单片机及应用_第九章_80C51单片机与数模和模数转换器的接口

1、第第9 9章章 单片机单片机A/DA/D及及D/AD/A转换接口转换接口 主要内容主要内容 9.1 单片机测控系统与模拟输入通道单片机测控系统与模拟输入通道 9.2 A/D转换器转换器 9.3 D/A转换器转换器 9.1 单片机测控系统与模拟输入通道单片机测控系统与模拟输入通道 9.1.1 单片机测控系统概述单片机测控系统概述 n2014年年12月新闻：德国已研制出无人月新闻：德国已研制出无人 驾驶汽车驾驶汽车 n测量：模拟量测量：模拟量 数字量（数字量（A/D） n控制：数字量控制：数字量 模拟量（模拟量（D/A） 9.1.2 模拟输入通道模拟输入通道 9.1 单片机测控系统与模拟输入通道单

2、片机测控系统与模拟输入通道 1. 传感器传感器 n主要功能：采集信号、信号转换功能。主要功能：采集信号、信号转换功能。 温度传感器温度传感器 光电传感器光电传感器 湿度传感器湿度传感器 流量传感器流量传感器 压力传感器压力传感器 机械量（如拉力、压力、位移、速度、加机械量（如拉力、压力、位移、速度、加 速度、扭矩及荷重等）传感器速度、扭矩及荷重等）传感器 成分分析传感器成分分析传感器 pH值传感器值传感器 9.1.2 模拟输入通道模拟输入通道 2. 放大器放大器 n运算放大器：专用的、通用的。运算放大器：专用的、通用的。 3. 采样采样/保持电路保持电路 9.1.2 模拟输入通道模拟输入通道

3、4. 滤波器滤波器 n模拟滤波：通过电子元器件搭建的滤波电路模拟滤波：通过电子元器件搭建的滤波电路 进行滤波。进行滤波。 无源滤波器：由电感、电容和电阻构成；无源滤波器：由电感、电容和电阻构成； 有源滤波器：由放大器和电容、电阻构成。有源滤波器：由放大器和电容、电阻构成。 n数字滤波：通过程序对采样信号进行平滑加数字滤波：通过程序对采样信号进行平滑加 工，消除或拟制干扰信号。工，消除或拟制干扰信号。 程序判断滤波程序程序判断滤波程序 中值滤波程序中值滤波程序 算术平均滤波程序算术平均滤波程序 加权平均滤波程序加权平均滤波程序 一阶滞后滤波程序一阶滞后滤波程序 1.复合滤波程序。复合滤波程序。

4、9.1.2 模拟输入通道模拟输入通道 5. 多路转换开关多路转换开关 n模拟开关模拟开关 9.1.2 模拟输入通道模拟输入通道 9.2 A/D转换器转换器 9.2.1 8位位A/D转换芯片转换芯片 1. ADC0809 Resistor Ladder and Switch Tree 3-Bit A/D Transfer Curve Timming Diagram nADC0809引脚功能定义引脚功能定义 IN7IN0： 模拟量输入通道；模拟量输入通道； A、B、C： 地址线；地址线； ALE： 地址锁存允许信号；地址锁存允许信号； START： 转换启动信号；转换启动信号； D7D0： 数据输

5、出线；数据输出线； OE： 输出允许信号；输出允许信号； CLK： 外部时钟信号引入端；外部时钟信号引入端； EOC： 转换结束信号；转换结束信号； VREF： 参考电源。参考电源。 9.2.1 8位位A/D转换芯片转换芯片 2. ADC0809与与80C51接口接口 9.2.1 8位位A/D转换芯片转换芯片 例例1 试根据上页图的接口电路设试根据上页图的接口电路设 计一个计一个8路巡回检测系统，其采样数据路巡回检测系统，其采样数据 依次存放在外部依次存放在外部RAM A0HA7H单元单元 中。中。 （一起编写程序。）（一起编写程序。） 9.2.1 8位位A/D转换芯片转换芯片 2. ADC0

6、809与与80C51接口接口 *9.2.2 12位位A/D转换芯片转换芯片 *9.2.3 A/D转换芯片应用说明转换芯片应用说明 （自学）（自学） 9.3.1 DAC0832 1. 结构框图结构框图 9.3 D/A转换器转换器 9.3.1 DAC0832 2. 引脚引脚 DI7DI0： 转换数据输入转换数据输入 ； CS： 片选信号；片选信号； ILE： 数据锁存允许信号；数据锁存允许信号； WR1： 第第1写信号；写信号； XFER：数据传送控制信号；：数据传送控制信号； WR2： 第第2写信号；写信号； IOUT1： 电流输出电流输出1； IOUT2： 电流输出电流输出2； RFB： 反馈

7、电阻端；反馈电阻端； VREF： 基准电压。基准电压。 9.3 D/A转换器转换器 9.3.1 DAC0832 2. 连接方式连接方式 n直通连接方式直通连接方式 n单缓冲连接方式单缓冲连接方式 n双缓冲连接方式双缓冲连接方式 9.3 D/A转换器转换器 9.3.2 DAC0832直通连接方式直通连接方式 9.3 D/A转换器转换器 例例2 试使用试使用DAC0832设计一锯齿波发生器。设计一锯齿波发生器。 （一起设计硬件电路和编写汇编语言程（一起设计硬件电路和编写汇编语言程 序。）序。） 9.3.2 DAC0832直通连接方式直通连接方式 9.3 D/A转换器转换器 9.3.3 DAC083

8、2单缓冲连接方式单缓冲连接方式 9.3 D/A转换器转换器 9.3.4 DAC0832双缓冲连接方式双缓冲连接方式 9.3 D/A转换器转换器 例例3 XY绘图仪由绘图仪由X、Y两个方向的步进电机驱动，其两个方向的步进电机驱动，其 中一个电机控制绘笔沿中一个电机控制绘笔沿X轴方向运动，另一个电机控制绘轴方向运动，另一个电机控制绘 笔沿笔沿Y轴方向运动。因此，对轴方向运动。因此，对XY绘图仪的控制就有两点绘图仪的控制就有两点 基本要求：基本要求： 一是需要两路一是需要两路D/A转换器分别给转换器分别给X通道和通道和Y通通 道提供驱动信号，驱动绘图笔沿道提供驱动信号，驱动绘图笔沿XY轴作平面运动；二是轴作平面运动；二是 两路模拟信号要保证同步输出，以使绘制出的曲线光滑两路模拟信号要保证同步输出，以使绘制出的曲线光滑 （如下图（如