大学单片机原理及应用设计-胡辉-PPT文稿资料课件PPT
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第10章 A/D、D/A转换器的应用 北华航天工业学院 电子工程系Prof. 胡辉 Tel:2083013Email: huhui中国水利水电出版社ISBN 7-5084-2910-9本章学习目标 MCS-51单片机与8位A/D、D/A转换器的接口技术MCS-51单片机与12位A/D转换器的串、并行接口技术MCS-51单片机与具有总线接口芯片PCF8591的使用方法 10.1 A/D转换器的应用 10.1.1 8位逐次比较式A/D转换器0809的应用 1ADC0809的逻辑结构ADC0809的主要特性 ADC0809的主要特性 （1）分别率为8位。 （2）最大不可调误差小于。 （3）单一+5V电源供电，模拟输入范围为05V。 （4）具有锁存控制的8路模拟开关。 （5）功耗为15mW。 （6）可锁存三态输出，输出与TTL兼容。 （7）不必进行零点和满度调整。 （8）转换速度取决于芯片的时钟频率，时钟频率 范围：101280kHz。2ADC0809的引脚 地址与通道对应关系 （1）IN0IN7：8路模拟通道的输入端。（2）D0D7：8位数字量输出端。（3）VREF（+）、VREF（-）：正、负参考电压输入端。一般情况下VREF（+）与VCC相连接，VREF（-）与GND相连接（4）CLOCK：时钟输入信号。（5）START：转换启动信号，高电平有效。（6）ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道选择输入端。（7）ALE：地址锁存信号。（8）EOC：A/D转换结束信号，此信号常被用来作为中断请求信号。（9）OE：允许输出信号。3ADC0809与8051接口电路 ORG0000H SJMPMAIN ORG0013H SJMPINT1 ORG0030HMAIN:MOVR1，#30H；置数据区首址 MOVR7，#08H；置通道数 MOVDPTR，#7FFF8H；P2.70，指向IN0 SETBIT1；开中断 SETBEX1 SETBEAREAD：MOVX DPTR，A；启动A/DHERE：SJMPHERE；等待中断 DJNZR7，READ；巡回未完继续 INT1：MOVXA，DPTR；读取转换结果 MOVXR1，A；存放数据 INCR1；指向下一存储单元 INCDPTR；指向下一通道 RETI；中断返回 END（2）利用查询方式对8路模拟信号进行采集 ORG0000H AJMPMAIN ORG0030HMAIN：MOVDPTR，#7FF8H；P2.7=0，且指向IN0 MOVR1，#30H；置数据区首地址 MOVR7，#08H；置通道数READ：MOVX DPTR，A ；启动A/DHERE：JBP3.3，HERE；查询转换完否 MOVXA，DPTR ；读取转换结果 MOVXR1，A；存放数据 INCR1；指向下一个存储单元 INCDPTR；指向下一通道 DJNZR7，READ ；巡回未完继续 END10.2 D/A转换器的应用10.2.1 8位D/A转换器0832的应用 1DAC0832的逻辑结构与引脚功能 其主要特性参数如下：（1）分辨率：8位；（2）增益温度系数：0.02；（3）单电源供电：电源范围为+5V+15V；（4）转换速度：约1us；（5）数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式。各引脚功能如下： （1）DI0DI7：数字量输入端；（2）：片选信号输入端，低电平有效；（3）ILE ：允许输入锁存信号，高电平有效；（4）：输入锁存器写选通信号；（5）：8位DAC寄存器写选通信号；（6）：传送控制信号，低电平有效；（7）IOUT1：DAC电流输出1端。当8位输入数字量全为1时，此电流最大；当8位输入数字量全为0时，此电流为0；（8）IOUT2：DAC电流输出2端。IOUT1+ IOUT2=常数；（9）：反馈电阻； （10）：参考电压输入端，可在-10V+10V范围内选择；（11）AGND、DGND：模拟地和数字地。（12）VCC：电源，可在+5V+15V间选择。 2D/A转换器的输出方式 D/A转换器输出分为单极性和双极性两种输出形式。 单极性输出 双极性输出3DAC0832与8051的接口电路 MCS-51与DAC0832接口时，可以有三种连接方式：单缓冲方式、双缓冲方式和直通方式。单缓冲方式产生锯齿波的程序如下：DAADREQU7FFFH； DAC0832端口地址ORG1000HSTAR：MOVDPTR，#DAADR；选中DAC0832MOVA，#00HLP：MOVXDPTR，A；向DAC0832输出数据INCASJMPLP10.2.2 总线接口芯片PCF8591的应用1串行总线概述 总线进行数据传输时只需两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。总线是一个多主机总线，即一个总线可以有一个或多个主机，总线运行由主机控制。 2总线数据传送的模拟 （1）总线数据传送的时序要求 为了保证数据传送的可靠性，标准的总线数据传送有着严格的时序要求，如总线上时钟信号的最小低电平周期为4.7us，最小的高电平周期为4us等。 用单片机的普通I/O口模拟总线的数据传送时，单片机的时钟信号都能满足SDA、SCL上升沿、下降沿的时间要求，因此，在时序模拟时，最重要的是保证典型信号。I2C总线数据传送典型信号时序 (2) 总线典型信号的模拟子程序 启动信号子程序STASTA：SETBP1.0 ；总线启动子程序 SETB P1.1 NOP NOP CLRP1.1 NOP NOP CLRP1.0 RET终止信号子程序STOPSTOP：NOP；停止子程序 CLRP1.1SETBP1.0 NOP NOP SETBP1.1 NOP NOP CLR P1.0 RET发送应答位子程序MACKMACK：CLR P1.1；应答子程序 SETB P1.0；准备发送 NOP NOP CLR P1.0 SETB P1.1 RET发送非应答位子程序MNACKMNACK： CLRP1.0 CLRP1.1 SETBP1.1；非应答子程序 SETBP1.0 NOP NOP CLRP1.0 CLRP1.1 RET（3）总线模拟传送的通用子程序总线数据模拟传送的通用软件包除了上述基本的启动、停止、发送应答位和发送非应答位子程序外，还有应答位检查（CACK）、发送一个字节数据（WRBYT）、接收一个字节数据（RDBYT）、发送n个字节数据（WRNBYT）、接收n个字节数据（RDNBYT）子程序。 应答位检查子程序CACK在应答位检查子程序（CACK）中，设置了标志位，CACK中用F0作标志位，当检查到正常应答位后，F0=0，否则F0=1。CACK：SETBP1.1；设P1.1为输入 SETBP1.0；准备读 CLRF0 MOVA，P1；读P1.1 JNBACC.1，GEND ；判断有无应答 SETBF0；P1.1为“1”，无应答，F0=1GEND：CLRP1.0；P1.1为“0”，有应答，F0=0 NOP RET 发送一个字节数据（WRBYT）子程序占用资源：R0，C。WRBYT：MOVR0，#08H CLRP1.0 CLRCWLP： RLCA JCWR1 AJMPWR2WLP1： DJNZR0，WLP RETWR1：SETBP1.1 SETBP1.0 NOP NOP CLRP1.0 CLRP1.1 AJMPWLP1WR2：CLRP1.1 SETBP1.0 NOP NOP CLRP1.0 AJMPWLP1 接收一个字节数据（RDBYT）子程序 RDBYT：MOVR0，#08HRLP：SETBP1.1 SETBP1.0 MOVA，P1 JNBACC.1，RD0 AJMPRD1RLP1： DJNZR0，RLP RETRD0： CLRC MOVA，R2 RLCA MOVR2，A CLRP1.0 AJMPRLP1RD1：SETBMOVA，R2RLCAMOVR2，ACLRP1.0AJMPRLP1 发送n个字节数据（WRNBYT）子程序 WRNBYT：PUSH PSWMOVPSW，#18HMOVR3，NUMBYTLCALLSTAMOVA，SLALCALLWRBYTLCALLCACKJBF0，WRNBYTMOVR1，MTDWRDA：MOV A，R1LCALLWRBYTLCALLCACK LCALLWRBYTLCALLCACKJBF0，WRNBYTINCR1 DJNZR3，WRDALCALLSTOPPOPPSWRET 读取n个字节数据（RDNBYT）子程序 RDNBYT：PUSH PSWMOVPSW，#18MOVR3，NUMBYTLCALLSTAMOVA，SLALCALLWRBYTJBF0，RDNBYTRDN：MOVR1，#MRDRDN1：LCALLRDBYMOV R1，ADJNZR3，ACKLCALLMNACK LCALLSTOP POPPSW RETACK: LCALLMACK INCR1 SJMPRDN1 3PCF8591的主要特性与引脚功能 （1）AIN0AIN3：模拟输入端；（2）VSS：电源地线；（3）A0A2：地址输入端；（4）SDA：总线数据线；（5）SCL：总线的时钟输入端；（6）OSC：外部时钟输入端/内部时钟输出端；（7）EXT：时钟选择端。为1时，用外部时钟；为0时，用内部时钟；（8）AGND：模拟信号地；（9）VREF：基准电源输入端；（10）AOUT：D/A转换模拟 4PCF8591的结构与应用原理 控制寄存器其控制字格式如下： D1、D0=00时：模拟量输入通道选择0通道D1、D0=01时：模拟量输入通道选择1通道D1、D0=10时：模拟量输入通道选择2通道D1、D0=11时：模拟量输入通道选择3通道D2：自动增量选择位，此位有效，A/D转换通道自动循环递增，每次A/D转换结束都自动选择下一通道。D3、D7：标志位，必须设置为“0”。D5、D4：模拟量输入方式选择，分别为4路单端输入、3路差分输入、单端与差分混合、两路差分输入4种方式。 D6：模拟量输出允许位，D6=1时激活模拟量输出5PCF8591的数据操作格式 （1）DAC数据操作格式 S：总线的启始信号（电平由高到低）；SLAW：总线的8位寻址字节（写）；A：应答信号（低电平）；CONBYT：PCF8591的控制字，D/A转换时控制字D6位置1；DATA0DATAn：待转换的二进制数；P：总线的终止信号（电平由低到高）。（2）ADC数据操作格式 S：总线的启始信号；SLAW：总线的8位寻址字节（写）；A：应答信号；CONBYT：PCF8591的控制字；SLAR：总线的8位寻址字节（读）；DATA0DATAn：A/D转换的结果；：非应答信号（高电平）；P：总线的终止信号。6PC
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