单片机的模拟接口技术单片机课件(最新版)

1、第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术2n模拟量：可以是电压、电流等电信号，也可以是声、光、模拟量：可以是电压、电流等电信号，也可以是声、光、压力、温度、湿度等随时间连续变化的非电气量。压力、温度、湿度等随时间连续变化的非电气量。n非电量的模拟量可以通过传感器（如光电传感器、压力传非电量的模拟量可以通过传感器（如光电传感器、压力传感器、温度传感器）转换成电信号。感器、温度传感器）转换成电信号。n模拟量只有转换成数字量才能被单片机采集模拟量只有转换成数字量才能被单片机采集、分析分析、计算计算。n经处理的数字量必须转换成模拟量才能去驱动被控对象。经处理的数字量必须转换成模拟量才能去

2、驱动被控对象。11.0 概述概述被控被控对象对象传感器传感器MCS-51单片机单片机非电量非电量模拟电量模拟电量数字量数字量数字量数字量模拟电量模拟电量控制操作控制操作A/D转换器转换器执行执行元件元件D/A转换器转换器第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术3一、一、D/A转换器的原理及主要技术指标转换器的原理及主要技术指标p数模转换即将数字量转换为模拟电量数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。11.1 数数/模模(D/A)转换接口转换接口被控被控对象对象模拟模拟传感器传感器MCS-

3、51单片机单片机非电量非电量模拟电量模拟电量数字量数字量数字量数字量模拟电量模拟电量控制操作控制操作A/D转换器转换器执行执行元件元件D/A转换器转换器第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术4)2D2D2(D2RVRV0066778REFFB01. D/A转换器的基本原理转换器的基本原理型电阻网络型电阻网络D/A转换器：转换器：10101010101010102RD7R2R2R2R2R2R2R2R2RRRRI7I7I- -+ +VREFI6I5I4I3I2I1I0I6I5I4I3I2I1I0RFBI01I02D6D5D4D3D2D1D0VoRRR特殊用法特殊用法: : T型电阻

4、网络型电阻网络D/A转换器可用作转换器可用作数字电位器数字电位器。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术52. DAC主要技术指标主要技术指标分辨率分辨率 当输入数字量发生单位数码变化时所对应输出模拟量当输入数字量发生单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量。对于线性的变化量。对于线性D/A转换器来说：转换器来说： 它反映了输出模拟量的最小变化值，位数它反映了输出模拟量的最小变化值，位数n越多分辨越多分辨率就越高。率就越高。经常也用位数表示分辨率经常也用位数表示分辨率。 若满量程为若满量程为5V：8位位DAC：分辨率为：分辨率为 5V/25519.6mV；12位位DAC：分辨率为

5、：分辨率为 5V/40951.22mV。12n模拟量输出的满量程值分辨率第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术6线性度线性度 也称非线性误差，是实际转换特性曲线与理想直线特也称非线性误差，是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。性之间的最大偏差。 常以相对于满量程的百分数表示。常以相对于满量程的百分数表示。绝对精度和相对精度绝对精度和相对精度 绝对精度绝对精度(简称精度简称精度)是指在整个刻度范围内，任一输是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。大误差。 相对精度与绝对精度表示同一含

6、义，用最大误差相对相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。于满刻度的百分比表示。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术7建立时间建立时间 是描述是描述D/A转换速率的一个动态指标。转换速率的一个动态指标。 建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的模拟信号达到满刻度值的1/2 LSB所需的时间。所需的时间。 根据建立时间的长短，可以将根据建立时间的长短，可以将DAC分成：分成：超高速超高速 1 s高速高速110 s中速中速10100 s低速低速100 s第第11章章 单片机的模拟

7、接口技术单片机的模拟接口技术83. DAC0832芯片介绍芯片介绍p片内有输入数据寄存器片内有输入数据寄存器 可直接与单片机接口，可直接与单片机接口，p芯片以电流形式输出芯片以电流形式输出，当需要电压输出时可外接运，当需要电压输出时可外接运放来实现。放来实现。p主要特性：主要特性： 分辨率分辨率8位位 电流建立时间电流建立时间 1 s 数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式 逻辑电平输入与逻辑电平输入与TTL电平兼容电平兼容 单一电源供电单一电源供电 (+5V+15V) 低功耗，低功耗，20mW第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术9(1)

8、 DAC0832内部结构及引脚内部结构及引脚DAC0832的结构框图的结构框图 8位位输入输入锁存器锁存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器&D3D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCLE1LE2RFBD7D4DGND第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术10DAC0832的引脚图的引脚图DAC08321202193184176158139121011AGNDD3VREFRFBDGNDVccILEIOUT2751614 CSWR1D2D1D0 WR2XFERD4D5D6D7IOUT1第第11章章 单片机的模拟接口技术单片

9、机的模拟接口技术11(2) 各引脚意义各引脚意义D7 D0：数字量输入引脚：数字量输入引脚CS：片选，低有效：片选，低有效WR1：输入锁存器输入锁存器写信号，低有效写信号，低有效ILE：输入锁存器输入锁存器选通信号，高有效。选通信号，高有效。由由ILE、CS、WR1共同控制共同控制输入锁存器输入锁存器的选通；的选通；当当CS、WR1均为低，而均为低，而ILE为高时，为高时，LE1=1，输入数，输入数据被送至据被送至输入锁存器输入锁存器的输出端；的输出端；当上述三个控制信号任一个无效时，当上述三个控制信号任一个无效时，LE1变低，变低，输入输入锁存器锁存器将数据锁存。将数据锁存。输入输入锁存器锁

10、存器&D3D0ILECSWR1LE1D7D4第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术12 XFER：从：从输入锁存器输入锁存器向向DAC寄存器寄存器传送传送D/A转换数转换数据的控制信号，低有效。据的控制信号，低有效。 WR2：DAC寄存器寄存器的写信号，低有效。的写信号，低有效。当当XFER和和WR2同时有效时，同时有效时，输入锁存器输入锁存器的数据的数据装入装入DAC寄存器寄存器，并进行，并进行D/A转换。转换。WR2DAC寄存器寄存器&XFERLE2输入输入锁存器锁存器&D3D0ILECSWR1LE1D7D4第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术13 XFE

11、R：从：从输入锁存器输入锁存器向向DAC寄存器寄存器传送传送D/A转换数转换数据的控制信号，低有效。据的控制信号，低有效。 WR2：DAC寄存器寄存器的写信号，低有效。的写信号，低有效。当当XFER和和WR2同时有效时，同时有效时，输入锁存器输入锁存器的数据的数据装入装入DAC寄存器寄存器，并进行，并进行D/A转换。转换。 RFB：内部反馈电阻引脚，：内部反馈电阻引脚，可外接电阻来调整输出增益。可外接电阻来调整输出增益。 Vcc：芯片电源，：芯片电源，+5 +15V。 AGND：模拟地。：模拟地。 DGND：数字地。：数字地。D/A转换器转换器VREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCR

12、FBDGND第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术14 VREF：基准电压，：基准电压，10 +10V。 IOUT1：D/A输出电流输出电流1，与，与DAC寄存器内容成线性。寄存器内容成线性。当输入全当输入全1时，时， IOUT1最大，约为最大，约为 ；当输入为全当输入为全0时，时， IOUT1最小，即为最小，即为0。 IOUT2：D/A输出电流输出电流2，IOUT1+IOUT2=常数。常数。D/A转换不需要启动信号，也没有转换结束信号；转换不需要启动信号，也没有转换结束信号；只要将数据写入只要将数据写入DAC寄存器寄存器即执行即执行D/A转换；转换；D/A转换的过程很快，可忽

13、略其转换时间。转换的过程很快，可忽略其转换时间。 FBREFRV256255第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术15(3) 电压输出电路的连接电压输出电路的连接pDAC0832是以是以电流形式电流形式输出转换结果。输出转换结果。p要得到电压形式的输出，常外加运放实现要得到电压形式的输出，常外加运放实现I/V转换。转换。p对于单极性输出电路：对于单极性输出电路：REFOUTV256DV式中式中D为输入数字量为输入数字量(十进制十进制)。p若若VREF = +5V，当，当D=0 255时，时，VOUT=0 -4.98V；p若若VREF = -5V，当，当D=0 255时，时，VO

14、UT=0 +4.98V。DAC0832RFBIOUT1IOUT2R *VOUT-+第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术16p对于双极性输出电路：对于双极性输出电路： REFOUTV128128DVp若若VREF = +5Vp当当D=0时，时，VO=0，VOUT = 5V；p当当D=128时，时，VO= 2.5 V，VOUT=0；p当当D=255时，时，VO= 4.98 V，VOUT = 4.96 V。p双极性输出分辨率要牺牲一位作符号位。双极性输出分辨率要牺牲一位作符号位。VREF+5V- -+ +RFBVOUTIOUT1IOUT22RD0D7DGND- -+ +VO2RRA

15、2AGND数字量数字量A1DAC0832第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术174. DAC0832与单片机接口与单片机接口p DAC0832内部有两个寄存器，能实现三种工作方式：内部有两个寄存器，能实现三种工作方式：双缓冲、单缓冲和直通方式。双缓冲、单缓冲和直通方式。 8位位输入输入锁存器锁存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器&D3D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCLE1LE2RFBD7D4DGND第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术18(1)直通工作方式直通工作方式p把把DAC0832的所有

16、控制信号引脚全部接有效电平，的所有控制信号引脚全部接有效电平，即即输入锁存器输入锁存器和和DAC寄存器寄存器均处于选通状态；均处于选通状态；p数字量一旦输入到数字量一旦输入到D7D0就直接被转换。就直接被转换。输入输入锁存器锁存器DAC寄存器寄存器D/A转换器转换器&D3D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCLE1LE2RFBD7D4DGND+5V第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术19(2)单缓冲工作方式单缓冲工作方式 p输入锁存器输入锁存器和和DAC寄存器寄存器，一个处于选通，另一个被控；，一个处于选通，另一个被控；p或两者控制

17、信号并接，同时被控，两个寄存器共用一个地或两者控制信号并接，同时被控，两个寄存器共用一个地址，如下图所示。址，如下图所示。输入输入锁存器锁存器DAC寄存器寄存器D/A转换器转换器&D3D0ILECSWR1WR2XFERVREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCLE1LE2RFBD7D4DGND+5V第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术20p适用于只有一路模拟量输出，或多路模拟量输出但不适用于只有一路模拟量输出，或多路模拟量输出但不要求同步的场合。要求同步的场合。 80C51P2.7P0P3.6CSXFERWR1WR2ILELEVCCCC+5V-+RFBFBVoutIOU

18、T1IOUT2D0D7DGNDVSSDAC0832CLR P2.7MOV P0，ACLR P3.6SETB P3.6下面的程序会出现什么现象？下面的程序会出现什么现象？CLR P2.7CLR P3.6MOV P0，A第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术21(3) 双缓冲工作方式双缓冲工作方式(电路电路1：三总线：三总线) p把把输入锁存器输入锁存器和和DAC寄存器寄存器分开来控制；分开来控制；p两个寄存器地址各自分开。两个寄存器地址各自分开。p适用于多路适用于多路D/A输出，且输出，且要求要求同步同步进行的场合。进行的场合。CSXFERWR1WR2ILEVCCDAC0832_

19、1D7D0+5V80C51P2.7P0WRP2.6P2.5CSXFERWR1WR2ILEVCCDAC0832_2D7D0输入输入锁存器锁存器DAC寄存器寄存器&D7D0ILECSWR1WR2XFERLE1LE2第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术22n由图可知：由图可知：0832_1输入锁存器输入锁存器地址为地址为DFFFH，0832_2输入输入锁存器锁存器地址为地址为BFFFH，DAC寄存器寄存器地址为地址为7FFFH。完成两路完成两路D/A同步输出的程序如下：同步输出的程序如下：MOV DPTR，#0DFFFH;指向指向0832_1输入锁存器输入锁存器MOV A，#dat

20、a1MOVX DPTR，A;送入送入0832_1输入锁存器输入锁存器MOV DPTR，#0BFFFH;指向指向0832_2输入锁存器输入锁存器MOV A，#data2MOVX DPTR，A;送入送入0832_2输入锁存器输入锁存器MOV DPTR，#7FFFH;同时启动同时启动0832_1、0832_2MOVX DPTR，A;完成完成D/A转换输出转换输出第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术23n采用采用I/O口线做控制来编程。程序如下：口线做控制来编程。程序如下：MOV P0，#data1;0832_1待转换的数据待转换的数据CLR P2.5;锁存到锁存到0832_1输入锁

21、存器输入锁存器CLR P3.6SETB P2.5SETB P3.6MOV P0，#data2;0832_2待转换的数据待转换的数据CLR P2.6;锁存到锁存到0832_2输入锁存器输入锁存器CLR P3.6SETB P2.6SETB P3.6CLR P2.7;同步启动同步启动0832_1和和_2，完成，完成D/A转换输出转换输出SETB P2.7第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术24(3) 双缓冲工作方式双缓冲工作方式(电路电路2：I/O口线控制口线控制) 程序如下：程序如下：MOV P0, A;DA1待转换的数字量待转换的数字量CLR P2.5SETB P2.5;锁存到

22、锁存到DA1输入锁存器输入锁存器MOV P0, A;DA2待转换的数字量待转换的数字量CLR P2.6SETB P2.6;锁存到锁存到DA2输入锁存器输入锁存器CLR P2.7;同时启动同时启动DA1和和DA2SETB P2.7;完成完成D/A转换输出转换输出CSXFERWR1WR2ILEVCCDA_1D7D0+5V80C51P2.7P0P3.6P2.6P2.5CSXFERWR1WR2ILEVCCDA_2D7D0第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术2511.2 模模/数数 (A/D)转换接口转换接口一、一、A/D转换器的原理及主要技术指标转换器的原理及主要技术指标pA/D转换

23、即将模拟电量转换即将模拟电量(电压或电流电压或电流)转换为数字量，使数转换为数字量，使数字量与输入的模拟电量成正比。字量与输入的模拟电量成正比。pA/D转换器的主要类型：逐位逼近型、双积分型、计数型、转换器的主要类型：逐位逼近型、双积分型、计数型、并行比较型、并行比较型、V/F型等。型等。p常用的是双积分式和逐次逼近式常用的是双积分式和逐次逼近式A/D转换器。转换器。 双积分式双积分式A/D优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜；但转换速度较慢，适用于低速场合。便宜；但转换速度较慢，适用于低速场合。 逐次逼近式逐次逼近式A/D是一种速度较快精度较高的转换器

24、，其是一种速度较快精度较高的转换器，其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术261. 逐次逼近式逐次逼近式ADC的转换原理的转换原理(以以8位位A/D为例为例)p逐位试逐位试1(类似称重，砝码为类似称重，砝码为1、2、4、8、128)；pD/A转换的模拟值与输入的模拟值比较；转换的模拟值与输入的模拟值比较；若大于输入则该位清若大于输入则该位清0若小于输入则保留该位若小于输入则保留该位1p8位试完即为位试完即为A/D转换结果，并存于输出缓冲器中。转换结果，并存于输出缓冲器中。第第11章章 单片机的模拟接口技术

25、单片机的模拟接口技术272. A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标分辨率分辨率 输出的数字量变化单位数码所需输入模拟电压的变输出的数字量变化单位数码所需输入模拟电压的变化量。化量。 常用二进制的位数表示。常用二进制的位数表示。 例如例如12位位ADC的分辨率就是的分辨率就是12位，或者说分辨率为位，或者说分辨率为满刻度值满刻度值FS的的1/212。 满刻度为满刻度为10V的的12位位ADC能分辨输入电压变化最小能分辨输入电压变化最小值是值是10V1/212=2.4mV。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术28量化误差量化误差 指指ADC的有限位数对模拟量进行量化而引

26、起的误差。的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。 分辨率有限的分辨率有限的ADC转换特性曲线与理想转换特性曲线与理想ADC转换特性曲转换特性曲线之间的最大偏差即是量化误差。线之间的最大偏差即是量化误差。 第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术29偏移误差偏移误差 指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。又称为零值误差。满刻度误差满刻度误差 又称为增益误差，指满刻度输出数码所对应的实际输又称为增益误差，指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。入电压与理想输入电压之差。第第11章章 单片机的模拟接

27、口技术单片机的模拟接口技术30线性度线性度 指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。绝对精度绝对精度 在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟输入之差的最大值，称为绝对精度。与理论模拟输入之差的最大值，称为绝对精度。转换速率转换速率 每秒转换的次数。完成一次每秒转换的次数。完成一次A/D转换所需的时间则是转换所需的时间则是转换速率的倒数。转换速率的倒数。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术313. ADC0809芯片介绍芯片介绍 逐位逼近型逐位逼近型8位、位、8通道通

28、道A/D转换芯片转换芯片 双列直插式双列直插式28引脚封装引脚封装 单极性输入，量程为单极性输入，量程为0 +5V 典型的转换速度为典型的转换速度为100 s 片内带有三态输出缓冲器，可直接与片内带有三态输出缓冲器，可直接与CPU总线接口总线接口第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术32(1) ADC0809的结构框图与引脚的结构框图与引脚 18172120198151416OE9C23B24A25ALE22265IN743212827START6CLOCK108路路模拟开关模拟开关地址锁存地址锁存与译码与译码SAR控制与定时控制与定时树状开关树状开关三态三态输出输出锁存锁存缓

29、冲器缓冲器11VCC13GND7EOCVREF(+)12D7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0VREF(-)D6D5D4D3D2D1D0电阻网络电阻网络第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术33IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLKVCCVR(+)GNDD1IN2IN1IN0ABCALED7D6D5D4D0VR(-)D212345678910111213142827262524232221201918171615ADC0809ADC0809引脚引脚 第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术34 IN0IN7：8路模拟量输入端路模拟量输

30、入端 D7D0：8位数字量输出端位数字量输出端 ALE：地址锁存允许信号输入端：地址锁存允许信号输入端 START：启动：启动A/D转换控制信号。转换控制信号。上升沿上升沿复位内部逐次逼复位内部逐次逼近寄存器近寄存器SAR，下降沿下降沿后开始后开始A/D转换。转换。 CLK：外接时钟信号：外接时钟信号 EOC： A/D转换结束信号输出端。转换结束信号输出端。转换期间：转换期间：EOC=0;转换结束后：转换结束后：EOC1。 OE：输出允许控制端，控制输出锁存器的三态门。：输出允许控制端，控制输出锁存器的三态门。 C、B、A：8路模拟开关的选择端，对应接通路模拟开关的选择端，对应接通IN0IN7

31、。 VR(+)、VR(-)：基准电压源的正、负输入端。：基准电压源的正、负输入端。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术35(2) ADC0809主要性能：主要性能： 分辨率为分辨率为8位；位； 精度：小于精度：小于1LSB； 单单+5V供电，模拟输入电压范围为供电，模拟输入电压范围为0+5V； 具有锁存控制的具有锁存控制的8路输入模拟开关；路输入模拟开关； 可锁存三态输出，与可锁存三态输出，与TTL电平兼容；电平兼容； 功耗为功耗为15mW； 不必进行零点和满度调整；不必进行零点和满度调整； 转换速度取决于外接时钟频率。转换速度取决于外接时钟频率。时钟频率范围：时钟频率范围：

32、101280KHz。典型值。典型值640KHz时，转时，转换时间约换时间约100s。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术36ADC0809输出与输入之间的关系：输出与输入之间的关系：A/D转换的数字量转换的数字量D(十进制数十进制数)与模拟量输入值与模拟量输入值VIN之间之间的关系如下：的关系如下： 8)REF()REF()REF(IN2VVVVD通常通常VREF()=0 V，所以，所以 256VVD)REF(IN取取VREF(+)= 5V，VREF()= 0V当输入模拟量在当输入模拟量在04.98V变化时，数字量在变化时，数字量在0255变化。变化。 第第11章章 单片机的

33、模拟接口技术单片机的模拟接口技术37(3) 注意的问题注意的问题 启动信号启动信号电平启动和脉冲启动电平启动和脉冲启动 电平启动：整个电平启动：整个A/D转换过程必须保证启动信号有效，转换过程必须保证启动信号有效，一旦中途撤走，就会停止转换而得到错误结果。一旦中途撤走，就会停止转换而得到错误结果。 脉冲启动：脉冲启动：CPU执行输出指令时所发出的片选信号和写执行输出指令时所发出的片选信号和写信号即可作为启动脉冲，从而开始转换。信号即可作为启动脉冲，从而开始转换。 转换结束与转换数据的读取转换结束与转换数据的读取 A/D转换结束时会对外输出转换结束时会对外输出转换结束转换结束信号信号EOC。 读

34、取数据的方式：读取数据的方式： 程序查询方式程序查询方式 中断方式中断方式 固定的延迟程序方式固定的延迟程序方式第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术38(4) ADC0809与单片机的接口与单片机的接口查询方式查询方式下图是下图是3总线方式总线方式AD转换电路转换电路 EOCADC0809D0D774LS373OEGALE80C31D7:D0Q7:Q0P3.3EAP0ABCCKQDQ1+STARTALEOECLKWRP2.7RDIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术39例：对例：对8路模拟信号轮流采样一次，并依次

35、把转换结果存储路模拟信号轮流采样一次，并依次把转换结果存储到片内到片内RAM以以DATA为起始地址的连续单元中。为起始地址的连续单元中。MAIN: MOV R1，#DATA;置数据区首地址置数据区首地址MOV DPTR，#7FF8H;指向指向0通道通道MOV R7，#08H;置通道数置通道数LOOP: MOVX DPTR，A;启动启动A/D转换转换HER: JB P3.3，HER;查询查询A/D转换结束转换结束MOVX A，DPTR;读取读取A/D转换结果转换结果MOV R1，A;存储数据存储数据INC DPTR;指向下一个通道指向下一个通道INC R1;修改数据区指针修改数据区指针DJNZ

36、R7，LOOP;8个通道转换完否？个通道转换完否？ 第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术40EOCADC0809D0D7ALE80C31P3.3EAP0ABCCKQDQ1STARTALEOECLKP3.6P2.2P3.7IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0P2.1P2.0以下是采用以下是采用I/O端口形式与端口形式与A/D芯片连接芯片连接第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术41上例程序如下：上例程序如下：MAIN: MOV R1，#DATA;置数据区首地址置数据区首地址MOV R7，#08H;置通道数置通道数用用CLR清清P3.6、P3.7、P2

37、.0P2.2，此处省略，指向此处省略，指向IN0LOOP: SETB P3.6CLR P3.6;启动启动A/D转换转换HER: JB P3.3，HER;查询查询A/D转换结束转换结束SETB P3.7;读取读取A/D转换结果转换结果MOV R1，P0;存储数据存储数据CLR P3.7INC P2;指向下一个通道指向下一个通道INC R1;修改数据区指针修改数据区指针DJNZ R7，LOOP;8个通道转换完否？个通道转换完否？ 第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术42中断中断方式方式(3总线总线)EOCADC0809D0D774LS373OEGALE80C31D7:D0Q7:Q

38、0INT1EAP0ABCCKQDQ1+STARTALEOECLKWRP2.7RDIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN0第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术43例：读取例：读取IN0通道的模拟量转换结果，并送至片内通道的模拟量转换结果，并送至片内RAM以以DATA为首地址的连续单元中。为首地址的连续单元中。ORG 0013H;中断服务程序入口中断服务程序入口AJMP PINT1ORG 2000HMAIN: MOV R1, #DATA;置数据区首地址置数据区首地址SETB IT1;为边沿触发方式为边沿触发方式SETB EX1;允许允许INT1中断中断SETB EA;开总

39、中断开总中断MOV DPTR，#7FF8H;指向指向IN0通道通道MOVX DPTR，A;启动启动A/D转换转换LOOP: SJMP LOOP;等待中断等待中断第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术44ORG 2100H;中断服务程序入口中断服务程序入口PINT1: PUSH PSW;保护现场保护现场PUSH ACCMOVX A，DPTR;读取转换后数据读取转换后数据MOV R1，A;数据存入数据存入DATA为首址为首址RAMINC R1;修改数据区指针修改数据区指针INC DPTRMOV A，DPLCJNE A，#00H，NXTCLR EASJMP GONXT: MOVX D

40、PTR，A;再次启动再次启动A/D转换转换GO： POP ACC;恢复现场恢复现场POP PSWRETI第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术454. ADC574芯片及其与单片机的接口芯片及其与单片机的接口(1) 主要性能：主要性能： 逐次逼近逐次逼近ADC，可选择工作于，可选择工作于8位或位或12位。位。 转换后的数据有两种读出方式：转换后的数据有两种读出方式：12位一次读出、位一次读出、8位和位和4位位分两次读出。分两次读出。 三态输出缓冲器，逻辑电平为三态输出缓冲器，逻辑电平为TTL电平，容易接口。电平，容易接口。 非线性误差：非线性误差：AD574AJ为1LSB，AD

41、574AK为1/2LSB。 转换时间：最大转换时间为转换时间：最大转换时间为25s(中档速度中档速度)。 模拟信号输入：模拟信号输入：单极性：范围为单极性：范围为0V+10V和和0V+20V, 从不同引脚输入。从不同引脚输入。双极性：范围为双极性：范围为-5V+5V和和-10V+10V,从不同引脚输入。从不同引脚输入。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术46 输出码制：输出码制：单极性输入：单极性输入：输出数字量为原码输出数字量为原码双极性输入：双极性输入：输出为偏移二进制码输出为偏移二进制码 内部有内部有+10.000V高精度基准源，只需外接一只适当阻值高精度基准源，只需外

42、接一只适当阻值的电阻，便可向的电阻，便可向DAC部分的解码网络提供参考输入。部分的解码网络提供参考输入。 内部具有时钟产生电路，不须外部接线。内部具有时钟产生电路，不须外部接线。 电源需三组：电源需三组：+5V、Vcc(+12V+15V)、VEE(-12V-15V)。 典型功耗为典型功耗为390mW。 28引脚双列直插式封装。引脚双列直插式封装。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术47(2) AD574A引脚功能引脚功能 DB11DB0：数据输出线。是输出还是高阻由逻辑决定。：数据输出线。是输出还是高阻由逻辑决定。 12/8：数据模式选择。：数据模式选择。接高电平：接高电平：

43、12位数据并行输出；位数据并行输出；接低电平：与引脚接低电平：与引脚A0配合，把配合，把12位数据分两次输出。位数据分两次输出。此引脚与此引脚与TTL不兼容！要么接不兼容！要么接1脚脚(高高)，要么接，要么接15脚脚(低低)。 A0：字节选择控制。决定：字节选择控制。决定A/D是是12位还是位还是8位或输出数据是位或输出数据是高高8位还是低位还是低4位。位。若若A0=0：12位转换；若位转换；若A0=1：仅进行：仅进行8位转换。位转换。若若A0=0：高：高8位数据有效；若位数据有效；若A0=1：低：低4位有效，中间位有效，中间4位为位为“0”，高，高4位为高阻状态。位为高阻状态。第第11章章

44、单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术4812822732642552462372282192010191118121713161415AD574STSDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4VLOG12/8CSA0R/CCEVccREFOUTAGREFIN20VINVEEBIPOFF10VINDB3DB1DB2DB0DG第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术49 CS：芯片选择。：芯片选择。 R/C：读：读/转换选择。转换选择。 R/C=1：允许读取结果：允许读取结果 R/C=0：允许：允许A/D转换转换 CE：芯片启动信号。：芯片启动信号。当当CE=1时，允许

45、读取结果，到底是转换还是读取结果与时，允许读取结果，到底是转换还是读取结果与R/C有关。有关。 STS：状态信号。：状态信号。STS=1表示正在进行表示正在进行A/D转换，转换，STS=0表表示转换已完成。示转换已完成。 REFOUT：+10V基准电压输出。基准电压输出。 REFIN：基准电压输入。：基准电压输入。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术50 BIPOFF：双极性补偿。此引脚适当连接，可实现单极性：双极性补偿。此引脚适当连接，可实现单极性或双极性输入。或双极性输入。 10VIN：10V量程模拟信号输入端。对单极性信号为量程模拟信号输入端。对单极性信号为10V量量程输入端，对双极性信号为程输入端，对双极性信号为5V输入脚。输入脚。 20VIN：20V量程输入端。单极性信号为量程输入端。单极性信号为20V量程输入端，量程输入端，对双极性信号为对双极性信号为10V量程输入脚。量程输入脚。 DG：数字地。：数字地。 AG：模拟地。：模拟地。 VLOG：逻辑电路供电输入端，：逻辑电路供电输入端，+5V。 Vcc：正电源端，：正电源端，Vcc=+12V+15V。 VEE：负电源端，：负电源端，VEE=-12V-15V。第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模拟接口技术51第第11章章 单片机的模拟接口技术单片机的模