输出控制C编程

1、输出控制C编程10. 1 8位位D/A芯片芯片DAC083210. 2 12位位D/A芯片芯片AD752110. 3 步进电机与单片机的接口步进电机与单片机的接口 D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。有关有关D/A转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或（二进制或BCD码）等。码）等。 1) 分辩率分辩率 分辨率是分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输转换

2、器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。如果数字量的位数为入数字量的位数有关。如果数字量的位数为n，则，则D/A转换器转换器的分辨率为的分辨率为1/(2n-1)。这就意味着数。这就意味着数/模转换器能对满刻度的模转换器能对满刻度的1/(2n-1)输入量作出反应。输入量作出反应。10. 1 8位D/A芯片DAC083210.1.0 D/A转换器概述转换器概述 2) 建立时间建立时间 建立时间是描述建立时间是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出达到规定的误差范围入数字量变化到输出达到规定的误差范围（1/2）LSB（最（最低有效位）时

3、所需的时间。通常以建立时间来表示转换速度。低有效位）时所需的时间。通常以建立时间来表示转换速度。 转换器的输出形式为电流时，建立时间较短；输出形式转换器的输出形式为电流时，建立时间较短；输出形式为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一点。因此建立时间要长一点。 但总的来说，但总的来说，D/A转换速度远高于转换速度远高于A/D转换速度，快速的转换速度，快速的D/A转换器的建立时间可达转换器的建立时间可达1 s。3) 接口形式接口形式 D/A转换器与单片机接口方便与否，主要决定于转换器转换器与单片机接口方便与否，主要

4、决定于转换器本身是否带数据锁存器。本身是否带数据锁存器。有两类有两类D/A转换器转换器:一类是不带锁存器的，一类是不带锁存器的，一类是带锁存器的。一类是带锁存器的。对于不带锁存器的对于不带锁存器的D/A转换器，为了保存来自单片机的转换转换器，为了保存来自单片机的转换数据，接口时要另加锁存器，因此这类转换器必须在口线上；数据，接口时要另加锁存器，因此这类转换器必须在口线上；而带锁存器的而带锁存器的D/A转换器，可以把它看作是一个输出口，因转换器，可以把它看作是一个输出口，因此可直接在数据总线上，而不需另加锁存器。此可直接在数据总线上，而不需另加锁存器。 DAC0832是一个是一个8位位D/A转换

5、器。单电源供电，转换器。单电源供电，从从+5V+15V均可正常均可正常工作。基准电压的范围工作。基准电压的范围为为10V；电流建立时间；电流建立时间为为1s；CMOS工艺，低工艺，低功耗功耗20 mW。10.1.1 DAC0832的结构和引脚DAC083212345678910CSVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout1WR1AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGND11121314151617181920DAC0832引脚图引脚图 DIDI0 07 7：转换数据输入（：转换数据输入（8 8位）；位）； CSCS：片选信号（输入）；：片选信号（输入）；

6、ILEILE：数据锁存允许信号（输入）；：数据锁存允许信号（输入）； XFERXFER：数据传送控制信号（输入）；：数据传送控制信号（输入）；WRWR1 1：第一写信号（输入），与：第一写信号（输入），与ILEILE共同控制输入寄存器是数据直通方式还是共同控制输入寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；数据锁存方式；WRWR2 2：第：第2 2写信号（输入），与写信号（输入），与XFERXFER共同控制共同控制DACDAC寄存器是数据直通方式还是寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；数据锁存方式；8位位DACDAC寄存器寄存器输入输入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07AG

7、NDILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2DAC 0832DAC 0832内部结构框图内部结构框图有有3 3种工作方法：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。种工作方法：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。1 1、直通方式、直通方式 输入寄存器和输入寄存器和DACDAC寄存器共用一个地址，同时选通输出；寄存器共用一个地址，同时选通输出； WRWR1 1和和WRWR2 2同时进行，并且不与同时进行，并且不与CPUCPU相接。相接。 特点：转换速度快。特点：转换速度快。10.1.2 8051与与DAC0832的接口电路的接口电路80C5180C51CSCSDAC0832DAC0832WRWR1

8、 1P P1 1XFERXFER8 8WRWR2 2D D7 70 0+ +- -V VO OILEILE+5v+5v2 2、单缓冲方式、单缓冲方式 输入寄存器和输入寄存器和DACDAC寄存器共用一个地址，同时选通输出，输入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，直接进入数据在控制信号作用下，直接进入DACDAC寄存器中；寄存器中； WRWR1 1和和WRWR2 2同时进行，并且与同时进行，并且与CPUCPU的的WRWR相连，相连，CPUCPU对对08320832执行一次执行一次写操作，将数据直接写入写操作，将数据直接写入DACDAC寄存器中。寄存器中。 适用：只有一路模拟

9、信号输出或几路模拟信号非同步输出。适用：只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出。3 3、双缓冲器方式、双缓冲器方式输入寄存器和输入寄存器和DACDAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输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，可构成多个个08320832同步输出电路。（同步输出电路。（DA1DA1和和DA2DA2的输入寄存器地址，的输入寄存器地址，DACDAC寄存器寄存器地址？）地址？）例例 1 、DAC 0832的双缓冲的双缓冲接口电路接口电路P231# include

10、# include # define INPUTR1 XBYTE0 x8fff# define INPUTR2 XBYTE0 xa7ff# define DACR XBYTE 0 x2fff # define uchar unsigned char void dac2b (uchar data1 , uchar data2 ) INPUTR1 = data1 ； /* 送数据到一片送数据到一片0832 */ INPUTR2 = data2 ； /* 送数据到另一片送数据到另一片0832 */ DACR= 0 ； /* 启动两路启动两路D/A 同时转换同时转换 * /例例2 DAC0832单缓冲

11、区单缓冲区接口接口# include # include # define DA0832 XBYTE 0 xfffe # define uchar unsigned char # define uint unsigned int void stair (void ) uchar i ； while ( 1 ) for ( i=0 ； i=255 ； i=i+ ) /* 形成锯齿波输出值，最大值为形成锯齿波输出值，最大值为255 */ DA0832 = i ； /* D/A转换输出转换输出 */ 按片选线确定按片选线确定FFFEHFFFEH为为DAC0832DAC0832的端口地址。使运行输出端

12、输出一个的端口地址。使运行输出端输出一个锯齿波电压信号的锯齿波电压信号的C51C51程序如下：程序如下：10.2 12位D/A芯片 AD752110.2.1 AD7521 的引脚的引脚12位位D/A转换器，内部不带转换器，内部不带输入寄存器。输入寄存器。当输入数据发生变化时，输当输入数据发生变化时，输出电流或电压也发生变化。出电流或电压也发生变化。使用时，需要增加一个数据使用时，需要增加一个数据锁存器与总线相连。锁存器与总线相连。PIN NAME DESCRIPTION IOUT1 Current Out summing junction of the R2R ladder network.

13、IOUT2 Current Out virtual ground, return path for the R2R ladder network. GND Digital Ground. Ground potential for digital side of D/A. Bits 1(MSB) Most Significant Digital Data Bit. Bit 2 Digital Bit 2. Bit 12 Least Significant Digital Data Bit (AD7521/31). V+ Power Supply +5V to +15V. VREF Voltage

14、 Reference Input to set the output range. Supplies the R2R resistor ladder. RFEEDBACK Feedback resistor used for the current to voltage conversion when using an external Op Amp. 10.2.2 AD7521 与8051的接口p223例例 8031与与AD7521接口的数据转换程序举例。接口的数据转换程序举例。使使AD7521输出梯形波的输出梯形波的C51程序如下：程序如下：# include # include # de

15、fine DA7521L XBYTE0 x7fff # define DA7521H XBYTE0 xbfff # define UP 0 x010# define T 1000# define uint unsigned int void dlms ( uint a );void stair(void) uint i ； for ( i=0 ； i=4095 ； i=i+UP ) /* 以阶高增量增值，形成梯形波输出值最大以阶高增量增值，形成梯形波输出值最大4095*/ DA7521L= i % 256 ； /* 送低送低8位数据到第一级缓冲器位数据到第一级缓冲器 */ DA7521H= i

16、 /256 ； /* 送高送高4位数据到高位数据到高4位缓冲器，同时送位缓冲器，同时送低低8位到第二级位到第二级 /* 缓冲转换缓冲转换 */ dlms ( T ) ； /* 延时延时 */ 10.3 步进电机控制 10.3.1 步进电机及其工作方式步进电机及其工作方式 原理原理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动机械移 动一小段距离。动一小段距离。特点：特点：(1) 来一个脉冲，转一个步距角。来一个脉冲，转一个步距角。

17、(2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。控制脉冲频率，可控制电机转速。(3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。改变脉冲顺序，可改变转动方向。种类：种类： 有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。上没有励磁线圈。应用：应用： 步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动 绘图仪等设备中都得到应用。绘图仪等设备中都得到应用。 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结

18、构和工作原理。工作原理。 步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。定子定子转子转子定子绕组定子绕组1、 结构定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。注意：这里的相和三相交流电中的注意：这里的相和三相交流电中的“相相”的概念不同。步进的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。ABC定子定子转子转子IAIBIC2、 工作方式工作

19、方式步进电机的工作方式可分为：步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。三相双三拍等。（1 1）三相单三拍）三相单三拍 三相绕组联接方式：三相绕组联接方式：Y 型型三相绕组中的通电顺序为：三相绕组中的通电顺序为： A 相相 B 相相 C 相相通电顺序也可以为：通电顺序也可以为： A 相相 C 相相 B 相相 工作过程工作过程A 相通电，相通电，A 方向的磁通经方向的磁通经转子形成闭合回路。若转子转子形成闭合回路。若转子和磁场轴线方向原有一定角和磁场轴线方向原有一定角度，则在磁场的作用下，转度，则在磁场的作用下，转子被磁化，吸引转子，使子被磁化，

20、吸引转子，使转转子的位置力图使通电相磁路子的位置力图使通电相磁路的磁阻最小，使转、定子的的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。齿对齐停止转动。A A 相通电使转子相通电使转子1 1、3 3齿和齿和 AA 对齐。对齐。CABBCA3412CABBCA3412同理，同理，B相通电，转子相通电，转子2、4齿和齿和B相轴线对齐，相轴线对齐，相对相对A相通电位置转相通电位置转30 ；C相通电再转相通电再转30 。1C342CABBA这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相

21、三相单三拍。单三拍。三相单三拍的特点：三相单三拍的特点：（1）每来一个电脉冲，转子转过）每来一个电脉冲，转子转过 30 。此角称为。此角称为步距角，用步距角，用 S表示。表示。（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。改变通电顺序即可改变转向。（2 2）三相单双六拍）三相单双六拍三相绕组的通电顺序为：三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。共六拍。工作过程：工作过程： A相通电，转子相通电，转子1 1、3 3齿和齿和A相对齐。相对齐。CABBCA3412所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对所以转子转到两磁拉

22、力平衡的位置上。相对AA 通通电，转子转了电，转子转了15。 BB 磁场对磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使转子顺时齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针方向转动。针方向转动。 A、B相同时通电相同时通电 AA 磁场继续对磁场继续对1、3齿有拉力。齿有拉力。CABBCA3412总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为为三相六拍，步距角为15 。CABBCA3412 B相通电，转子相通电，转子2、4齿和齿和B相对齐，又转了相对齐，又转了15 。（3 3）三相双三拍）三相双三拍三相绕组的通电顺序为：三相绕组的通电顺序为： AB BC CA

23、AB 共三拍。共三拍。AB通电通电CABBCA3412CABBCA3412BC通电通电以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。工作方式为三相双三工作方式为三相双三拍时，每通入一个电拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转脉冲，转子也是转30 ，即，即 S = 30 。CA通电通电CABBCA34123、小步距角的步进电动机、小步距角的步进电动机 实际采用的步进电机的步距角多为实际采用的步进电机的步距角多为3度和度，度和度，步距角越小，电机加工的精度越高。步距角越小，电机加工的精度越高。为产生小

24、步距角为产生小步距角，定、转子都做成多，定、转子都做成多齿的，图中转子齿的，图中转子40个个齿，定子仍是齿，定子仍是 6个磁极个磁极，但每个磁极上也有，但每个磁极上也有五个齿。五个齿。转子的齿距等于转子的齿距等于360 / 40=9 ，齿宽、齿槽各，齿宽、齿槽各4.5 。 为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。宽和齿槽和转子相同。工作原理：假设是单三拍通电工作方式。工作原理：假设是单三拍通电工作方式。（1）A 相通电时，定子相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对相的五个小齿和转子对齐。此时，齐。此时，B 相和相和 A 相空间差相

25、空间差120120 ，含，含 120120 /9/9 = = 齿齿 A 相和相和 C 相差相差240240 ，含，含240240 / / 9 9 = = 个个齿。所以，齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对相的转子、定子的五个小齿对齐时，齐时，B 相、相、C 相不能对齐，相不能对齐，B相的转子、相的转子、定子相差定子相差 1/3 1/3 个齿（个齿（3 3 ），），C相的转子、定相的转子、定子相差子相差2/32/3个齿（个齿（6 6 ）。）。31133226若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲，若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲，转子只转转子只转 。异步机的转动方向仍由相序决定。异

26、步机的转动方向仍由相序决定。同理，同理，C 相通电再转相通电再转3 （2）A 相断电、相断电、B 相通电后，转子只需转过相通电后，转子只需转过1/3个个 齿（齿（3 ），使），使 B 相转子、定子对齐。相转子、定子对齐。f：电脉冲的频率电脉冲的频率 转速转速360sfn步进机通过一个电脉冲步进机通过一个电脉冲,转子转过的角度转子转过的角度,称为称为步距角。步距角。m:一个周期的运行拍数一个周期的运行拍数Zr：转子齿数：转子齿数mZrS360如：如：Zr=40 , m=3 时时3340360S步距角步距角10.3.2 步进电机与单片机的接口 步进电机功率驱动电步进电机功率驱动电路采用光电隔离路采

27、用光电隔离 步进电机功率驱步进电机功率驱动电路工作在较大脉动电路工作在较大脉冲电流状态，采用光冲电流状态，采用光电耦合器将单片机与电耦合器将单片机与步机电机隔离可以避步机电机隔离可以避免单片机与步进电机免单片机与步进电机功率回路的共地干扰，功率回路的共地干扰，此外，万一驱动电路此外，万一驱动电路发生故障。也不致让发生故障。也不致让功放中较高的电压串功放中较高的电压串入单片机而使其损坏。入单片机而使其损坏。1 1、软件选择单三拍的工作方式、软件选择单三拍的工作方式 单三拍的通电方式为单三拍的通电方式为ABCAABCA，要想达到这，要想达到这个目的，只需依次向个目的，只需依次向P1P1口输出如下控

28、制字：口输出如下控制字： P1.2 P1P1.2 P11 P11 P10 0 编码编码 （C C相）（相）（B B相）相） （A A相）相） 0 0 1 0 0 1 （01H01H） A A相通，相通，B B、C C相断相断 0 1 0 0 1 0 （02H02H） B B相通，相通，A A、C C相断相断 1 0 0 1 0 0 （04H04H） C C相通，相通，A A、B B相断相断在控制字间也应加入软件延时来保证一定的时间间隔。在控制字间也应加入软件延时来保证一定的时间间隔。假定要求时间间隔为假定要求时间间隔为1ms，控制电机按三相三拍正转的程序是：，控制电机按三相三拍正转的程序是：Z

29、HEN：MOV P1， 01H ；A相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1， 02H ；B相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1， 04H ；C相通电相通电 ACALL D1MS RETD1MS： MOV R7， 64H ；延时；延时1ms子程序子程序D1MS1: NOP ；2s NOP ；2s NOP ；2s DJNZ R7，D1MSl ；4s RET要想控制步进电机反转，只需把输出的控制字的次序按：要想控制步进电机反转，只需把输出的控制字的次序按： 01H（A）04H（C）02H（B）01H（A）组合即可。组合即可。 反转程序如下：反转程序如下：FAN：MOV P1，

30、01H ；A相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1， 04H ；C相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1， 02H ；B相通电相通电 ACALL D1MS #include #define DL 500#define DR 1#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid dlms(uint x);void ctrl(bit cf , uint n) uint i; uchar j=0 x01; if(cf=0) for(i=0;in;i+) P1=j; dlms(DL); j=j1; if(j0 x08)=

31、0) j=0 x01; else for(i=0;i1; if( j = 0) j = 0 x04; void main( void ) if ( DR = 1 ) ctrl(1,100); else ctrl(0,100); 2 2、软件选择三相六拍的工作方式、软件选择三相六拍的工作方式 P1P12 P12 P11 P11 P10 0（C C相）相） （B B相）相） （A A相）控制编码相）控制编码 导通情况导通情况 0 0 1 0 0 1 （01H01H） A A相通电相通电 0 1 1 0 1 1 （03H03H） ABAB相通电相通电 0 1 0 0 1 0 （02H02H） B B

32、相通电相通电 1 1 0 1 1 0 （06H06H） BCBC相通电相通电 1 0 0 1 0 0 （04H04H） C C相通电相通电 1 0 1 1 0 1 （05H05H） CACA相通电相通电如果按：如果按： 001101100110010011001 A CA C CB B BA A的次序输出，就可达到反转的目的。的次序输出，就可达到反转的目的。FAN:FAN: MOV P1， 01H ；A相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1，05H ；CA相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1，04H ；C相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1，06H ；CB相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1，02H ；B相通电相通电 ACALL D1MS MOV P1，03H ；BA相通电相通电 ACALL