微机控制技术项目教程项目三__模拟量输入输出通道接口设计ppt课件

L/O/G/O 项目三 模拟量输入输出通道接口设 计 项目导读 通过本项目，掌握单片机利用模/数转换电 路实现对外部模拟量的采集方法，同时掌握 利用数/模转换电路实现对常用外部设备的 控制方法。 项目任务单 通过本项目的相关知识的学习，要求完成下面 两个电路的软硬件设计： 简易的温度报警器的设计 简易的数控直流稳压电源的设计 任务知识及实施 u在微型计算机控制系统中，要实现对工业对象和生产过 程的控制，就要将对象的各种状态参数，经过测量按照 计算机要求的方式送入微型计算机。 u计算机经过计算、处理之后，将结果以数字量的形式输 出，然后经过相应的一系列输出变换，使输出量变成适 合控制工业对象的量。 u因此，在计算机和工业控制对象之间，必须设置信息的 传递和变换装置。这个装置就叫做输入输出通道，它们 在微型计算机和工业控制对象之间起着连接纽带和桥梁 的作用。 u输入输出通道包括 模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道 3.1 模拟量输入通道 3.1.2 A/D转换及其接口技术 3.1.3典型A/D转换器应用实例 案例4 简易的温度报警器的设计 3.1.1模拟量输入通道 3.1.1模拟量输入通道组成 模拟量输入通道的任务，就是要把从控制对象 检测得到的模拟信号，变换成二进制数字信号 ，经接口送入计算机。 1.模拟量输入通道的一般组成 2.输入信号的处理 3.采样和采样定理 4.模拟多路开关 5.采样保持器 1.模拟量输入通道的一般组成 模拟量输入通道的结构形式有 单路模拟量输入通道 多路模拟量输入通道 2.输入信号的处理 输入信号处理的任务是将被测对象的输出信号 变换成计算机要求的输入信号。 图3.2 输入信号的处理电路的结构 图3.2 输入信号的处理电路的结构 3.采样和采样定理 （1）信号的采样 （2）量化 （1）信号的采样 采样的定义 采样过程 采样定理 采样的定义 计算机数据采集系统按照分时的方式逐点对现场 连续信号进行采集，从而把连续变化量变成离散 的数字量，这个过程称为信号的采样。 采样的定义 采样过程 采样开关闭合的时 间称为采样宽度 两次采样之间的时间间隔T称 为采样周期 采样的定义 采样过程 采样定理 香农定理指出，如果随时间变化的模拟信号f(t)的最高 频率为fmax,那么只要按照采样频率f 2fmax进行采样 ，则采样信号f*(t)就能无失真地恢复原连续信号f (t)。 （2）量化 所谓量化，就是用一组数码（如二进制码）来 逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信 号。 量化过程可以视为“数值分层”的过程。 微型计算机中的信号是以二进制数的代码来表 示的，任何值只能表示成二进制数的整数倍。 假设fmax和fmin分别为信号的最大值和最小值，则 用字长为i的二进制数进行量化，量化单位是模/ 数转换器最低位二进制位（LSB）所代表的物理 量，其值为 4.模拟多路开关 p模拟多路开关又称多路转换器。 p模拟多路开关主要用在两方面： 在多通道数据采样检测时，把多个模拟量参 数分时地接通并送入A/D转换器，即完成多到 一的转换，这叫多路开关； 把经由计算机处理，且由D/A转换器转换成的 模拟信号按一定的顺序输出到不同的控制回 路（或外部设备）中，即完成一到多的转换 ，这叫多路分配器，或反多路开关。 （1）模拟多路开关的分类 p根据组成结构的不同分： 一类是机械触点式开关，如干簧继电器、水银继电器 和机械振子式继电器； 另一类是无触点电子式开关，如晶体管、场效应管以 及集成电路开关等。 p按用途来分： 单向多路开关：只能做多路开关或反多路开关其中的 一种用途，如AD7501（8路）、AD7506（16路）； 双向多路开关：双向多路开关则既能做多路开关，又 能做多路分配器，称为如CD4051。 p按输入信号的连接方式来分 单端输入：CD4051 双端输入（或差动输入）：CD4052 （2）CD4051 CD4051是单端8通道双向多路开关 8路模拟量输入通道 ，输入信号Vi的电 压范围可以在 VDDVSS 之间，即 VSSViVDD。 C，B，A的信号用来选择8 个通道之一被接通 CD4051允许VDD，VEE，VSS 的电压范围为0.5V15V 禁止输入端 INH=“1”，禁止模拟量输入 当INH=“0”，允许模拟量输入 多路分配器设置端，只要把输入信号与引脚3连 接，改变C，B，A三个控制信号的值，则可使 其与8个输出端的任何一路相通，完成一到多的 分配器。 5.采样保持器 在工业生产过程中，有很多变化比较快的模拟 量，而且我们还经常要对多个通道的模拟输入 量进行分时采样，这就要求输入到A/D转换器的 模拟量在整个转换过程中保持不变，但转换之 后，又要求A/D转换器的输入信号能够跟随模拟 量变化。上述任务的完成要靠一种器件叫做采 样保持器（Sample/Hold），简写为S/H。 （1）采样保持器的工作原理 S/H一般由模拟开关、储能元件（电容）和缓冲 放大器组成 在采样方式中，控制开关S闭合，输入信号通过电阻R向 电容C充电，采样保持器的输出跟随模拟量输入电压变 化。 在保持状态时，开关S断开，采样保持器的输出为电 容C上的电压，一直保持在保持命令发出时刻的电压值， 直到再度发出采样命令时为止。 （2）常用的采样保持器 常用的采样保持器有国家半导体公司的 LFl98/298/398以及美国AD公司的AD582， AD585，AD346，AD389，ADSHC-85等。 LF398 LF398是由双极型绝缘栅场效应管组成的采样 保持电路。它具有采样速度快，保持下降速度 慢，以及精度高等特点。 电容C外接，大小取决于维持时间的长短。 LF398有两个逻辑控制输入端用来控制采样和保 持，具有低输入电流差动输入，允许直接与TTL ，PMOS，CMOS电平相连，其门限值为1.4V 。当逻辑参考输入端接地时，控制电平与TTL兼 容。 LFl98/LF298/LF398芯片各引脚功能 ： VIN：模拟量电压输入。 VOUT：模拟量电压输出。 逻辑（logic）和逻辑参考（logic reference）：逻辑及 逻辑参考电平，用来控制采样保持器的工作方式。当 引脚8为高电平时，通过控制逻辑电路A3使开关S闭合 ，电路工作在采样状态。反之，当引脚8为低电平时， 则开关S断开，电路进入保持状态。逻辑参考端可以直 接接地，然后，在引脚8端用一个逻辑电平控制。 偏置（OFFSET）：偏差调整引脚。可用外接电阻调整 采样保持器的偏差。 CH：保持电容引脚。用来连接外部保持电容。 V，V ：采样保持电路电源引脚。电源变化范围为5V到 10V。 3.1.2 A/D转换及其接口技术 模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字 量，能够完成这一任务的器件，称之为模/数转 换器，简称A/D转换器。 1.A/D转换原理 2A/D转换器的主要参数 3.A/D转换器及其接口技术 1.A/D转换原理 A/D转换的常用方法有 计数器式A/D转换 逐次逼近型A/D转换（最常用） 双积分式A/D转换 V/F变换型A/D转换 并行A/D转换 逐次逼近型A/D转换原理 这种转换器的转换的原理如下： 转换开始时，将逐次逼近寄存器清0，这时D/A转换器输 出电压VS也为0。当A/D转换器接到启动脉冲后，在时 钟的作用下，控制逻辑首先使N位逐次逼近寄存器的最 高位DN1置1（其余N-1位均为0），经D/A转换器转 换后，得到一个模拟输出电压VS。把这个VS与输入的 模拟量VX在比较器中进行比较，由比较器给出比较结果 。当VXVS时，保留最高位DN1为1，否则，该位清 零。然后，再把DN2位置1，与上一位DN1，一起 进入D/A转换器，经D/A转换后得到的模拟输出电压VS 再次与模拟量VX进行比较，由VXVS或VXVS决定是 保留这一位的1，还是清0。如此继续下去，经过N次比 较，直至最后一位D0比较完成为止。此时，N位逐次逼 近寄存器中的数字量即为模拟量所对应的数字量。当 A/D转换结束后，由控制逻辑发出一个转换结束信号， 以便告诉微型计算机，转换已经结束，可以读取数据。 2A/D转换器的主要参数 （1） 分辨率 （2） 量程 （3） 精度 （4）转换时间 （5）输出逻辑电平 （6）工作温度范围 （7）对基准电源的要求 u分辨率越高，转换 时对输入模拟信号变 化的反应就越灵敏。 uA/D转换器的分辨率 通常用数字量的位数 来表示，如8位、10位 、12位、16位等。 量程是指所能转换的电 压范围，如010V、0 5V等。 有绝对精度和相对精度 两种表示方法。常用数 字量的位数作为度量绝 对精度的单位，如精度 为最低位LSB的土1/2位 ，即土1/2LSB。 逐次逼近式单片A/D转 换器转换时间的典型值 为1.0200s。 多为与TTL电平配合。 在考虑数字量输出与微 处理器数据总线的关系 时，应注意是否要用三 态逻辑输出，是否要对 数据进行锁存等。 由于温度会对运算放大 器和电阻网络产生影响 ，故只有在一定温度范 围内才能保证额定精度 指标。较好的转换器件 工作温度为40 85，比较差的只有0 70。 基准电源的精度将对整 个系统的精度产生影响 ，故选芯片时应考虑是 否要外加精密参考电源 等。 3.A/D转换器及其接口技术 在将A/D转换器与微型计算机接口连接时，需要 注意7个方面的问题： （1）模拟量输入信号的连接 （2）数字量输出引脚的连接 （3）启动信号的产生 （4）转换结束后的数据读取处理 （5）参考电平的连接 （6）时钟信号的连接 （7）接地问题 （1）模拟量输入信号的连接 输入极性与量程的选择 输入通道的选择 A/D转换器所要求接收的模拟量大都为05V的标准电压信 号。但是有些A/D转换器的输入除允许单极性外，也可以是 双极性，用户可通过改变外接线路来改变量程。有的A/D转 换器还可以直接拾取传感器的输出信号。 由于工业现场中经常有多个模拟输入信号，在系统的模拟量输 入通道中，单通道输入方式较少，更多的是多通道输入方式。 在计算机控制系统中，多通道输入有两种方法。一种是采用多 路开关与单通道A/D芯片组成多通道，有些还要接入采样保 持器；另一种方法是直接采用带多路开关的A/D转换器，如 ADC0809等。 （2）数字量输出引脚的连接 输出方式1：芯片数字量输出端具有可控的输出 三态门，可直接与系统总线相连，在转换结束 后，CPU通过执行一条输入指令产生读信号， 选通三态门，将数据从A/D转换器取走。 输出方式2：芯片数字量输出端无输出三态门， 或者输出三态门不受外部控制，而是由转换电 路在转换结束时自动选通的。对于这种A/D转换 器来说，不能直接与系统总线相连，一般要通 过锁存器或I/O接口与微型计算机相连。常用的 接口及锁存器有Intel8155，8255以及74LS273 ，74LS373，8212等。 （3）启动信号的产生 A/D转换器的启动信号有两种： 脉冲启动信号 电平启动信号 脉冲启动型的A/D转换器芯片，只要在启动转换输 入引脚引入一个启动脉冲即可。 电平启动转换的A/D转换器芯片，就是在整个转 换过程中，必须保持启动引脚上加上要求的电平 ，否则将停止转换。因此，在这种启动方式下， 启动电平必须通过锁存器保持一段时间。 （4）转换结束后的数据读取处理 当A/D转换器接收到CPU发出的一个启动信号后 ，A/D转换器就开始转换，这个转换需要一定的 时间。当转换结束时，A/D转换器芯片内部的转 换结束触发器置位。同时输出一个转换结束标 志信号，通知微型计算机读取转换的数据。 一般来说，微型计算机可以有通过中断、查询 、软件延时等三种方式来联络A/D转换器以实现 对转换数据的读取 （5）参考电平的连接 在A/D转换器中，参考电平的作用是供给其内 部D/A转换器的标准电源。它直接关系到A/D转 换的精度，因而对该电源的要求比较高，一般 要求由稳压电源供电。 n当模拟量信号为单极性时，VREF（） 端 接模拟地，VREF（）端接参考电源正端。 n当模拟量信号为双极性时，则VREF（）端 和VREF（）端分别接至参考电源的正、负 极性端。 （6）时钟信号的连接 影响A/D转换器的转换速度的一个重要因素就是 转换器的时钟信号。时钟信号的频率是决定芯 片转换速度的基准。时钟信号参与了整个A/D转 换过程 （7）接地问题 在连接时，必须将模拟电源、数字电源分别连 接，模拟地和数字地也要分别连接。然后，再 把这两种“地”用一根导线连接起来。在整个系统 中仅有一个共地点，这种做法避免了形成回路 ，防止数字信号通过数字地线干扰微弱的模拟 信号。 3.1.3典型A/D转换器应用实例 1并行A/D转换器AD1674 2串行A/D转换器TLC549 【任务实施】 案例4 简易的温度报警器的设计 1并行A/D转换器AD1674 （1） AD1674的结构及主要特点 （2）AD1674的引脚功能 （3）AD1674的工作时序 （1） AD1674的结构及主要特点 AD1674的结构 AD1674是美国模拟器件公司AD（Analog Devices ）公司推出的一种完整的12位并行12位逐次逼近型 快速A/D转换器。该芯片内部自带采样保持器（SHA ）、10伏基准电压源、时钟源以及可和微处理器总 线直接接口的寄存器/三态输出缓冲器。 带有内部采样保持的完全12位逐次逼近（ SAR）型模/数转换器； 采样频率为100kHz； 转换时间为10s； 具有1/2LSB的积分非线性（INL）以及12位 无漏码的差分非线性（DNL）； 满量程校准误差为0.125%； 内有+10V基准电源，也可使用外部基准源； 四种单极或双极电压输入范围分别为5V， 10V，0V10V和0V20V； AD1674的主要特点 数据可并行输出，采用8/12位可选微处理器 总线接口； 内部带有防静电保护装置（ESD），放电耐 压值可达4000V； 采用双电源供电：模拟部分为12V/15V， 数字部分为+5V； 使用温度范围： AD1674J/K为070（ C级）； AD1674A/B为-4085（I级） ； AD1674T为-55+125（M级）。 功耗低，仅为385mW。 AD1674的主要特点（续） （2）AD1674的引脚功能 AD1674的引脚按功能可分为 逻辑控制端口、并行数据输 出端口、模拟信号输入端口 和电源端口四种类型。 逻辑控制端口 12/8：数据格式选择端。当12/8=1时，双字节输出，即12位数据线同时生效输出 ，可用于12位或16位微型计算机系统。若12/8=0，为单字节输出，可与8位CPU 接口连接。 CS：片选信号输入端，低电平有效。 A0：字节寻址/短周期转换选择输 入端。在转换开始时，若A0为低，则进行12 位数据转换；若A0为高，则进行周期更短的8位数据转换。在读取转换数据时 ，若R/C=1且12/8=0，A0为低，则在高8位（DB11DB4）作数据输出；若A0 为高，则在DB3DB0和DB11DB8作数据输出，而DB4DB7置零。 R/C：Pin5为读数据/启动转换 信号输入端。在完全控制模式（Full-Control）下， R/C=1时为读 状态，R/C=0时为启动A/D转换。在独立工作模式（Stand-Alone） 下，R/C为下降沿时启动A/D转换 STS：Pin28为转换 状态输出端，转换过 程中为高电平输出，转换结 束立即转 为低电平。 CE：Pin6为片允许信号输入端，高电平有效。A/D转换器是启动还是读出数据 是由CE，CS和R/C）引脚来控制的。当CE=1，CS=0，且R/C=0时，转换过 程开 始；而CE=1，CS=0，而R/C=1时，数据可以被读出。 DB3DB0 ：Pin19Pin16在12位输出格式中作为低4 位输出数据；在8位输出格式中当A0=1时这4位作为低4 位输出数据，若A0=0则这4位无效。 DB7DB4 ：Pin23Pin20在12位输出格式中作为中间 4位输出数据；在8位输出格式中当A0=0时这4位作为中 间4位输出数据，若A0=1则这4位均为0。 DB11DB8 ：Pin27Pin24在12位输出格式中作为高4 位输出数据；在8位输出格式中当A0=0时这4位作为高4 位输出数据，若A0=1则这4位无效。 并行数据输出端口 10VIN：Pin13为10V模拟信号输入端口，输入 范围为0V10V单极输入或5V5V5V双极 输入； 20VIN：Pin14为20V模拟信号输入端口，输入 范围为0V20V单极输入或10V10V双极 输入。 模拟信号输入端口 应当注意的是：10VIN和20VIN不能同时使用。 VLOGIC：Pin1为+5V逻辑供电输入 VCC：Pin7为+12V/+15V模拟供电输入 VEE：Pin11为-12V/-15V模拟供电输入 AGND：Pin9为模拟接地端 DGND：Pin15为数字接地端 REF OUT：Pin8为+10V基准电压输出端 REF IN：Pin10为参考电压输入端，该引脚接 50的上拉电阻到+10V参考源端（即REF OUT 引脚） BIP OFF：Pin12为双极电压偏移量调整端，该 端在双极输入时可通过50电阻与REF OUT端 相连；在单极输入时接模拟地。 电源端口 AD1674模拟量的输入连接方式 （a）单极性输入（b）双极性输入 图3.14 单极和双极输入的连接电路 AD1674输入的模拟量与转换后输出的数字量之间 的关系式为： 特别提示： （3）AD1674的工作时序 AD1674的工作模式可分为 p独立（Stand-Alone）模式 p全控（Full-Control）模式 全控模式就是利用AD1674所有的控制信号（CE、CS、 R/C、12/8、A0），以便于在单个数据总线上对多个设 备进行地址译码。 独立模式是指在专用输入端口可使系统有用，不要求全 总线接口功能。即是CE、CS、12/8、A0这4根控制线接 固定电平（CE=1、CS=0、12/8=1、A0=0），不由单片 机控制，AD1674的工作过程只由R/C和STS来控制。 AD1674全控模式下的工作过程 AD1674全控模式下的工作过程 AD1674全控模式下的工作过程 2串行A/D转换器TLC549 （1）TLC549芯片简介 （2）TLC549芯片的内部结构及引脚功能 （3）TLC549芯片的工作原理 （1）TLC549芯片简介 TLC549是德州仪器公司（TI）推出的单路模 拟输入的8位串行A/D转换器。该芯片通过SCLK 、 、SDO三根信号线能方便地采用三线串 行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉 价的测控应用系统。 CS TLC549的主要特性有： p采用CMOS技术，输出完全兼容TTL和CMOS电路 p供电电源范围：36V p8位A/D转换结果 p转换时间：最大17us p输入输出时钟：小于1.1MHz p低功耗：最大15Mw p工作温度范围：070; -4085 （2）TLC549芯片的内部结构及引脚 功能 图3.16 TLC549的内部结构框图 REF+：正基准电压输入 2.5VREF+Vcc+0.1。 REF-：负基准电压输入端，-0.1VREF-2.5V。 且要求：（REF+）（REF-）1V。 AIN：模拟信号输入端，0Vcc， 芯片选择输入端，要求输入高电平 VIN2V， 输入低电平VIN0.8V。 SCLK：外接输入/输出时钟输入端，同于同步芯片的 输入输出操作，无需与芯片内部系统时钟同步。 SDO：转换结果数据串行输出端，与 TTL 电平兼容， 输出时高位在前，低位在后。 TLC549输入的模拟量与转换后输出的数字 量之间的关系式为： 特别提示： （3）TLC549芯片的工作原理 1）当TLC549芯片的 为高电平时，数据输 出端(SDO)处于高阻状态，且SCLK无效。 控制 功能允许在同时使用多片TLC549时，共用I/O CLOCK，以减少多路(片)A/D并用时的I/O控制端 口。 CS 2）当TLC549芯片的 为低时，TLC549进入A/D 转换工作状态，工作过程如下： u 将 设置为低电平。在SCLK端连续输入8个 时钟信号，在每个时钟的下降沿，从TLC549 芯片的SDO端依次输出转换结果的D7D0位。 注意：SCLK下降沿产生后，400ns后新的位被 写到数据线上，在编写程序时需要在SCLK为 低电平后至少延时400ns。 u在SCLK端连续输入8个时钟信号， 设置为高 电平 CS CS TLC549的时序如图3.18所示。 图3.18 TLC549的工作时序图 【任务实施】案例4简易的温度报警器的 设计 1. 任务要求 2.设计方案 1.任务要求 以AT89c51或STC89C51/52作为主控制器，利 用温度传感器LM35采集环境温度，当环境温度 高于50C时，蜂鸣器发出报警声。要求设计温 度报警电路，利用Proteus和Keil软件完成电路 的功能仿真。 2. 设计方案 测量的室温均为零上摄氏度，则LM35可采用 单电源供电模拟。根据LM35的特性可知， LM35输出的电压值为毫伏级电压（比例因数为 +10.0mV/），属于小信号，因此应采用放大 器对LM35输出的电压值进行放大后才接入A/D 转换器的模拟量输入通道。A/D转换器可以采用 AD1674，也可以采用TLC549。本设计给出了 两种设计方案。 方案1：基于AT89C51与AD1674的温度报警 电路 方案1的程序 方案2：基于AT89C51与TLC549的温度报警 电路 方案2的程序 3.2 模拟量输出通道 3.2.2 D/A转换接口技术 3.2.3 典型的D/A转换器介绍 案例5 简易的数控直流稳压电源的设计 3.2.1 D/A转换原理及主要参数 模拟量的输出通道是计算机控制系统的数据分 配系统，它们的任务是把计算机输出的数字量转 换成模拟量。这个任务主要由数/模转换器来完成 。 3.2.1 D/A转换原理及主要参数 1多路模拟量输出通道的一般结构 2D/A转换原理及主要参数 1多路模拟量输出通道的一般结构 （1）各通道自备D/A转换器形式 （2）各通道共用D/A转换器形式 优点是转换速度快、工作可靠，即使某一通道 出了故障也不会影响其它通道的工作。 其优点是节省了价格较贵的D/A转换器，但由于各 通道是分时工作的，工作速度受到限制。 2D/A转换原理及主要参数 （1）D/A转换原理 分辨率 稳定时间 输出电平 输入编码 （2）D/A转换器的主要参数 u分辨率越高，转换 时对输入模拟信号变 化的反应就越灵敏。 uD/A转换器的分辨率 通常用数字量的位数 来表示，如8位、10位 、12位、16位等。 是指数/模转换器中代码 有满度值的变化时，其 输出达到稳定（一般稳 定到与l/2最低位值相当 的模拟量范围内)所需的 时间。一般为几十个毫 微秒到几微秒。 不同型号的数/模转换器 件的输出电平相差较大 。一般为510V，也有 一些高压输出型的为24 30V，还有一些电流 输出型，低的为20mA, 高的可达3A。 如二进制码、BCD码、 双极性时的符号数值 码、补码、偏移二进制 码等。 3.2.2 D/A转换接口技术 在将D/A转换器与微型计算机接口连接时，需要 注意4个方面的问题： 1.数字量输入端的连接 2.模拟输出端的连接 3.参考电压源 4.外部控制信号的连接 1. 数字量输入端的连接 (1)当D/A转换器内部有输入锁存器且D/A转换器的位 数不大于微型计算机的数据口线的位数时，可把D/A 转换器直接与微型计算机连接。 （2）当D/A转换器内部没有输入锁存器或D/A转换 器的位数大于微型计算机的数据口线的位数时，必 须在CPU与D/A转换器之间增设锁存器或I/O接口。 2. 模拟输出端的连接 （1）电流输出转换成电压输出 （2）单极性与双极性电压输出形式 要把D/A芯片的输出电流转换成电压。通常转换的方法 是在输出端外接运算放大器。 2. 模拟输出端的连接 （2）单极性与双极性电压输出形式 单极性输出的极性由参考电压极性决定。 只要在单极性电压输出的基础上再加一级电压放 大器，并配以相关的电阻网络，就可以构成双极 性电压输出。 3. 参考电压源 pD/A转换中，参考电压源是唯一能影响输出结果 的模拟参量，是D/A转换接口中的重要电路。要 保证D/A转换电路的转换精度，改变输出模拟电 压的电压范围和极性，参考电压源的选择非常 重要。 p有的D/A转换器（如AD563/565A）内部带有低 漂移精密参考电压源，不但可以有较好的转换 精度，而且简化了接口电路。目前，常用的D/A 转换器大多数是不带内部参考电压源的，所以 要在D/A转换接口设计时进行配置设计。 4. 外部控制信号的连接 外部控制信号主要是 片选信号 写信号 启动转换信号 值得一提的是，在D/A转换器的设计中，为简单 起见，有时把某些控制信号接成直通的形式（接 地或接+5V）。 主要由地址线或地址译码器提供 一般为片选信号与写信号的合成 多由单片机的WR信号提供 3.2.3 典型的D/A转换器介绍 p按输入数字量的位数分 8位、10位、12位和16位等； p按输入的数码分 二进制方式和BCD码方式； p按传送数字量的方式分 并行方式和串行方式； p按输出形式分 电流输出型和电压输出型（单极性和双极性） p按与单片机的接口 分为带输入锁存的和不带输入锁存的 18位D/A转换器DAC0832 DAC0832是美国国家半导体公司（National Semiconductor） 8位的D/A转换器芯片。 DAC0832是一种电流型D/A转换器，数字输入端具有双 重缓冲功能，有单缓冲、双缓冲或直通输入方式；由 单电源供电，在+5+15V范围内均可正常工作；基准 电压的范围为10V；电流建立时间1us；CMOS工艺， 低功耗（仅为20mw）。 （1）DAC0832的结构原理 ILE=1 、CS=0、WR1=0时数据进入输入 寄存器 WR2和XFER引脚为低电平时，数 据锁入DAC寄存器，D/A转换器对 数据进行转换 高电平：数据进入 负跳变：锁存 DAC0832芯片为20引脚、双列直插封装 （2）DAC0832的引脚功 能 （3）DAC0832与MCS-51单片机的接口 方法 通过改变控制引脚 ILE 、 、 、 和 的连接方法，DAC0832具有直通方式、 单缓冲方式和双缓冲方式3种工作方式。 （1）直通方式 当引脚ILE直接接电源 、 、 、 直 接接地时，DAC0832工作在直通方式下，此时，8位输入 寄存器、8位DAC寄存器都直接处于导通状态，当8位数字 量一到达 就立即开始进行D/A转换 ，输出端得到转换的模拟量。 （2）单缓冲方式 通过连接 ILE 、 、 、 、 引脚，使得两个 锁存器中的一个处于直通状态，另一个处于受控状态，或 者两个同时被控，DAC0832就工作于单缓冲方式 （3）双缓冲方式 把DAC0832的两个锁存器都连接成受控锁存方式 DAC0832输入的数字量与输出模拟量的关系式 2. 12位D/A芯片DAC1208 DAC1208是美国国家半导体公司（National Semiconductor）的12位D/A转换器，与微处理 器完全兼容,是24引脚的双列直插式芯片，具有 双重输入锁存功能，可直接与微处理器连。 DAC1208与DAC0832转换器的结构相似，所不 同的仅仅是DAC1208具有12位的数据输入端， 且输入锁存器由一个8位输入锁存器和一个4位 输入锁存器组成。在12位要转换的数字量在输 入锁存器中凑齐以后，一次性打入12位DAC寄 存器，进行D/A转换。 特别提示：DAC1208输入的数字量与输出的模 拟量之间的关系式为： 310位串行D/A芯片TLC5615 （1） TLC5615 芯片概述 TLC5615是具有串行接口的数模转换器 TLC5615是带有缓冲基准输入（高阻抗）的10位电压 输出DAC，具有基准电压两倍的输出电压范围，且输 出电压是单调变化的，器件用单5V电源工作，具有 上电复位功能，它的数字控制通过3线串行总线，器 件接收16位数据以产生模拟输出。数字输入端特点 是包括带有施密特触发器，具有高噪声抑制能力。 （2）TLC5615芯片的内部结构 主要组成： （1）10位的DAC电路。 （2）一个16位的移位寄存器，接收串行移入的16 位二进制数字量，并且有一个用于级联的数据输 出端DOUT。 （3）并行输出的10位DAC寄存器，位10位DAC 转换电路提供转换的二进制数据。 （4）电压跟