第七章-MCS-51单片机扩展技术(缩)

1、单片机原理及应用第七章 MCS-51单片机扩展技术 MCS-51单片机I/O口结构及应用，独立式键盘和矩阵式键盘接口技术，LED数码管显示器接口技术，模数换器（ADC）和数模转换器（DAC）接口技术。7.1 I/O口直接应用本章主要内容7.2 键盘和显示器接口技术7.3 A/D、D/A转换接口技术直接做输出口 直接做输入口 在没有外扩任何芯片时，MCS-51单片机内部并行口可以作为输出口，直接与输出外设连接。常用的输出外设是发光二极管。 MCS-51单片机内部并行口也可以作为输入口，直接与输入外设连接，常用的输入外设是开关。 例1例2例1例27.1 I/O口直接应用直接做输出口P1.0P1.1

2、P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.789C51+5V例1：用89C51的P1口驱动8个发光二极管，使8个发光二极管由左向右轮流点亮。试画出连接图，编制驱动程序。解：1、画电路图2、编程MOV A, #0FEHUP:MOV P1, ALCALL DLRL ASJMP UPDL:MOV R7, #2DL1:MOV R6, #250DJNZ R6, $DJNZ R7, DL1RET 电阻的作用是当流过发光二极管的电流过大时，它就会被烧坏。这个电阻可以限制流过发光二极管的电流，因此这个电阻叫作限流电阻。限流电阻阻值的计算方法：R=(5-1.75)/Id， Id 是流过发光二极管的电流，一般

3、从8mA到20mA，其值越大，发光二极管越亮，但不能太大，当流过发光二极管的电流超过20mA时，容易烧坏发光二极管。 如果用P0口驱动发光二极管，则如何修改？如果使8个发光二极管由右向左轮流点亮，则如何修改？如果使8个发光二极管闪亮，则如何修改？如果使8个发光二极管由内向外轮流点亮，则如何修改？如果使8个发光二极管由右向左依次点亮，则如何修改？如果使延时时间延长或缩短，会出现什么现象？预习实验并思考：熟悉实验板上与发光二极管有关的电路。编制驱动程序，实现如下操作： 由左向右轮流点亮 由外向里轮流点亮 由右向左依次点亮 闪亮思考题1、直接做输出口P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P

4、1.6P1.789C51+5V例2：用8051的P1口驱动1个数码管，制成1位秒表.试画出连接图，编制驱动程序。 解：1、画电路图2、编程思考abcdefgDpabcdefgDpUP0: MOVR7, #10 MOVR2, #00H MOVDPTR, #TABUP:MOVA, R2MOVCA, A+DPTRMOVP1, ALCALLD1SINCR2DJNZR7, UPSJMPUP0TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H如果制成0.1S的表，则如何修改？思考题2、直接做输入口P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6

5、P1.789C51+5V例1：用89C51的P1口传送8个开关状态，用P2口显示8个开关状态，若开关合则对应灯亮，试画出连接图，编制驱动程序。解：（1）画电路图 MOV P1, #0FFHUP: MOV A, P1 MOV P2, A SJMP UPP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7+5V开关处的电阻称为上拉电阻，它的作用是当开关断开时，使P3口的电压上拉为准确的高电平，避免悬空状态。 （2）编程强调：8051内部并行口直接作为输入口时，必须先将口锁存器置1。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3

6、P2.4P2.5P2.6P2.7+5V如果将发光二极管反接，则如何修改程序？ MOV P1, #0FFHUP: MOV A, P1 CPL A MOV P2, A SJMP UP思考题2、直接做输入口89C51+5V例2：用8051的P1口驱动8个发光二极管，P3.4接一个开关K1，当开关按下时，8个发光二极管由左向右轮流点亮；开关断开时，8个发光二极管不亮。试画出连接图，编制驱动程序。 解：（1）画电路图P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7（2）编程+5VP3.4MOVP3, #0FFHUP: MOVA, #0FEHUP1:JBP3.4, UP1 MOVP1, A

7、LCALLDLRLASJMPUP1DL:MOVR7, #2DL1: MOVR6, #250DJNZR6, $DJNZR7, DL1RET 在上述程序中，开关必须一直按着，灯才能轮流点亮，当开关断开时，停留在某个灯点亮状态。如果当开关断开时，灯全灭，如何修改程序？如果开关作为启动开关，开关按下并抬起时，灯才开始轮流点亮，则如何编程？预习实验熟悉实验板上与发光二极管和开关有关的电路。编制驱动程序，实现如下操作：（1）读入4个按键并使对应的LED点亮。（2）K1按下LED每2个为一组由右向左依次点亮。（3）K2按下并抬起时，LED由内向外轮流点亮。P3.2P3.3P3.4P3.5+5V思考题7.2

8、键盘和显示器接口技术7.2.1 键盘接口技术7.2.2 显示器接口技术 一、键盘类型 二、非编码键盘与单片机的接口 三、矩阵非编码键盘与单片机的接口 键盘是单片机控制系统最常用、最简单的输入设备。用户可以通过键盘输入数据或命令，实 现简单的人机通信。 7.2.1 键盘接口技术一、键盘类型 单片机控制系统键盘有编码键盘和非编码键盘两种。1、编码键盘除了键开关外，还有专门的硬件电路，用于识别闭合键并产生键代码。不仅如此，编码键盘一般还有去键抖动电路和防串键保护电路等。这种键盘的优点是所需软件简短，但硬件电路较复杂，价格较贵。 目前在单片机控制系统中使用不多。2、非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如

9、键识别、键代码的产生、去抖动等，不是由硬件完成而是由软件完成的。为了简化硬件电路，降低成本，目前单片机控 制系统中大多数采用非编码键盘。 非编码键盘的键开关可以排列成线性形式或矩阵形式，因此非编码键盘有线性非编码键盘和矩阵非编码键 盘两种。线性形式 单片机控制系统所用的键盘有编码键盘和非编码键盘两种。1、编码键盘除了键开关外，还有专门的硬件电路，用于识别闭合键并产生键代码。不仅如此，编码键盘一般还有去键抖动电路和防串键保护电路等。这种键盘的优点是所需软件简短，但硬件电路较复杂，价格较昂贵。目前在单片机控制系统中使用不多。2、非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键识别、键代码的产生、去抖动等，不

10、是由硬件完成而是由软件完成的。为了简化硬件电路，降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。 非编码键盘的键开关可以排列成线性形式或矩阵形式，因此非编码键盘有线性非编码键盘和矩阵非编码键盘两种。一、键盘类型矩阵形式二、非编码键盘与单片机的接口 线性非编码键盘的键开关排成一行或一列的形式，它与单片机的接口电路如图所示：K1K2K3K4P1.1P1.0P1.2P1.389C51+5V键处理程序如下：MOV P1, #0FFHUP1: MOV A, P1 ;读I/O口状态 ANL A, #0FH ;屏蔽无用位 CJNE A, #0FH, NEXT1;有闭合键？ SJMP UP1 NEXT1:

11、LCALL D10ms ;延时10ms去抖动 MOV A, P1 ;再读I/O口状态 ANL A, #0FH CJNE A, #0FH, NEXT2;有闭合键？ SJMP UP1NEXT2:JB P1.0, NEXT3 ;K1按下？ LCALL K1 ;K1键处理程序NEXT3:JB P1.1, NEXT4 ;K2按下？ LCALL K2 ;K2键处理程序NEXT4:JB P1.2, NEXT5 ;K3按下？ LCALL K3 ;K3键处理程序NEXT5:JB P1.3, UP1 ;K4按下？ LCALL K4 ;K4键处理程序 LJMP UP1 线性非编码键盘的工作原理：当键未被按下时，与此

12、键相连的I/O线获得高电平；当键被按下时，与此键相连的I/O线获得低电平，单片机只要读取I/O口状态，就可以获取按键信息，识别有无键按下和哪个键被按下。例：某单片机控制系统，P1口接有8发光二极管，P3.0、P3.1、P3.2、P3.3接有4个开关K1、K2、K3、K4，试画出接口电路，并编程使得当K1按下时8个发光二极管全亮；当K2按下时8个发光二极管闪亮；当K3按下时8个发光二极管由左向右点亮；当K4按下时8个发光二极管全灭。K1K2K3K4P3.1P3.0P3.2P3.389C51+5VP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7程 序 MOV B, #01H MOV

13、 P3, #0FFH MOV P1, #00H UP1: MOV A, P3 ANL A, #0FH CJNE A, #0FH, NEXT1 SJMP UP1 NEXT1: LCALL D10ms MOV A, P3 ANL A, #0FH CJNE A, #0FH, NEXT2 SJMP UP1NEXT2： JB P3.0, NEXT3 LCALL K1 NEXT3: JB P3.1, NEXT4 LCALL K2 NEXT4: JB P3.2, NEXT5 LCALL K3 NEXT5: JB P3.3, UP1 LCALL K4 LJMP UP1子程序K1： MOV P1，#0FFH R

14、ETK2： MOV P1，#0FFH LCALL D2S MOV P1，#00H LCALL D2S RETK3： MOV P1，B LCALL D2S MOV A，B RL A MOV B，A RETK4： MOV P1，#00H RET三、矩阵非编码键盘与单片机的接口 1、矩阵键盘结构 P1.3 P1.2 P1.1 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.000H04H08H0CH各行首键值00H01H02H03H各列序号2、矩阵键盘工作原理 行线P1.4 P1.7为输入，列线P1.0 P1.3为输出。CPU先使第一列（ P1.0）为“0”，其余行为“1”。读输入口P1.4 P1.7

15、的状态，若输入缓冲器的状态全部为“1”，则表示所在行无键按下；若输入缓冲器不全为“1”，说明所在行有键按下，CPU停止当前行线扫描，转入到列线扫描，行线P1.4 P1.7为“0”状态的列表示对应列有键按下。这样，行线与列数交叉键就是扫描到的按键。3、键盘扫描方式 程控扫描方式：CPU从执行程序就开始了键盘的扫描，等待来是键盘的命令。定时扫描方式：在程序初始化时，先对定时/计数器进行设置，使其每10ms中断一次，每次中断，CPU将去扫描一次键盘，若两次中断扫描到有键按下（这里考虑了消抖动），CPU将对键作相应的处理。中断扫描方式：采用中断扫描方式必需有外部中断接口，当有键按下时，产生中断请请求，

16、CPU响应中断，在中断服务程序扫描键盘，作相应处理。这是多任务应用系统常用的一种方式。4、键盘扫描过程 判断键盘上有无键按下：先对行进行扫描，当扫描到行线有键按下时，再对列线进行扫描，行线、列线均为“0”状态的键就是当前的按键。去除键的抖动：当扫描到有按键时，软件延时10ms再判该键是否仍是按键，如是则确认该键是当前的按键，若不是，则把它当成是误操作处理。 取键值：根据行号、列号建立一个键值数据表，采用MOVC A，A+DPTR查表指令。键值存于： 闭合键的键码值=以（TAB（数据表首地址）+行号+列号）为地址单元中的内容。5、键盘扫描编程 ORG 0000H LJMP START ORG 2

17、000HSTART：MOV P1, #0F0H ; P1口高四位为输入（可省） MOV R2，#0FEH ; 扫描初值（P1.0=0） MOV R3，#04H ;每次列扫描数 M0V R0，#00H ;列值计数器R0清零 KEY: MOV A，R2 ;开始扫描 MOV P1，A RL A MOV R2, A ;列扫描值左移一位 MOV A，P1 ;读P1状态 ANL A, #0F0H ;屏蔽低四位 下面以44键盘为例来说明程序扫描键盘程序的编写： CJNE A, #0F0H, JS ;若被按键在本列，则转JS INC R0 ;若被按键不在本列，则加1DJNZ R3，KEY ;4列未扫描完，则循

18、环EXIE: MOV A, #0FFH SJMP DONE ;没有按键按下，(A)=0FFHJS: JB ACC.4, JS1 ;被按键不在L0行，则转JS1 MOV A, #00H ;被按键在L0行，则行首键号00H送A AJMP JS4JS1: JB ACC.5, JS2 ;被按键不在L1行，则转JS2 MOV A, #04H ;被按键在L1行，则行首键号04H送A AJMP JS4JS2: JB ACC.6, JS3 ;被按键不在L2行，则转JS3 MOV A, #08H ;被按键在L2行，则行首键号08H送A AJMP JS4 JS3: JB ACC.7, JS1 ;被按键不在L3行，

19、则转JS4 MOV A, #0CH ;被按键在L3行，则行首键号0CH送A AJMP JS4JS4: ADD A, R0 ；（A）=行首键号+列值 MOV DPTR, #TAB MOVC A, A+DPTR; 查表得键值DONE: RETTAB： DB 01H，02H，03H，0AH DB 04H，05H，06H，0BH DB 07H，08H，09H，0CH DB 0EH，00H，0FH，0DH （不查表行不行？）一、数码管简介 二、单个七段LED数码管的接口三、多个七段LED数码管的接口 在单片机控制系统中显示器是必不可少的外设。常用的显示器有发光二极管，数码管和液晶显示器。本节介绍数码管接

20、口。7.2.2 显示器接口技术一、数码管简介组成：LED数码管由7段或8段发光二极管组成，在平面上排成 8字型。分类：有共阴极和共 阳极两种。COMabcdefgDpCOMabcdefgDp显示原理：使某些段点亮而另一些段不亮就可以显示0-9，A-F等字型。使某段点亮必须具备2个条件：共阴极管的公共端接地和共阳极管的公共端接电源。共阴极管的控制端接电源和共阳极管的控制端接地。共阳极 共阴极abcdefgDp二、单个七段LED数码管的接口 1、软译码连接法2、硬译码连接法 单个七段LED数码管与单片机的连接方法有2种：1、软译码连接法 在软译码连接法下，LED数码管与单片机的连接图 ：abcde

21、fgDpP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.789C51+5VabcdefgDp（1）欲使LED数码管显示2，试编程。 MOV P1,#01011011B（2）编程让LED数码管显示30H单元的内容（30H单元的内容在09之间）。 UP: MOV A，30HMOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTRMOV P1, ASJMP UPTAB ： DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H共阳极LED2、硬译码连接法 在硬译码连接法下，LED数码管与单片机的连接图 ：abcdefgDpP1.0P1.1P1.2

22、P1.3ABCD89C51 利用BCD码七段码译码器实现字形到字形码的转换。常用的BCD码七段码译码器有74LS48和74LS47。 编程让LED数码管显示30H单元的内容（30H单元的内容在09之间）。 MOV P1, 30HLTRBORBIabcdefgP1.4P1.5P1.6P1.7COMabcdefg74LS48共阴极LED+5V注意：在硬译码连接法下，直接送欲显示的数即可，字形到字形码的转换是用硬件实现的。三、多个七段LED数码管的接口 多个数码管与CPU的连接方法有4种：1、静态软译码连接法2、静态硬译码连接法3、动态硬译码连接法4、动态软译码连接法1、静态软译码连接法 在静态软译

23、码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：abcdefgDpDpP0.0P0.1P0.2P0.389C51P0.4P0.5P0.6P0.7COMabcdefg共阴极LEDDpP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7COMabcdefgDpP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7COMabcdefg1、编程在4个七段LED数码管上显示1234。 MOV P0，#06HMOV P1，#5BHMOV P2，#4FHMOV P3，#66HSJMP $DpP0.0

24、P0.1P0.2P0.389C51P0.4P0.5P0.6P0.7COMabcdefg共阴极LEDDpP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7COMabcdefgDpP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7COMabcdefg MOV DPTR, #TAB UP0: MOV A, 30H MOVC A, A+DPTR MOV P0, A MOV A, 31H MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV A, 32H MOVC A, A+DPTR

25、MOV P2, A MOV A, 33H MOVC A, A+DPTR MOV P3, A SJMP UP0TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH思考题 1、编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H，32H，33H单元中存放的1位BCD码的内容 。 DpP0.0P0.1P0.2P0.389C51P0.4P0.5P0.6P0.7COMabcdefg共阴极LEDDpP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7COMabcdefgD

26、pP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7COMabcdefg MOV DPTR, #TAB UP0: MOV A, 30H ANL A, #0FH MOVC A, A+DPTR MOV P0, A MOV A, 30H SWAP A ANL A, #0FH MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV A, 31H ANL A, #0FH MOVC A, A+DPTR MOV P2, A MOV A, 31H SWAP A ANL A, #0FH MOVC A, A+DPTR MOV P3, A SJMP UP0TAB: DB 3FH,06H,5BH,4F

27、H,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH2、编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H单元中的内容。（30H，31H单元中分别存有2位BCD码）2、静态硬译码连接法在静态硬译码连接法下，4个LED数码管与单片机连接图 ：P2.0P2.1P2.2P2.389C51DpP2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3COMabcdefgP1.4P1.5P1.6P1.7ABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VABCDLTRBORBIabcdefg74L

28、S47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5V+5V+5V+5V+5VP2.0P2.1P2.2P2.389C51DpP2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3COMabcdefgP1.4P1.5P1.6P1.7ABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5V例1：编程在4个七段LED

29、数码管上显示30H，31H单元中的内容。（30H，31H单元中分别存有2位BCD码） UP： MOV P1，30H MOV P2，31H SJMP UP +5V+5V+5V+5V例2：编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H，32H，33H单元中存放的1位BCD码的内容 。 UP： MOV A, 31H SWAP A ORL A, 30H MOV P1, A MOV A，33H SWAP A ORL A，32H MOV P2，A SJMP UPP2.0P2.1P2.2P2.389C51DpP2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgDpP1.0P1.1P1.2P1.3COMabc

30、defgP1.4P1.5P1.6P1.7ABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5VDpCOMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS47+5V+5V+5V+5V+5V3、动态硬译码连接法在动态硬译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ： 在动态连接法下，数码管公共端均受控。驱动程序的编制充分利用了人眼的视觉滞留效应，循环扫描各数码管，使各数码管不是连续显示，但给人的视觉印象是连续地在显示。每个数码管的显示时间不得低于1

31、ms，不亮的时间不能超过20 ms。 利用人眼的视觉滞留现象，实现让4个七段LED数码管上不同时显示1234，但人眼看到的效果却是同时显示1234。 P2.0P2.1P2.2P2.389C51P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS48+5VCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg1234P2.0P2.1P2.2P2.389C51P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS48+5VCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg例： 编程在4个七段L

32、ED数码管上显示1234。1234START: MOV P2, #11100001B LCALL D2MS MOV P2, #11010010B LCALL D2MS MOV P2, #10110011B LCALL D2MS MOV P2, #01110100B LCALL D2MS SJMP START编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H， 32H，33H单元中的内容。 P2.0P2.1P2.2P2.389C51P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgABCDLTRBORBIabcdefg74LS48+5VCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg1

33、234START: MOV R0, #30H MOV R7, #4 MOV R2, #0E0H UP: MOV A, R0 ORL A, R2 MOV P2, A LCALL D2MS INC R0 MOV A, R2 RL A MOV R2, A DJNZ R7, UP SJMP START思考题4、动态软译码连接法在动态软译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：驱动器P2.0P2.1P2.2P2.389C51P3.0P3.1P3.2P3.3COMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg1234P2.4P2.5P2.6P2.7例1： 编程在4个七段

34、LED数码管上显示1234。驱动器P1.0P1.1P1.2P1.389C51P2.4P2.5P2.6P2.7COMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg1234P1.4P1.5P1.6P1.7UP: MOV P1, #06H MOV P2, #0FEH LCALL D2Ms MOV P1, #5BH MOV P2, #0FDH LCALL D2MS MOV P1, #4FH MOV P2, #0FBH LCALL D2MS MOV P1, #66H MOV P2, #0F7H LCALL D2MS SJMP UP例2：编程在4个七段LED数码管上显示30H，

35、31H，32H，33H单元中的内容。驱动器P1.0P1.1P1.2P1.389C51P3.0P3.1P3.2P3.3COMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefgCOMabcdefg1234P1.4P1.5P1.6P1.7START: MOV R0,#30H MOV R7,#4 MOV R2,#0FEH MOV DPTR,#TAB UP: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P1,A MOV P3,R2 LCALL D2MS INC R0 MOV A,R2 RL A MOV R2,A DJNZ R7,UP SJMP START TAB : DB 3FH,06H,

36、5BH,4FH DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH返 回 7.3.1 模拟接口概述 7.3.2 DAC及其接口 7.3.3 ADC及其接口 7.3 A/D、D/A转换接口技术 单片机的外部设备不一定都是数字式的，也经常会和模拟式的设备连接。 例如单片机来控制温度、压力时，温度和压力都是连续变化的，都是模拟量，在单片机与外部环境通信的时候，就需要有一种转换器来把模拟信号变为数字信号，以便能够输送给单片机进行处理。而单片机送出的控制信号，也必须经过变换器变成模拟信号，才能为控制电路所接受。这种变换器就称为数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器。 CPU与模拟外设之间的接

37、口电路称为模拟接口。 在这一节里将介绍单片机与 A/D及D/A转换器接口，以及有关的应用。 7.3.1 模拟接口概述一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 7.3.2 DAC及其接口DAC0832 集成化的D/A转换器有两类不同的芯片：一类是不便和微处理器微计算机接口的，这类芯片只

38、有数字输入、模拟输出等端子，不带使能端及其他控制端。 另一类D/A芯片是为微机系统设计的，因而带有使能端等控制输入，以便和微机接口。 能与微机接口的D/A芯片也有许多种，其中有的是不带数据锁存器的，这类D/A转器与微机连接时不够方便。也有的是带有数据锁存器的，目前应用较广泛，下面通过 典型芯片来介绍单片机与这类DA转换器的接口。一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(C

39、onvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 分辨率反映了数字量在最低位上变化1位时输出模拟量的最小变化。 一般用相对值表示。对于8位D/A转换器来说，分辨率为最大输出幅度的0.39，即为1/256。而对于10位D/A转换器来说，分辨率可以提高到0.1，即1/1024。 7.3.2 DAC及其接口一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转

40、换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 偏移误差是指输入数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值。这种误差一般可在D/A转换器外部用电位器调节到最小。7.3.2 DAC及其接口一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 线性度是指D

41、/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的最大误差，或最大偏移。一般情况下，偏差值应小于0.5LSB。这里LSB是指最低一位数字量变化所带来的幅度变化。7.3.2 DAC及其接口一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 精度为实际模拟输出与理想模拟输出之间的最大偏差。除了线性度不好会影

42、响精度之外，参考电源的波动等因素都会影响精度。可以理解为线性度是在一定测试条件下得到的D/A转换器的误差，而精度是指在实际工作时的DA转换器的误差，一般质量的D/A转换器的精度为满量程的0.21LSB。7.3.2 DAC及其接口一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 转换速度即每秒

43、钟可以转换的次数，其倒数为转换时间。7.3.2 DAC及其接口一、DAC介绍1DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。2DAC的参数：描述DA转换器性能的参数很多，主要有以下几个：分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetError) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity) 温度灵敏度是指输入不变的情况下，输出模拟信号随温度的变化。7.3.2 DAC及其接口DAC 0832的结构DAC 0832的引脚DAC 0832的接口DAC 0832的应用二、典型

44、DAC芯片及其接口8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2 8位输入寄存器由8位D锁存器组成，用来作为输入数据的缓冲寄存器。 它的8个数据输入可以直接和微机的数据总线相连。LE1为其控制输入，LE1=1时，D触发器接收信号，IE1=0时，为锁存状态。 8位DAC寄存器它也由8位D锁存器组成。8位输人数据只有经过DAC寄存器才能送到DA转换器去转换。 它的控制端为LE2，当LE2=1时，输出跟随输入，而当LE2=0时为锁存状态。DAC寄存器的输出直接送到8位DA转

45、换器进行数模转换。 LE1=1的条件： ILE=1，WR1=0，CS=0 LE2=1的条件： WR2=0，XFER=0Rfb1、DAC0832的结构DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2Rf

46、b2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 它的输出是与数字量成比例的电流，Vref为参考电压输入，Rfb为运算放大器的反馈电阻，引脚Rfb则是这个反馈电阻瑞，接到运算放

47、大器的输出端。Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 DAC0832有两个电流输出端：Iout1为DAC电流输出1，当DAC寄存器中为全1时，输出电流最大，当DA

48、C寄存器中为全0时，输出电流为0。Iout2为DAC电流输出2，Iout2为一常数与Iout1之差，即Iout1+Iout2=常数在实际使用时，总是将电流转为电压来使用，即将Iout1和Iout2加到一个运算放大器的输入。Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地

49、端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 DI0DI7是数字量输入信号线。可以直接和微机的数据总线相连。Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VRE

50、F一般可在+10V到10V范围内选用。 ILE：输入锁存允许信号，高电平有效。只有当ILE=1时，输人数字量才可能进入8位输入寄存器。 Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V

51、范围内选用。 CS：片选输入，低电平有效。只有当WR1CS=0时，这片0832才被选中工作。Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 WR1：写信号1，低电平有效，

52、控制输入寄存器的写入。 Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 XFER：传送控制信号，低电平有效。控制数据从输入寄存器到DAC寄存器的传送。 Rfb2、DAC0

53、832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用时用15V电源。 AGND为模拟量地线，DGND为数字量地线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF一般可在+10V到10V范围内选用。 WR2：写信号2，低电平有效，控制DAC寄存器的写人。 Rfb2、DAC0832的引脚8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器DI0D

54、I1DI2DI3DI4DI5DI6DI7+ILECSWR1XFERWR2VREFIOUT1IOUT2DGNDLE1LE2DAC0832转换器可以有三种工作方法，即直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。（1）直通方式：这时两个8位数据寄存器都处于数据接收状态，即LEI和IE2都为1。输人数据直接送到内部DA转换器去转换。（2）单缓冲方式：这时两个8位数据寄存器中有一个处于直通方式(数据接收状态)，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时，0832中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将8位DAC寄存器置于直通方式。（3）双缓冲方式：这时两个8位数据寄存器都不处于直通方式，单片机或

55、其他微机必须送两次写信号才能完成一次DA转换。Rfb3、DAC0832的接口直通方式：这时两个8位数据寄存器都处于数据接收状态，即LEI和IE2都为1。因此，IEL =1，而CS、WRl、WR2和XFER为0。输人数据直接送到内部DA转换器去转换。这种方式可用于一些不带微机的控制系统中。（1）直通方式单缓冲方式：这时两个8位数据寄存器中有一个处于直通方式(数据接收状态)，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时，0832中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将8位DAC寄存器置于直通方式。为此，应将WR2和XFER固定接零。而输入寄存器是工作于锁存器状态，它对于8031单片

56、机来说，相当于一个外部RAM单元。 （2）单缓冲方式执行下面的几条指令就能完成一次D/A转换: MOV DPTR, 7FFFH; 指向DAC0832 MOV A, DATA; 数字量装入A MOVX DPTR, A; 完成一次D/A输入与转换 （2）单缓冲方式单缓冲方式例图 7.42 阶梯波形图 产生阶梯波的程序如下: START: MOV A, 00H ; MOV DPTR, 7FFFH ; 0832 的地址送DPTR MOV R1, 0AH ; 台阶数为 10LP: MOVX DPTR, A ; 送数据至 0832 LCALL DELAY ; 1 ms延时 DJNZ R1, NEXT ;

57、不到 10 台阶转移 SJMP STRT ; 产生下一个周期NEXT: ADD A, 10 ; 台阶增幅 SJMP LP ; 产生下一台阶DELAY: MOV 20H, 249 ; 1 ms延时程序AGAIN: NOP NOP DJNZ 20H, AGAIN 双缓冲方式：这时两个8位数据寄存器都不处于直通方式，单片机或其他微机必须送两次写信号才能完成一次DA转换。若采用双缓冲方式，则DAC0832应被看作是外部RAM的两个单元而不是一个单元。 （3）双缓冲方式（3）双缓冲方式MOV DPTR, 0DFFFH ; 指向DAC0832(1)MOV A, data1 ; data1送入DAC0832

58、(1)中锁存MOVX DPTR, A ; MOV DPTR, 0BFFFH ; 指向DAC0832(2)MOV A, data2 ; data2送入DAC0832(2)中锁存MOVX DPTR, AMOV DPTR, 7FFFH ; 给0832(1)和(2)提供WR信号MOVX DPTR, A ; 同时完成D/A转换输出 数模转换器可以应用在许多场合，这里介绍用DA转换器来产生各种波形。锯齿波的产生三角波的产生 梯形波的产生 4、DAC0832的应用 锯齿波分为正向锯齿波和负向锯齿波。其中正向锯齿波应用广泛。在许多控制应用中，要求有一个线性增长的电压（正向锯齿）来控制检测过程，移动记录笔或移动

59、电子束等。正向锯齿波形如图所示： 产生正向锯齿波的方法：通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现。 DAC0832的输入寄存器的地址为7FFFH （1）锯齿波的产生 MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#00H WW: MOVX DPTR，A INC A NOP NOP NOP AJMP WW 1、以下程序将产生何种波形？ MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#00H WW: MOVX DPTR，A DEC A NOP NOP NOP AJMP WW 2、编程产生如下锯齿波4V1V MOV DPTR，#7FFFHWW1：MOV A，#33H WW:

60、 MOVX DPTR，A INC A LCALL D1ms CJNE A，#0CDH，WW AJMP WW1D1ms： MOV R7，#250 DJNZ R7， RET思考题 三角波是由两段直线组成的，先送出一个线性增长的波形，达到最大值时，再进出一个线性减少的波形，两者结合，就成为三角波。然后使之不断地重复，就能得到一个连续的波形。 实际上这里所说的线性波形仍是一些台阶很小的阶梯波形。为了更逼近线性增长，应使台阶的幅度尽可能小(1位LSB)，并且整个波形中台阶的高度和宽度应保持不变。为此，要特别注意转折处的处理，避免出现台阶的宽度变宽或其他影响波形线性的现象出现。（2）三角波的产生 STAR