第10章+ADDA转换器的应用+

1、第第10章章 A/D、D/A转换器的应用转换器的应用 nMCS-51单片机与单片机与n 转换器的接口技术转换器的接口技术n MCS-51单片机与单片机与12位位A/D转换转换n 器的串、并行接口技术器的串、并行接口技术n MCS-51单片机与具有总线接口单片机与具有总线接口n 芯片芯片PCF8591的使用方法的使用方法 10.1.110.1.1 8 8位逐次比较式位逐次比较式A/DA/D转换器转换器08090809的应用的应用 1 1ADC0809ADC0809的逻辑结构的逻辑结构八路模拟量开关地址锁存与译码八路A/D转换器三态输出锁存器38IN0AIN7CBALESTCLKVR+ VR-OE

2、EOCGND0D7DCCV 12345678910111213141918171615282726252423222120ADC08094INADDCEOC3DSTARTCLOCKOEGND)(REFVCCVALE)(REFVADDB3IN5IN6IN7IN0IN1IN2IN1D2D)LSB(0D4D5D6D)MSB(7DADDA ADD CADD BADD A输入通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7n（1）IN0IN7：8路模拟通道路模拟通道的输入端。的输入端。n（2）D0D7：8位数字量位数字量输出端。输出端。n（3）VREF

3、（+）、VREF（-）：正、负参考电压输入端。：正、负参考电压输入端。一般情一般情 况下况下VREF（+）与与VCC相连接，相连接，VREF（-）与与GND相连接相连接n（4）CLOCK：时钟输入信号。：时钟输入信号。n（5）START：转换启动信号，高电平有效。：转换启动信号，高电平有效。n（6）ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道选择输入端。：模拟通道选择输入端。n（7）ALE：地址锁存信号。：地址锁存信号。n（8）EOC：A/D转换结束信号转换结束信号，此信号常被用来作为中断，此信号常被用来作为中断 请求信号。请求信号。n（9）OE：允许输出信号。：允许输出信号。 +ALECLKP2.

4、7P074LS373GA0A1A2A7WRRD1INTEOCADDCADDBADDA0D7DSTARTALEOEDCKQQ74LS74)(REFV)(REFV7IN0IN八路模拟量输入89C51+5V74LS02GNDADC0809n ORG 0000Hn SJMP MAINn ORG 0013Hn SJMP INT1n ORG 0030HnMAIN: MOV R1，#30H；置数据区首址；置数据区首址n MOV R7，#08H ；置通道数；置通道数n MOV DPTR，#7FFF8H ；P2.7 0，指向，指向IN0n SETB IT1 ；开中断；开中断n SETB EX1n SETB EA

5、n READ： MOVX DPTR，A；启动；启动A/DnHERE： SJMP HERE；等待中断；等待中断n DJNZ R7，READ；巡回未完继续；巡回未完继续 nnINT1： MOVX A，DPTR；读取转换结果；读取转换结果n MOVX R1，A；存放数据；存放数据n INCR1；指向下一存储单元；指向下一存储单元n INCDPTR；指向下一通道；指向下一通道n RETI；中断返回；中断返回n END（2 2）利用查询方式对）利用查询方式对8 8路模拟信号进行采集路模拟信号进行采集 n ORG0000Hn AJMPMAINn ORG0030HnMAIN: MOVDPTR，#7FF8H；

6、P2.7=0，且指向，且指向IN0n MOVR1，#30H ；置数据区首地址；置数据区首地址n MOVR7，#08H ；置通道数；置通道数nREAD： MOVX DPTR，A ；启动；启动A/DnHERE： JBP3.3，HERE；查询转换完否；查询转换完否n MOVX A，DPTR ；读取转换结果；读取转换结果n MOVX R1，A；存放数据；存放数据n INCR1；指向下一个存储单元；指向下一个存储单元n INCDPTR；指向下一通道；指向下一通道n DJNZR7，READ ；巡回未完继续；巡回未完继续n ENDn10.2.1 8位位D/A转换器转换器0832的应用的应用 n1DAC083

7、2的逻辑结构与引脚功能的逻辑结构与引脚功能 8位输入锁存器8位DAC寄存器8位D/A转换器2LE1LE2WR70DIDI765416151413ILE1912181781211931020VCCDGNDAGNDREFV2OUTI1OUTIfbRfbR1WRCSXFERn（1 1）分辨率：）分辨率：8 8位；位；n（2 2）增益）增益温度系数：温度系数：0.020.02；n（3 3）单电源供电：单电源供电：电源范围为电源范围为+5V+5V+15V+15V；n（4 4）转换速度：）转换速度：约约1us1us；n（5 5）数据输入可采用）数据输入可采用双缓冲、单缓冲或双缓冲、单缓冲或 直通方式。直通

8、方式。12345678910111213141516DAC0832VrefWR1AGNDDI3DI2DI1VCCWR2XFERDI4DI5DI6DI7CSDI0ILE19201817IOUT1IOUT2RfbDGND主要引脚功能：主要引脚功能： （1 1）I IOUT1OUT1：DACDAC电流输出电流输出1 1端：端： 当当8 8位输入数字量全为位输入数字量全为1 1时，此电流最大；时，此电流最大； 当当8 8位输入数字量全为位输入数字量全为0 0时，此电流为时，此电流为0 0；（2 2）I IOUT2OUT2：DACDAC电流输出电流输出2 2端。端。I IOUT1OUT1+ I+ IOU

9、T2OUT2= =常数；常数；（3 3）V VREFREF：参考电压输入端，可在：参考电压输入端，可在-10V-10V+10V+10V范围范围内选择；内选择；（4 4）AGNDAGND、DGNDDGND：模拟地和数字地。：模拟地和数字地。（5 5）V VCCCC：电源，可在：电源，可在+5V+5V+15V+15V间选择。间选择。 nD/AD/A转换器输出分为单极性和双极性两种输出形式。转换器输出分为单极性和双极性两种输出形式。 70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832OUTVREFV+5V70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832OUTV-+REFV+5V 单极性

10、输出单极性输出 双极性输出双极性输出 nMCS-51与与DAC0832接口时，可以有三种连接方式：单缓接口时，可以有三种连接方式：单缓冲方式、双缓冲方式和直通方式。冲方式、双缓冲方式和直通方式。70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832REFV+5VCS1WR2WRXFERAGNDILEVCC89C51P0P2.7LM358WRVOUT+12V-12V 单缓冲方式单缓冲方式n DAADR EQU 7FFFH；DAC0832端口地址端口地址nORG 1000HnSTAR： MOV DPTR，#DAADR n ；选中；选中DAC0832nMOV A，#00HnLP：MOVX DPTR

11、，A ;向向DAC0832输出数据输出数据nINC AnSJMP LP 1. 什么是II总线？n I I2 2C C的意思是的意思是“内部集成电路总线内部集成电路总线”或或“集成电路见总集成电路见总线线”它是将计算机控制技术应用到彩电的成功范例。它是将计算机控制技术应用到彩电的成功范例。n I I2 2C C(Inter(InterIntegrated Circuit)Integrated Circuit)总线是一种由总线是一种由PHILIPSPHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。其外围设备。I2CI2C总线产生于在总

12、线产生于在8080年代，最初为音频和视频年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。系统的安全性，方便了管理。 n2 2 总线的总线的结构结构 n总线进行数据传输时只需两根信号线，

13、一根是双向的数据线总线进行数据传输时只需两根信号线，一根是双向的数据线SDASDA，另一根是时钟线，另一根是时钟线SCLSCL。n总线是一个多主机总线，即一个总线可以有一个或多个主机，总线是一个多主机总线，即一个总线可以有一个或多个主机，总线运行由主机控制。总线运行由主机控制。 SDASCL单片机A单片机BSRAM或E2PROMA/D或D/A日历时钟其他I2C外围设备SDASDASDASDASDASDASCLSCLSCLSCLSCLSCL总线的基本结构总线的基本结构 CI2CI23.优点优点nI2CI2C总线最主要的优点是其总线最主要的优点是其简单性和有效性简单性和有效性。由于接口直接。由于接

14、口直接在组件之上，因此在组件之上，因此I2CI2C总线总线占用的空间非常小占用的空间非常小，减少了电路，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达度可高达2525英尺，并且能够以英尺，并且能够以10Kbps10Kbps的的最大传输速率支持最大传输速率支持4040个组件。个组件。I2CI2C总线的另一个优点是，它总线的另一个优点是，它支持多主控支持多主控(multimastering)(multimastering)， 其中任何能够进行发送和接收的设备其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号

15、的传输和时钟都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。 n（1 1）总线数据传送的时序要求）总线数据传送的时序要求 n 为了保证数据传送的可靠性，标准的总线数据为了保证数据传送的可靠性，标准的总线数据传送有着严格的时序要求，如传送有着严格的时序要求，如: :n 总线上时钟信号的最小低电平周期为总线上时钟信号的最小低电平周期为4.7us4.7us， 最小的高电平周期为最小的高电平周期为4us4us等。等。 n 用单片机的普通用单片机的普通I/OI/O口模拟总线的数据传送时，口模拟总线的数据传送时，单片机的

16、时钟信号都能满足单片机的时钟信号都能满足SDASDA、SCLSCL上升沿、下降上升沿、下降沿的时间要求沿的时间要求，因此，在时序模拟时，最重要的是，因此，在时序模拟时，最重要的是保证典型信号。保证典型信号。 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)启动(b)终止(c)发送0/发送应答位(d)发送1/发送非应答位继继 续续1 1 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1

17、SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)启动(b)终止(c)发送0/发送应答位(d)发送1/发送非应答位继继 续续2 2 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)启动(b)终止(c)发送0/发送应答位(d)发送1/发送非应答位继继 续续3 3 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)启动(b)终止(c

18、)发送0/发送应答位(d)发送1/发送非应答位继继 续续4 4 启动信号子程序启动信号子程序STAnSTA：SETB P1.0 ；总线启动子程序；总线启动子程序n SETB P1.1NOPn NOPn CLR P1.1n NOPn NOPn CLR P1.0n RETSCLSDA返返 回回终止信号子程序终止信号子程序STOPSTOPnSTOP： NOP；停止子程序；停止子程序n CLR P1.1nSETB P1.0n NOPn NOPn SETB P1.1n NOPn NOPn CLR P1.0n RET返返 回回发送应答位子程序发送应答位子程序 MACKnMACK： CLR P1.0；应答子

19、程序；应答子程序n SETB P1.1；准备发送；准备发送n NOPn NOPn CLR P1.0n SETB P1.1n RET返返 回回发送非应答位子程序发送非应答位子程序 MNACKnMNACK： CLRP1.0n CLRP1.1n SETBP1.1 ；非应答子程序；非应答子程序n SETBP1.0 n NOPn NOPn CLRP1.0n CLRP1.1n RETn总线数据模拟传送的通用软件包除了上述基本的总线数据模拟传送的通用软件包除了上述基本的启动、启动、停止、发送应答位和发送非应答位子程序停止、发送应答位和发送非应答位子程序外，还有外，还有: :n应答位检查（应答位检查（CACK

20、CACK）; ;n发送一个字节数据（发送一个字节数据（WRBYTWRBYT）、接收一个字节数据）、接收一个字节数据（RDBYTRDBYT）; ;n发送发送n n个字节数据（个字节数据（WRNBYTWRNBYT）、接收）、接收n n个字节数据个字节数据（RDNBYTRDNBYT）子程序。子程序。nCACKCACK：SETBSETB P1.1P1.1 ；设；设P1.1P1.1为输入为输入n SETBSETB P1.0P1.0 ；准备读；准备读n CLRCLRF0F0n MOV MOVA A，P1P1；读；读P1.1P1.1n JNB JNBACC.1ACC.1，GENDGEND ；判断有无应答；判

21、断有无应答n SETBSETB F0F0；P1.1P1.1为为“1”1”，无应答，无应答，F0=1F0=1nGENDGEND：CLRCLRP1.0P1.0 ；P1.1P1.1为为“0”0”，有应答，有应答，F0=0F0=0n NOP NOPn RET RETSCLn占用资源：占用资源：R0，C。nWRBYT：MOVR0，#08Hn CLR P1.0 n CLR Cn WLP： RLC An JC WR1 n AJMPWR2nWLP1： DJNZR0，WLPn RETnWR1：SETBP1.1 n SETBP1.0n NOPn NOPn CLRP1.0n AJMPWLP1nWR2：CLRP1.1

22、 n SETBP1.0n NOPn NOPn CLRP1.0n AJMPWLP1写入数写入数据据1 1的子的子程序程序写入数写入数据据0 0的子的子程序程序 接收一个字节数据（接收一个字节数据（RDBYTRDBYT）子程序）子程序 nRDBYT： MOV R0，#08HnRLP：SETB P1.1n SETB P1.0n MOV A，P1n JNBACC.1，RD0n AJMPRD1nRLP1： DJNZ R0，RLPn RETnRD0： CLRCn MOV A，R2n RLCAn MOV R2，An CLRP1.0n AJMP RLP1nRD1： SETBCn MOV A，R2n RLC A

23、n MOV R2，An CLR P1.0n AJMPRLP1 发送发送n n个字节数据（个字节数据（WRNBYTWRNBYT）子程序）子程序 nWRNBYT：PUSH PSWn MOVPSW，#18Hn MOVR3，NUMBYTn LCALLSTAn MOVA，SLAn LCALLWRBYTn LCALLCACKn JBF0， WRNBYTn MOVR1，MTDnWRDA： MOV A，R1n LCALLWRBYTn LCALLCACKnLCALLWRBYTnLCALLCACKnJB F0，WRNBYTnINCR1 nDJNZR3，WRDAnLCALLSTOPnPOPPSWnRET nRDNB

24、YT：PUSH PSWn MOV PSW，#18n MOV R3，NUMBYTn LCALL STAn MOV A，SLAn LCALL WRBYTn JBF0，RDNBYTnRDN： MOV R1，#MRDnRDN1： LCALLRDBYn MOV R1，An DJNZR3，ACKn LCALLMNACK n LCALLSTOP n POPPSWn RETnACK: LCALLMACKn INC R1n SJMPRDN1 12345678910111213141516PCF8591VSSAIN1AIN2AIN3A0A1VCCVREFAGNDEXTOSCSCLSDAAIN0A2AOUT n控制

25、寄存器其控制字格式如下：控制寄存器其控制字格式如下： nD1、D0=00时：时：模拟量输入通道模拟量输入通道选择选择0通道通道nD1、D0=01时：模拟量输入通道选择时：模拟量输入通道选择1通道通道nD1、D0=10时：模拟量输入通道选择时：模拟量输入通道选择2通道通道nD1、D0=11时：模拟量输入通道选择时：模拟量输入通道选择3通道通道D7D6D5D4D3D2D1D000nD2D2：自动增量选择位自动增量选择位，此位有效，此位有效，A/DA/D转换通道自动转换通道自动循环递增，每次循环递增，每次A/DA/D转换结束都自动选择下一通道。转换结束都自动选择下一通道。nD3D3、D7D7：标志位，必须设置为标志位，必须设置为“0”0”。nD5D5、D4D4：模拟量输入方式选模拟量输入方式选择，分别为择，分别为4 4路单端输入、路单端输入、3 3路差分输入、单端与差分混合、两路差分输入路差分输入、单端与差分混合、两路差分输入4 4种方种方式。式。n D6D6：模拟量输出允许位模拟量输出允许位，D6=1D6=1时激活模拟量输出时激活模拟量输出D7D6D5D4D3D2D1D000D5 D4 AIN0 AIN1 AIN2 AIN3 输入方式 0 0 （独立） （独立） （独立） （独立） 4路单端输入 0 1 （公共端） 3路差分输入