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毕业设计
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毕业设计0DAC0832中文资料,毕业设计
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8-1 MCS-51单片机与 ADC的 接口 8-2 MCS-51单片机与 DAC的 接口 第 8章 MCS-51与 D/A、 A/D的接口 nts扩展 I/O电路的功能： 1、速度协调； 2、输出数据锁存； 3、输入数据三态； 4、数据转换： 模拟量 数字量：由 A/D转换完成； 数字量 模拟量：由 D/A转换完成。 nts单片机和被控实体间的接口示意图 nts举例 1：温度测控系统 放大A / D单片机打 印 输 出光 隔 驱 动电 热 箱温 度 传 感 器模 数设 定 值控 制 信 号电 热 丝电 源双 向 可 控 硅调 节 电 压 控 温nts举例 2：速度测控系统 A / D P I D D / A /MG转 速给 定P0P1纸 长 拨 盘 给 定转 速 反 馈纸 长 反 馈脉 冲发 生 器测 量转 速电 机可 控 硅触 发 器单 片 机 系 统+-单 片 机 控 制 系 统 原 理 框 图nts举例 3：红外线自动门控制系统原理图 BISS000160K 20K 103 2M 10K 10u 1M 1M 47K 103 47u 电压检测模块 电机温度检测 P3.3/INT1 手动 /自动切换 手动关按钮 P3.4 P3.0 2.2u D S G 红外传感器 +5V GND 3.3K 103 103 470u +5V 330K 330K 102 10n VC VDD 2OUT 2IN- 1IN+ 1IN- 1OUT 220K IB RR1 A V0 RC1 RC2 RR2 VSS +5V 行程开关 2 行程开关 3 手动开按钮 光电隔离 电机正转继电器 J1 电机过热报警 转速检测模块 A/D转换 蜂鸣报警 行程开关 4 行程开关 1 电压过高报警 速度异常报警 速度变换继电器 J3 电机反转继电器 J2 ADC 0809 P1.0 P1.3 P1.2 P1.1 P1.4 P1.5 P1.6 P2.0 P2.1 P2.3 P2.2 P3.2/INT0 P3.1 P0 /WR /RD ALE P1.7 10K 6 LED AT89C51 VCC nts红外线传感器集成芯片 BISS0001特点 （ 1）用 CMOS工艺，功耗低。 （ 2）具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配。 （ 3）双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。 （ 4）内设延时和封锁定时器，性能稳定，调节范围宽。 （ 5）内置参考电源。 （ 6）工作电压范围宽 （ 3V 5V）。 BISS0001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A V0 RR1 RC1 RC2 RR2 Vss VRF/RESET Vc IB VDD 2OUT 2IN- 1IN+ 1IN- 1OUT nts8.1 MCS-51单片机与 ADC的接口 8.1.1 A/D转换器概述 一 A/D转换器的类型及原理 A/D转换器（ ADC）的作用是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。 随着超大规模集成电路技术的飞速发展，现在有很多类型的 A/D转换器芯片，不同的芯片，它们的内部结构不一样，转换原理也不同，各种 A/D转换芯片分类如下： 根据转换原理可分为 计数型 A/D转换器、逐次比较式、 双重积分型和并行式 A/D转换器 等； 按转换方法可分为 直接 A/D转换器和间接 A/D转换器 ； 按其分辨率可分为 416位 的 A/D转换器芯片。 A/D（ Analog to Digit ）转换器 ntsA/D转换是把模拟量信号转化成与其大小成比例的数字信号。 A/D转换电路主要分成： 1、双积分式 （速度慢，精度高：用于速度要求不高的场合）； 2、逐次逼近式 （速度较快，精度较高：常用）。 常用芯片： MC14433（ 3 位） 双积分式 ICL7135 （ 4 位） ICL7109 （ 12位） ADC0808、 ADC0809（ 8位） 逐次逼近式 ADC1210（ 12位） AD574（ 12位） nts1、计数型 A/D转换器 计数型 A/D转换器由 D/A转换器、计数器和比较器组成，工作时，计数器由零开始计数，每计一次数后，计数值送往 D/A转换器进行转换，并将生成的模拟信号与输入的模拟信号在比较器内进行比较， 若前者小于后者，则计数值加 1，重复 D/A转换及比较过程，依此类推，直到当 D/A转换后的模拟信号与输入的模拟信号相同，则停止计数，这时，计数器中的当前值就为输入模拟量对应的数字量。这种 A/D转换器结构简单、原理清楚，但它的转换速度与精度之间存在矛盾，当提高精度时，转换的速度就慢，当提高速度时，转换的精度就低，所以在实际中 很少使用 。 nts 逐次逼近型 A/D转换器是由一个比较器、 D/A转换器、寄存器及控制电路组成。与计数型相同，也要进行比较以得到转换的数字量，但逐次逼近型是用一个寄存器从高位到低位依次开始逐位试探比较。转换过程如下：开始时寄存器各位清 0，转换时，先将最高位置 1，送D/A转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果转换的模拟量比输入的模拟量小，则 1保留，如果转换的模拟量比输入模拟量大，则 1不保留，然后从第二位依次重复上述过程直至最低位，最后寄存器中的内容就是输入模拟量对应的数字量。一个 n位的逐次逼近型A/D转换器转换只须要比较 n次，转换时间只取决于位数和时钟周期。逐次逼近型 A/D转换器 转换速度快 ，在实际中广泛使用。 2、逐次逼近型 A/D转换器 nts逐次逼近 A/D转换原理： 时 序 与 控 制逻 辑 电 路D / A 转 换 器输出缓冲器N 位 寄 存 器比 较 器时 钟启 动E O CVXVNO EN 位 数 字量 输 出逐 次 逼 近 A / D 转 换 器 原 理 图N位寄存器用来存放 N位二进制数码。 当 VXVN，则保留 DN-1=1，否则清 0。 其余类推。 nts3、双重积分型 A/D转换器 双重积分型 A/D转换器将 输入电压 先变换成与其平均值成正比的 时间间隔 ，然后再把此时间间隔转换成 数字量 ，它属于间接型转换器。它的转换过程分为采样和比较两个过程。采样即用积分器对输入模拟电压进行固定时间的积分，输入模拟电压值越大，采样值越大，比较就是用基准电压对积分器进行反向积分，直至积分器的值为 0，由于基准电压值固定，所以采样值越大，反向积分时积分时间越长，积分时间与输入电压值成正比，最后把积分时间转换成数字量，则该数字量就为输入模拟量对应的数字量。由于在转换过程中进行了两次积分，因此称为双重积分型。双重积分型 A/D转换器转换精度高，稳定性好，测量的是输入电压在一段时间的 平均值 ，而不是输入电压的瞬间值，因此它的抗干扰能力强，但是转换 速度慢 ，双重积分型 A/D转换器在工业上应用也比较广泛。 nts双积分型 A/D转换器工作原理： 双积分型 A/D转换是一种间接 A/D 转换技术 。 首先将模拟电压转换成积分时间 ， 然后用数字脉冲计时方法转换成计数脉冲数 ， 最后将此代表模拟输入电压大小的脉冲数转换成二进制或 BCD码输出 。 因此 ， 双积分型 A/D转换器转换时间较长 ， 一般要大于 40 50ms。 ntsMC14433与 80C51直接连接的接口 80C51 MC14433 ntsICL7109与 80C51的接口电路图 80C51 nts二 A/D转换器的主要性能指标 1分辨率； 2转换时间； 3量程； 4转换精度。 nts8.1.2 ADC0809与 MCS-51的接口 一 ADC0809芯片 ADC0809是 CMOS单片型逐次逼近型 A/D转换器，具有8路模拟量输入通道，有转换起停控制，模拟输入电压范畴为 0+5V，转换时间为 100s，它的内部结构如下图所示。 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 ADDA ADDB ADDC ALE 通道 选择 开关 地址锁存和译码 定时和控 制 逐次逼近 寄存器 SAR 8 位 三 态 锁 存 缓冲器 OE EOC CLOCK START VCC GND VREF+ VREF- ADC0809 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 DAC nts二 ADC0809的引脚 ADC0809芯片有 28个引脚，采用双列直插式封装，如图。 I N 3 I N 4 I N 5 I N 6 I N 7 S T A R T E O C D3 OE C L O C K VCC V R E F + G N D D 1 I N 2 I N 1 I N 0 ADDA ADDB ADDC A L E D7 D6 D5 D4 D0 V R E F - D2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 2 其中： IN0IN7： 8路模拟量输入端。 D0D7： 8位数字量输出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址输入线，用于选择 8路模拟通道中的一路。 ALE： 地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： A/D转换启动信号，输入，高电平有效。 EOC： A/D转换结束信号，输出。 0：正在进行转换； 1：一次转换完成。 OE： 数据输出允许信号，输入，高电平有效。当转换结束后，如果从该引脚输入高电平，则打开输出三态门，输出锁存器的数据从 D0D7送出。 CLK： 时钟脉冲输入端。 其内部无时钟电路。 要求时钟频率不高于 640KHZ. VREF+、 VREF-： 基准电压输入端。决定输入模拟量的范围。 典型值分别为 +5V和 0V。 Vcc： 电源，接 +5V电源。 GND： 地。 nts ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址输入线，用于选择 8路模拟通道中的一路，选择情况如下： ADDC ADDB ADDA 选择通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 多路 转换 开关 C B A IN0 IN1 IN7 A/D转换 nts三 ADC0809的工作流程 S T A R T / A L E 地 址 锁 存 A D D A / B / C E O C OE D 0 D 7 启动 转 换 结 束 读 取 结 果 D A T A ADC0809的工作流程如图所示： 1输入 3位地址，并使 ALE=1，将地址存入地址锁存器中，经地址译码器译码从 8路模拟通道中选通一路模拟量送到比较器。 2送 START一高脉冲， START的上升沿使逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使 EOC信号为低电平。 3当转换结束时，转换的结果送入到输出三态锁存器，并使 EOC信号回到高电平，通知 CPU已转换结束。 4当 CPU执行一读数据指令，使 OE为高电平，则从输出端 D0D1读出数据。 nts四 ADC0809与 MCS-51单片机的接口 下图是一个 ADC0809与 8051的一个接口电路图。 1硬件连接 涉及 2个问题： （ 1） 8路模拟信号通道选择； （ 2） A/D转换完成后转换数据的传送。 转换数据的传送： 定时传送方式； （不需接 EOC脚） 查询方式； （测试 EOC脚的状态） 中断方式。 （ EOC脚接 INT脚） 注意： (1)不能用无条件方式； (2)2个 ALE不能相接。 8路模拟通道的地址： 0000H 0007H。 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE WR P2.7 RD INT0 + + +5V GND D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ADDA ADDB ADDC CLK ALE START OE EOC IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 VREF+ VREF- ADC0809 8051 分 频 器 nts2软件编程 设接口电路用于一个 8路模拟量输入的巡回检测系统，使用中断方式采样数据，把采样转换所得的数字量按序存于片内 RAM的 30H37H单元中。采样完一遍后停止采集。 A/D转换程序：（延时等待方法） MOV DPTR， #0000H ； ADC0809地址 MOV A， #00H ；选中 IN0 MOVX DPTR， A ；启动 A/D转换 LCALL DELAY ；等待转换结束 MOVX A， DPTR ；读转换结果 RET 不用接 EOC脚，采用定时传送方式。 nts汇编语言编程： 中断方法 ORG 0003H LJMP INT0 ORG 0100H ；主程序 MOV R0， #30H ；设立数据存储区指针 MOV R2， #08H ；设置 8路采样计数值 SETB IT0 ；设置外部中断 0为边沿触发方式 SETB EA ； CPU开放中断 SETB EX0 ；允许外部中断 0中断 MOV DPTR， #0000H ；送入口地址并指向 IN0 LOOP： MOVX DPTR， A ；启动 A/D转换， A的值无意义 HERE： SJMP HERE ；等待中断 ORG 0200H ；中断服务程序 INT0： MOVX A， DPTR ；读取转换后的数字量 MOV R0， A ；存入片内 RAM单元 INC DPTR ；指向下一模拟通道 INC R0 ；指向下一个数据存储单元 DJNZ R2， NEXT ； 8路未转换完，则继续 CLR EA ；已转换完，则关中断 CLR EX0 ；禁止外部中断 0中断 RETI ；中断返回 NEXT： MOVX DPTR， A ；再次启动 A/D转换 RETI ；中断返回 ntsC语言编程： #include #include /定义绝对地址访问 #define uchar unsigned char #define IN0 XBYTE0x0000 /定义 IN0为通道 0的地址 static uchar data x8; /定义 8个单元的数组，存放结果 uchar xdata *ad_adr; /定义指向通道的指针 uchar i=0; void main(void) IT0=1; /初始化 EX0=1; EA=1; i=0; ad_adr=&IN0; /指针指向通道 0 *ad_adr=i; /启动通道 0转换 for (;) ; /等待中断 ntsvoid int_adc(void) interrupt 0 /中断函数 xi=*ad_adr; /接收当前通道转换结果 i+; ad_adr+; /指向下一个通道 if (i #include #define uchar unsigned char #define IN0 XBYTE0xFEF8 /*设置 ADC0809的通道 0地址 */ sbit ad_busy=P33; /*即 EOC状态 */ void ad0809(uchar idata * x) /*采样结果放指针中的 A/D采集函数 */ uchar i; uchar xdata * ad_adr; ad_adr=&IN0; for(i=0;i #include #define DAC0832 XBYTE0x00FE #define uchar unsigned char #define unit unsigned int void stair(void) /*锯齿波 */ uchar i; while(1) for(i=0;i #include #define INPUTR1 XBYTE0x00FE #define INPUTR2 XBYTE0x00FD #define DACR XBYTE0x00FB #define uchar unsigned char void dac2b(data1,data2) uchar data1,data2; INPUTR1=data1; /*数据送到一片 DAC0832*/ INPUTR2=data2; /*数据送到另一片 DAC0832*/ DACR=0; /*启动两路 D/A同时转换 */ nts四、 DAC1208内部框图 nts80C51与 DAC1208的接口 80C51 nts华工考研题： PC/XT的 D/A接口使用 DAC0832。其有关信号接线如图所示，其输出电压 Vo和输入数字量 DI7-DI0之间呈线性且如表所示。现要求 Vo从零开始按图示波形周期变化（周期可自定）。试用汇编语言编写其控制部分程序。 译码器放大D B7- D B0+ 5 VA9- A0A E NI O WP O T0P O T1D I7- D I0I L EC SX F E RW R1W R2I O U T1I O U T2D A C 0 8 3 2v0/ Vt+ 5 V0- 5 Vv0输 入输 出0 0 H7 F HF F H- 5 V0 V+ 5 Vnts五、 DAC0832的应用 D/A转换器在实际中经常作为 波形发生器 使用，通过它可以产生各种各样的波形。它的基本原理如下：利用 D/A转换器输出模拟量与输入数字量成正比这一特点，通过程序控制 CPU向 D/A转换器送出随时间呈一定规律变化的数字，则 D/A转换器输出端就可以输出随时间按一定规律变化的波形。 nts【 例 8-1】 根据图 8.9编程从 DAC0832输出端分别产生锯齿波、三角波和方波。 根据 单缓冲方式 图的连接， DAC0832的口地址为 7FFFH。 汇编语言编程： 锯齿波： MOV DPTR， #7FFFH CLR A LOOP： MOVX DPTR， A INC A SJMP LOOP Vout VCC ILE CS WR1 DI0DI7 WR2 XFER DGND AGND VREF Rfb IOUT1 IOUT2 +5V -5V - A + P2.7 WR P0.0P0.7 8051 DAC0832 nts三角波： MOV DPTR， #7FFFH CLR A LOOP1： MOVX DPTR， A INC A CJNE A， #0FFH， LOOP1 LOOP2： MOVX DPTR， A DEC A JNZ LOOP2 SJMP LOOP1 方波： MOV DPTR， #7FFFH LOOP： MOV A， #00H MOVX DPTR， A ACALL DELAY MOV A， #0FFH MOVX DPTR， A ACALL DELAY SJMP LOOP DELAY： MOV R7， #0FFH DJNZ R7， $ RET ntsC语言编程： 锯齿波： #include /定义绝对地址访问 #define uchar unsigned char #define DAC0832 XBYTE0x7FFF void main( ) uchar i; while(1) for (i=0;i /定义绝对地址访问 #define uchar unsigned char #define DAC0832 XBYTE0x7FFF void main( ) uchar i; while(1) for (i=0;i0;i-) DAC0832=i; nts方波： #include /定义绝对地址访问 #define uchar unsigned char #define DAC0832 XBYTE0x7FFF void delay(void); void main( ) uchar i; while(1) DAC0832=0; /输出低电平 delay(); /延时 DAC0832=0xff; /输出高电平 delay( ); /延时 void delay( ) /延时函数 uchar i; for (i=0;i0xff;i+) ; nts#include reg51.h“ #include absacc.h“ #define DAC0832 XBYTE0xbfff void stair (void) /方波 unsigned char i; while (1) for(i=0;i128;i+) DAC0832=255; for(i
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