第9章数模及模数转换

1、第9章 数/模及模/数转换器接口一、教学要求：掌握：A/D和D/A转换接口电路及其使用方法。学会单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序。二、教学内容：9.1 单片机与D/A转换器的接口和应用9.2 单片机与A/D转换器的接口和应用三、教学重点：单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序。四、教学难点：A/D和D/A转换接口电路及其使用方法。五、建议学时：3学时。六、教学内容：9-1D/A转换器接口及应用9-1-1 D/A转换概述一、D/A（Digit to Analog）转换器：为把数字量转换成模拟量，在D/A转换芯片中要有解码网络：权电阻网络；倒T型电阻网络。n位

2、数字量与模拟量的关系式：VO = VREF（数字码 / 2n） (VREF 参考电压)二、D/A输出形式：运算放大器电压；电流 电压。三、注意区分D/A内部是否带有锁存器：与P1、P2接口：不需加锁存器，直接接口。 无锁存器 与P0接口：因P0的特殊功能，需加锁存器。D/A内 如：DAC800、AD7520、AD7521等。 有锁存器：最好与P0直接接口。 如：DAC0832、DAC1230等。四、主要技术指标：1、分辨率： 对D/A转换器输入量变化敏感程度进行描述，与输入数字量的位数有关。 若数字量的位数为n，则分辨率为2n。 数字量位数越多，分辨率就越高。 应用时，应根据分辨率的需要选定转

3、换器的位数。2、建立时间： 描述D/A转换速度的快慢。 输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。 D/A转换速度远高于A/D转换。9-1-2 D/A转换芯片DAC0832一、内部结构：DAC 0832：8位双缓冲器结构的D/A转换器。8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07AGNDILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2DAC 0832内部结构框图（请见P242图9.3）DI07：转换数据输入（8位）；CS：片选信号（输入）；ILE：数据锁存允许信号（输入）；XFER：数据传送控制信号（输入）；WR1：第一写信号（输入），与ILE共同控制输入寄存器是

4、数据直通方式还是数据锁存方式；WR2：第2写信号（输入），与XFER共同控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式；二、DAC 0832与单片机的接口：有3种工作方法：1、直通方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出； WR1和WR2同时进行，并且不与CPU相接。 特点：转换速度快。MOV P1，A举例：例：D/A转换程序，用DAC0832输出0+5V锯齿波，电路为直通方式。设VREF=-5V，DAC 0832地址为00FEH，脉冲周期要求为100ms。100msDACS：MOVDPTR，#00FEH；0832 I/O地址MOVA，#00H；开始输出0VDACL：MOVX

5、DPTR，A；D/A转换INCA；升压ACALLDELAY；延时100ms/256：决定锯齿波的周期AJMPDACL；连续输出DELAY：；延时子程序2、单缓冲方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出，输入数据在控制信号作用下，直接进入DAC寄存器中；WR1和WR2同时进行，并且与CPU的WR相连，CPU对0832执行一次写操作，将数据直接写入DAC寄存器中。 适用：只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出。举例：例：D/A转换程序，用DAC0832输出0+5V三角波，电路为单缓冲方式。设VREF=-5V，DAC 0832地址为00FEH，脉冲周期要求为（100ms）。1

6、00ms ORG2000HSTAR： MOVDPTR，#00FEH；0832 I/O地址 MOVA，#00H；开始输出0VUP： MOVXDPTR，A；D/A转换 INCA；产生上升段电压 JNZUP；上升到A中为FFH（A0跳）DOWN：DEC A；产生下降段电压 MOVXDPTR，A JNZDOWN；下降到A中为00H SJMPUP；重复注：若想改变波形的周期（频率），只需在SJMP UP前插入延时程序即可。3、双缓冲器方式： 输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。适用：同时输出几路模拟信号的场合，可构成多个0832同步输出电路。举例：例：用DAC08

7、32实现驱动绘图仪，电路为双缓冲方式。 1#和2#DAC 0832地址分别为00FEH和00FDH。则绘图仪的驱动程序为：ORG2000HMOVDPTR，#00FEH ；选中1# 0832（的输入寄存器）：A0=0MOVA，#DataxMOVXDPTR，A ；Datax写入1# 0832输入寄存器MOVDPTR，#00FDH ；选中2# 0832（的输入寄存器）：A1=0MOVA，#DatayMOVXDPTR，A ；Datay写入2# 0832输入寄存器MOVDPTR，#00FBH ；选中1#和2# 0832的DAC寄存器：A2=0MOVXDPTR，A ；1#和2#输入寄存器的内容同时传送到D

8、AC寄存器中9-2 A/D转换器接口及应用一、转换原理：A/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： 逐次逼近式（速度较快，精度较高：常用）； 双积分式（速度慢，精度高：用于速度要求不高的场合）。 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）二、ADC0809与单片机的接口：ADC 0809/0808为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器，可分时转换8路模拟信号。1、结构：一个8位逐次逼近式A/D转换器

9、、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器（详见P249）。多路转换开关A B CIN0IN1IN7A/D转换2、引脚：（1）8路模拟量分时输入信号端：IN0IN7；（2）8位数字量输出信号端：D0D7；（3）通道选择地址信号输入端：ADDA、ADDB、ADDC；（4）基准参考电压为VR（+）和VR（-）： 决定输入模拟量的范围。 典型值分别为+5V和0V。（5）转换结束信号EOC： 1：正在进行转换； 0：一次转换完成。（6）时钟信号输入端：CLK（其内部无时钟电路）。3、ADC 0809与单片机连接：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

10、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：（1）不能用无条件方式；（2）2个ALE不能相接。IN07AD07ALEINTWRP2.0RDD07ADDABC CLKEOCSTARTALEOE11111MCS-51ADC080983ADC0809的口地址： FEFFH；8路模拟通道的地址：FEF8HFEFFH。A/D转换程序：（延时等待方法）MOV DPTR，#0FEFFH ；ADC0809地址MOV A，#00H ；选中IN0MOVX DPTR，A ；启动A/D转换LCALLDELAY ；等待转换结束MOVX A，

11、DPTR ；读转换结果RET不用接EOC脚，采用定时传送方式。例：P252应用举例设有一个8路模拟量输入的循回检测系统，采样数据依次存放在外部RAM 0A0H0A7H单元中，ADC0809的8个通道地址为0FEF8H0FEFFH。初始化程序：（中断方式） MOV R0，#0A0H ；数据存储区首地址 MOV R2，#08H ；8路计数器 SETB IT1 ；边沿触发方式 SETB EA ；中断允许 SETB EX1 ；允许外部中断1中断 MOV DPTR，#0FEF8H；指向ADC0809首地址LOOP：MOVX DPTR，A；启动A/D转换HERE：SJMP HERE ；等待中断 DJNZ R2，LOOP ；巡回，未完继续 CLR EA ；结束，关中断 SJMP $ ；结束停止中断服务程序：MOVX A，DPTR ；读数MOV