案例7 AD_DA转换

1、8051扩充资源及其编程常熟理工学院物电院2014.12扩充资源 8255、8155、8253 D/A转换 A/D转换知识点 了解8255、8155、8253、ADC0809、DAC0832等常用器件的结构与功能，会设计相应的硬件电路； 掌握外部RAM概念，会根据硬件电路确定外部RAM地址，能正确对外RAM进行读写操作； 掌握用查询或中断方式对扩充资源编程。A/D转换-模拟数字转换 DAS：数据采集系统(Data Acquisition System) 是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行取样、量化转换成数字量后，供后级处理器进行存储、处理、显示或打印的装置。ADC0809 8位A/D转换

2、器（28PIN） IN0IN7：8个模拟通道输入端。 ADDC、ADDB、 ADDA：通道地址线（000111对应了8个通道） ALE：地址锁存允许信号。 START：启动转换信号。 EOC：转换结束信号。 OE：输出允许信号（允许读）。 CLK：外部时钟脉冲输入端，典型值640K。 VREF(+)、VREF(-)：参考电压输入端。 Vcc：5V电源。 GND：地。ADC0809结构结构 模拟通道（模拟通道（8 8） 数据线（数据线（D7D7D0D0） 地址线（地址线（C C、B B、A A） 控制线控制线 电压比较器（逐电压比较器（逐步逼近式）步逼近式） 输出锁存器输出锁存器 转换公式：转换

3、公式： Vin=D/Vin=D/（28281 1）VrefVrefA/D转换精度 若Vref=5V，则8 位A/D 转换精度：1/255*5V=19.6mV10位A/D 转换精度：1/1023*5V=4.89mV12位A/D 转换精度：1/4095*5V=1.22mV A/D指标：Vref位数转换速率（串行、并行）通道数ADC0809转换 对ADC0809来说，当Vref=5V时，3V模拟量对应的数字量是多少？ 对ADC0809来说，当Vref=5V时，若转换到的数字量为0 x7A，则对应的模拟量是多少？ 设计转换电路时，地址线（C、B、A）和数据线（D7D0）应如何与8051连接？ADC08

4、09时序图ADC0809与与8051连接图连接图 各通道地址不连续A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0地址AIN0000*0 x0000AIN1001*0 x2000AIN2010*0 x4000AIN3011*0 x6000AIN4100*0 x8000AIN5101*0 xA000AIN6110*0 xC000AIN7111*0 xE000ADC0809与与8051连接图连接图 各通道地址连续A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0地址AIN0*0000 x0000AIN1*0010 x0001AIN2*0100

5、x0002AIN3*0110 x0003AIN4*1000 x0004AIN5*1010 x0005AIN6*1100 x0006AIN7*1110 x0007ADC0809与与8051连接图连接图外部外部RAM读写操作语句读写操作语句读、写RAM操作 #include absacc.h XBYTE0 x0000=0; /写操作 /ADC0809写操作（START、ALE） 向地址为0 x0000（A15=0 A2A1A0=000）的外部RAM写（WR#=0）字节数据0（D7D0=00） a= XBYTE0 x0000;/读操作 /ADC0809读操作（OE） 从地址为0 x0000（A15=

6、0 A2A1A0=000）的外部RAM读（RD#=0）字节数据（D7D0）到变量a/宏定义#define AIN0 XBYTE0 x0000AIN0=0; /写操作 a=AIN0; /读操作 ADC0809编程ADC0809编程-查询方式#include reg51.h#include absacc.h#define AIN0 XBYTE0 x0000 sbit EOC=P33;void main(void) unsigned char i=0;while(1)AIN0=0; /启动转换i=i;i=i;while(EOC =0); /等待AD转换结束a=AIN0; /读AD转换结果 为什么要两

7、条i=i指令？ADC0809通用采集函数-查询方式对某通道A/D转换的通用函数unsigned char adc0809(unsigned char channel)unsigned char xdata *ad_adr;unsigned char i,a;ad_adr=&IN0;ad_adr=ad_adr+channel;*ad_adr=0;i=i;i=i;while(EOC =0);a=*ad_adr;return(a);ADC0809编程-中断方式ADC0809编程-中断方式#include absacc.h#define AIN0 XBYTE0 x0000 sbit EOC =P33;

8、unsigned char a;void INT1_ISR(void) interrupt 0a=AIN0; /读AD转换结果void main(void) unsigned char i=0;IT0=1;EX0=1;EA=1;while(1)if(-)AIN0=0; /启动转换i=i;i=i; 例例：ADAD滤波（去噪）：采样多次，去最高、去最低，求平均滤波（去噪）：采样多次，去最高、去最低，求平均 unsigned char adc0809(unsigned char channel) unsigned char aver(unsigned char x,int n)D/A转换常熟理工学院

9、物电院2014.12DAC0832引脚DAC0832结构DAC0832组成： 8位输入寄存器 8位DAC寄存器 8位D/A转换器DAC0832结构 DAC0832有两级锁存器：第一级：输入寄存器第二级：DAC寄存器 DAC0832工作方式： 单缓冲方式 双缓冲方式（见下）因此，DAC0832可工作在双缓冲方式下，这样在输出模拟信号的同时可以采集下一个数字量，这样可以有效地提高转换速度。另外，有了两级锁存器，可以在多个DA转换器同时工作时，利用第二级锁存信号实现多路DA的同时输出。DAC0832引脚功能DI7DI0：8位数据输入端。ILE：输入寄存器的数据允许锁存信号。CS#： 输入寄存器选择信

10、号。WR1#：输入寄存器的数据写信号。XFER#：数据向DAC寄存器传送信号，传送后即启动转换WR2#：DAC寄存器写信号，并启动转换。Iout1，Iout2：电流输出端。Vref参考电压输入端。Rfb：反馈信号输入端。Vcc：芯片供电电压。AGND：模拟电路地。DGND：数字地。DAC0832输出 DAC0832的输出是电流型的 采用I/V转换电路：电流信号转电压信号 输出电压值为D255 Vref （8位D/A转换）。参考电压可正，亦可负DAC0832典型应用利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得fOIRv0IfvRIIO实现实现I/V转换，输出为负的，如何输出正的？转换，输出为负的，如何输出正

11、的？Vref=-5VDAC0832典型应用vIvO- -+RfR1AvNvPR2电压并联负反馈电压并联负反馈0PN vv利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得fON1NIRvvRvv I1fOvRRv 输出与输入反相输出与输入反相DAC0832电路设计 如图引脚如何连接？DAC0832电路设计741实现I/V转换Vref=+5VAGND、DGND共地DAC0832的外RAM地址确定DAC0832时序图8051外RAM写时序图 写语句：DAC0832=i;外部RAM写操作#define DAC0832 XBYTE0 x0000DAC0832i;功能：写外RAM操作向地址为0 x7FFF的外部RAM输出

12、数据i。DAC0832的单缓冲接口输入寄存器、DAC寄存器共用一个地址 ILE接5V，始终保持有效； WR1#和WR2#相连，接8051的WR#，即数据同时写入两个寄存器； Xfer#（传送允许信号）与CS#（片选）相连，即选中DAC0832后，写入数据立即启动转换。根据连线确定0832的地址为：0000H读程序，说明功能#include absacc.h#include reg51.h#define DAC0832 XBYTE0 x0000void stair(void) unsigned int i; for(i=0;i255;i+) DAC0832=i; void main(void)

13、while(1)stair();锯齿波电压输出编写程序实现各信号输出void wave_rect(void)void wave_stair(void)void wave_sin(void) /正弦波输出for(i=0;i2*PI;i+)DAC0832=i;程序中有何问题？正弦波输出程序void wave_sin(void) /正弦波输出float alfa;for(alfa =0; alfa PI; alfa +=0.1)DAC0832=(unsigned char)(127+127*sin(alfa);for(alfa =0; alfa PI; alfa +=0.1)DAC0832=(uns

14、igned char)(127-127*sin(alfa);DAC0832双缓冲方式电路框架 输入寄存器的控制信号（CS）和DAC寄存器的控制信号（Xfer）分开控制，这种方式适用于几个模拟量需同时输出的系统，每一路模拟量输出需一个DAC0832，构成多个0832同步输出系统。DAC0832双缓冲接口电路 两片0832的输入寄存器各占一个单元地址 两个DAC寄存器占用同一单元地址。 操作： 先向两个0832的输入寄存器写入待转换数据， 后向两个DAC寄存器同时传送启动命令 传送的同时实现两路DA转换。DAC0832寄存器外部RAM地址配置DAC0832的双缓冲程序#define INPUTR1 XBYTE0 x