAD: MOV DX,AD0809MOVAL,00HOUTDX,AL ;啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換MOVCX,DELAY_SETLOOP$;延時(shí)INAL,DX ;轉(zhuǎn)換結(jié)束讀取結(jié)果CMPAL,DIDATACALLBREAKJZSTARTADCALLDSUP;顯示JMPSTARTADMY_PROC ENDPDSUPPROCNEAR ;顯示子程序PUSHFPUSHCXMOVDIDATA,ALMOVCX,04;取高位SHRAL,CLCALLSENDMOVAL,DIDATAANDAL,0FH ;低位CALLSENDCALLCRP

18、OPCXPOPFRETDSUPENDpSENDPROCNEARCMPAL,09HJGSEND1ADDAL,30HJMPSEND2SEND1:ADDAL,37HSEND2:MOV AH,0EH INT 10HRETSENDENDpCRPROCNEAR ;回車(chē)MOVDL,0DHMOVAH,02HINT21HRETCRENDPDELAY PROC NEAR; 延時(shí)程序PUSHFPUSHDXPUSHCXMOV DX,DELAY_SETD1: MOV CX, 40HD2: DEC CX JNZ D2 DECDX JNZD1 POPCX POPDX POPF RETDELAY ENDpBREAK PROC

19、 NEAR;按任意鍵退出PUSHFPUSHAXPUSHDX MOV AH,06H MOV DL,0FFH INT 21H JE RETURNEXEC_EXIT:MOV AX,4C00H INT 21HRETURN:POPDXPOPAXPOPFRETBREAK ENDPMY_CODE ENDSEND （二）D/A接口設(shè)計(jì) 程序代碼：DA0832 EQU0180H DELAY_SETEQU 200H;延時(shí)常數(shù)MY_STACKSEGMENTPARA 'STACK' DB100 DUP(?)MY_STACKENDSMY_DATA SEGMENTPARA 'DATA'MY

20、_DATA ENDsMY_CODE SEGMENT PARA 'CODE'MY_PROCPROCFARASSUME CS:MY_CODE,DS:MY_DATAASSUME SS:MY_STACKSTART:MOVAX,MY_DATAMOVDS,AXFB1: MOVDX,DA0832; 產(chǎn)生方波MOVAL,0OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0FFHOUTDX,ALCALLDELAY CALL BREAK JMP FB1MY_PROCENDPDELAY PROC NEAR ;延時(shí)程序PUSHFPUSHDXPUSHCXMOV DX,DELAY_SETD1: MOV CX

21、,1FFHD2: DEC CX JNZ D2DECDX JNZD1 POPCX POPDX POPF RETDELAY ENDPBREAK PROC NEAR;按任意鍵退出PUSHFPUSHAXPUSHDX MOV AH,06H MOV DL,0FFH INT 21H JE RETURNMOV AX,4C00H INT 21HRETURN:POPDXPOPAXPOPFRETBREAKENDPMY_CODE ENDSEND START第5章 電路圖設(shè)計(jì)5.1 D/A轉(zhuǎn)換器附 錄附錄一：參考文獻(xiàn)1 李恩林、陳斌生編著 微機(jī)接口技術(shù) 500問(wèn) 機(jī)械工業(yè)出版社2 朱定華 編著微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)輔導(dǎo)電子工業(yè)出版社3 王玉良等編著的微