2022年單片機(jī)AD及DA轉(zhuǎn)換接口

教學(xué)基本要求：

（1）、熟悉DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作方式；（2）、掌握單片機(jī)與DAC0832的接口原理；（3）、熟悉ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能；（4）、掌握單片機(jī)與ADC0809的接口原理；教學(xué)重點(diǎn)：（1）、單片機(jī)與DAC0832的接口原理；（2）、單片機(jī)與ADC0809的接口原理；教學(xué)難點(diǎn)：（1）、單片機(jī)與DAC0832接口的程序設(shè)計(jì)；（2）、單片機(jī)與ADC0809接口的程序設(shè)計(jì)；第10章單片機(jī)A/D及D/A轉(zhuǎn)換器接口10.2A/D轉(zhuǎn)換器接口A/D轉(zhuǎn)換器：實(shí)現(xiàn)模擬量→數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器的一般分類(lèi)：（1）、計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換器；（2）、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器；（3）、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器；（4）、并行式A/D轉(zhuǎn)換器。目前最常用的是雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。10.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器芯片與80C51接口ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μS左右。1、ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)2、信號(hào)引腳ADC0809轉(zhuǎn)換器芯片為28引腳，雙列直插式（DIP）封裝。（1）、IN7～I(xiàn)N0：模擬量輸入通道；ADC0809對(duì)輸入模擬量的要求主要有：信號(hào)單極性，電壓范圍0～5V，若信號(hào)過(guò)小還需進(jìn)行放大。另外，在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，模擬量輸入的值不應(yīng)變化太快，因此，對(duì)變化速度快的模擬量，在輸入前應(yīng)增加采樣保持電路。（2）、A、B、C：地址線；A為低位地址，C為高位地址，用于對(duì)模擬通道進(jìn)行選擇；CBA選擇的通道000001010011100101110111IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7（3）、ALE：地址鎖存允許信號(hào)；在對(duì)應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中；（4）、START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)；START上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清0；START下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平；（5）、D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線；（6）、OE：輸出允許信號(hào)；用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；（7）、CLK：時(shí)鐘信號(hào)，通常使用頻率為500kHz的時(shí)鐘信號(hào)；（8）、EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。EOC=0，正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。該狀態(tài)信號(hào)既可作為查詢(xún)的狀態(tài)標(biāo)志，又可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用；（9）、VCC：+5V電源；（10）、Vref：參考電源。參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5V（Vref(+)=+5V，Vref(-)=0V）。1）、8路模擬通道選擇假設(shè)沒(méi)有用到的地址線為“1”，則8路通道IN0～I(xiàn)N7的地址分別為FEF8H～FEFFH。2）、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進(jìn)行傳送。（1）、定時(shí)傳送方式（2）、查詢(xún)方式（3）、中斷方式4、應(yīng)用舉例設(shè)計(jì)一個(gè)8路模擬量輸入的巡回檢測(cè)系統(tǒng)，采樣數(shù)據(jù)依次存放在片外RAM0A0H～0A7H單元中，ADC0809的8路通道IN0～I(xiàn)N7的地址分別為FEF8H～FEFFH，其數(shù)據(jù)采樣的初始化程序和中斷服務(wù)程序如下：初始化程序：MOVR0，#0A0H；MOVR2，#08H；SETBIT1；邊沿觸發(fā)方式SETBEA；SETBEX1；MOVDPTR，#0FEF8H；LOOP：MOVX@DPTR，A;HERE：SJMPHEREDJNZR2，LOOP10.3D/A轉(zhuǎn)換器接口10.3.1D/A轉(zhuǎn)換芯片1、概述D/A轉(zhuǎn)換器輸入的是數(shù)字量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出的是模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器按輸出形式可分為：（1）、電壓輸出形式輸入：二進(jìn)制數(shù)或BCD碼數(shù)輸出：電壓（2）、電流輸出形式輸入：二進(jìn)制數(shù)或BCD碼數(shù)輸出：電流D/A轉(zhuǎn)換器按其內(nèi)部是否含有鎖存器可分為：（1）、內(nèi)部無(wú)數(shù)據(jù)鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器（2）、內(nèi)部有數(shù)據(jù)鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器2、技術(shù)指標(biāo)

D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)性能指標(biāo)：絕對(duì)精度、相對(duì)精度、線性度、輸出電壓范圍、溫度系數(shù)、輸入數(shù)字代碼種類(lèi)（二進(jìn)制或BCD碼）等。（1）、分辯率

分辨率是D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化敏感程度的描述，與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。如果數(shù)字量的位數(shù)為n，則D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為2-n。這就意味著數(shù)/模轉(zhuǎn)換器能對(duì)滿(mǎn)刻度的2-n輸入量作出反應(yīng)。使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)分辨率的需要來(lái)選定轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。DAC?？煞譃?位、10位、12位三種。（2）、建立時(shí)間建立時(shí)間是描述D/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出達(dá)到終值誤差±（1/2）LSB（最低有效位）時(shí)所需的時(shí)間。通常以建立時(shí)間來(lái)表示轉(zhuǎn)換速度。1）、各引腳信號(hào)說(shuō)明如下：（1）、DI7～DI0：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入；（2）、/CS：片選信號(hào)（輸入），低電平有效；（3）、ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)（輸入），高電平有效；（4）、/WR1：第1寫(xiě)信號(hào)（輸入），低電平有效；（5）、/XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)（輸入），低電平有效；（6）、/WR2：第2寫(xiě)信號(hào)（輸入），低電平有效；（7）、?Iout1：電流輸出1；（8）、?Iout2：電流輸出2；（9）、Rfb：反饋電阻端；（10）、Vref：基準(zhǔn)電壓，其電壓范圍是-10V～+10V；（11）、?DGND：數(shù)字地；（12）、AGND：模擬地。2）、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)：10.3.2DAC0831單緩沖連接方式1、單緩沖方式連接（5）、/XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)（輸入），低電平有效；用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。（5）、/XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)（輸入），低電平有效；（2）、/CS：片選信號(hào)（輸入），低電平有效；INC R0；2）、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送指向Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)單元地址假定輸入寄存器地址為7FFFH，產(chǎn)生鋸齒波的源程序清單如下：3、MCS-51單片機(jī)與ADC0809接口Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)送輸入寄存器MOVR1，#DATA；（8）、EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。2DAC0831單緩沖連接方式3D/A轉(zhuǎn)換器接口如果數(shù)字量的位數(shù)為n，則D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為2-n。2、單緩沖方式應(yīng)用舉例例：產(chǎn)生鋸齒波。

假定輸入寄存器地址為7FFFH，產(chǎn)生鋸齒波的源程序清單如下：ORG0200HMOVA，#00H；轉(zhuǎn)換初值WW:MOVX@DPTR，A；D/A轉(zhuǎn)換INC