单片机AD以及DA转换器

1、关于单片机AD及DA转换器第一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月概 述 在微机过程控制和数据采集等系统中，经常要对过程参数进行测量和控制 。连续变化的物理量如：温度、压力、流量 速度、位移 等等 物理过程微 机传感器A/DD/A执行机构物理过程v / iDataData过程控制示意图模拟量第二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月D/A转换接口扩展第三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月8位CMOS数模转换芯片 DAC 0832: CS VCCWR1 ILEAGND WR2D3 XFERD2 D4D1 D5 D0 D6Vref D7Rfb Iout2DGND Iout1DAC

2、083220 PIN DIP封装8位D/A,分辨率=Vref/256CMOS低功耗器件,+5+15V 单电源供电电流输出型器件(需外接运放)具有双缓冲控制输出采用T型电阻解码网络结构参考电压源,-10+10V一 单片机与D/A转换器的接口第四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC 0832 引脚定义CS VCCWR1 ILEAGND WR2D3 XFERD2 D4D1 D5 D0 D6Vref D7Rfb Iout2DGND Iout1DAC083220 PIN DIP封装D0D7：8位数字量输入端/CS： 片选端，低有效ILE： 数据锁存允许,高有效/WR1： 写控制信号1,低有效

3、/WR2： 写控制信号2,低有效/XFER： 数据传送控制信号Iout1： 电流输出端1Iout2： 电流输出端2Rfb： 内置反馈电阻端Vref: 参考电压源,-10+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc: +5+15V单电源供电端第五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC0832 内部结构框图D0D7：8位数字量输入端/CS： 片选端，低有效ILE： 数据锁存允许,高有效/WR1： 写控制信号1,低有效/WR2： 写控制信号2,低有效/XFER： 数据传送控制信号Iout1： 电流输出端1Iout2： 电流输出端2Rfb： 内置反馈电阻端Vref: 参考电压源,-10

4、+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc: +5+15V单电源供电端&1111000011LE2ILECEWR1WR2XFERD7D0LE1输入寄存器寄存器DAC转换器D/AVrefIout2Iout1RfbLE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 D第六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC0832 与单片机的连接89C51单片机DAC 0832P0.0P0.7P2.08位DI0DI7EAWRXFERCS+5V6MHz30Px2WR1WR2+5VVccVrefILE+uA741-12V+12VGNDAGNDDGNDIout1Iout2Rfb接示波器输出于数字量DATA相对

5、应模拟量：MOVDPTR，#0FEFFHMOVA，#DATAMOVXDPTR,A第七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月输入数字量模拟量输出（V）MSB LSB1 1 1 1 1 1 1 1VREF (255/256)1 0 0 0 0 0 1 0VREF (130/256)1 0 0 0 0 0 0 0VREF (128/256)0 1 1 1 1 1 1 1VREF (127/256)0 0 0 0 0 0 0 0VREF (0/256)单极性输出D/A关系数字量与模拟量的转换关系： 第八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法 为寄存命

6、令。当 =1时，寄存器的输出随输入变化； =0时，数据锁存在寄存器中，而不随输入数据的变化而变化 当ILE=1, =0， =0时， =1，允许数据输入，而当 =1时， =0 则数据被锁存 当 和 均为低电平时， =1，此时允许D/A转换，否则 =0，将数据锁存于DAC寄存器中第九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法 (a): DAC寄存器直通方式 (b): 输入寄存器直通方式 (c): 两个寄存器同时选通及锁存方式 第十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC0832 常见的几种用法 &1111000011LE2ILECEWR1WR2X

7、FERD7D0LE1输入寄存器寄存器DAC转换器D/AVrefIout2Iout1RfbLE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 D直通方式：输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出。1&或非门非与门输入任一为“1”输出皆为“0” 输入全为“0”，输出才为“1”输入全为“0”，输出才为“1” 输入任一为“1”输出皆为“0” 双缓冲器方式：输入寄存器和DAC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。第十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月【例9-6】在图9-30的输出端Vout产生1.25V的电压输出。解 Vout=（D/256）Vref，而Vref=5V，且X

8、FER、CS和WR信号常有效，因此使D=64即可输出要求的电压。汇编程序C语言程序 MOV P1, #64 #include P1 = 64;第十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月【例9-7】在图9-31的输出端Vout产生2.5V的电压输出，设Vref为5V。解 Vout=（D/256）Vref，使D=128可输出要求的电压，且需要进行一次对DAC0832的写操作，写地址选择为7000H。汇编程序C语言程序 MOV DPTR, #7000H MOV A, #128MOVX DPTR, A#include XBYTE0 x7000 = 128;第十三张，PPT共二十七页，创作于202

9、2年6月第十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC0832 的编程应用举例例1 产生矩形波例2 产生锯齿波LL:MOV A，#00H ;低电平 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX DPTR,A ;送转换 LCALL DMS1 ;低宽度 MOV A，#0FFH ;高电平 MOVX DPTR,A ;送转换 LCALL DMS2 ;高宽度 SJMP LLMOV A，#00H ;起始值 MOV DPTR,#0FEFFHMM：MOVX DPTR,A ;送转换 INC A NOP NOP NOP ;决定坡度 SJMP MM第十五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月DAC0832编

10、程应用举例：例3产生三角波 MOV A，#00H MOV DPTR,#0FEFFHSS1: MOVX DPTR,A ;送转换 NOP NOP NOPSS2: INC A ;等速上升 JNZ SS1SS3: DEC A MOVX DPTR，A NOP NOP NOP ;等速下降 JNZ SS3 SJMP SS2同样的编程思路，若要产生如下的梯形波也很容易：三角波梯形波第十六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月例4 正弦波电压输出正弦波电压输出为双极性电压，最简单的办法是将一个周期内电压变化的幅值(-5V+5V)按8位D/A分辨率分为256个数值列成表格，然后依次将这些数字量送入D/A转换输

11、出。只要循环不断地送数，在输出端就能获得正弦波输出。 SIN： MOV R7，#00H DAS0：MOV A，R7 ； MOV DPTR，#TABH；设指针 MOVC A，A+DPTR ；取数据 MOV DPTR，#8000H ； MOVX DPTR，A ；送D/A转换 INC R7 ；修改偏移量 AJMP DAS0 ； TAB： DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H DB93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H DB 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH DB 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H第十七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月A/D转换接

12、口扩展第十八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+ D0GND Vref-D1 D2ADC08098位CMOS模数转换芯片ADC08098位A/D,量化间隔=Vin/(256-1)CMOS低功耗器件8 通道多路开关输入切换电路单电源+5,Vref=+5V Vin范围:单极性0+5V逐次逼近结构每次转换时间：100S 60个时钟周期, fmax=640KHz (推荐CLK=500KHz)转换结果读取方式： 延时读数 查询EOC=1

13、 EOC申请中断第十九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月ADC0809 结构框图8 通道多路开关IN0IN7地址译码锁存ADDAADDBADDCALE控制逻辑与时序D/A转换器SARVin比较器输出锁存器STARTCLKEOCD0D7+Vref-VrefOEVst+-第二十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+ D0GND Vref-D1 D2ADC0809IN0IN7：8通道模拟量输入端 D0D7： 8位数字量输出端A

14、DDC、ADDB、ADDA： 接地址锁存器的低三位地址ALE： 地址锁存允许控制信号START：清0内寄存器,启动转换OE： 允许读A/D结果,高有效CLK：时钟输入端,应640KHzEOC：转换结束时为高Vcc：+5VVref+：参考电压，+5VVref-：0VADC 0809引脚定义: 第二十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月ADC0809 与单片机的连接89C51单片机ADC 0809锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GEAOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDC+5VINT1EOC1112MHz30Px26口地

15、址可以为：0FE000FE07H 也可为： 0FEF0 0FEF7HA/D转换程序：MOV DPTR，#0FE00H ；置IN0通道地址 MOV A，#00 ； 累加器里任意赋一个值 MOVX DPTR，A； 启动A/D转换 LCALL DELAY； 等待转换结束 MOVX A，DPTR； 取转换结果第二十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月2、最后执行MOV A，DPTR产生RD信号使OE端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据就读入CPU中。启动ADC0809的工作过程1、先送通道号地址到A、B、C，由ALE信号锁存通道号地址，然后让START有效启动A/D转换。即执行一条MOVX

16、DPTR, A指令产生WR信号，使ALE、START有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，表示转换结束。锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GEAOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDC+5VINT1EOC1112MHz30Px26第二十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H ;外部中断1的中断矢量 AJMP INTMAIN: MOV R0,#0A0H;存结果的缓冲区:A0H-A7H MOV R2,#08H ;待采集的通道数为 8

17、SETB IT1 ;选择下降沿触发中断 SETB EA ;开中断 SETB EX1 MOV DPTR,#0FEF0H ;通道0的地址 MOVX DPTR, A ;启动转换。注意:A=？HERE：SJMP HERE ;等待中断ADC0809八路巡回中断式数据采集第二十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INTMAIN: MOV R0,#0A0H MOV R2,#08H SETB IT1 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR,#0FEF0H MOVX DPTR, AHERE：SJMP HEREADC0809八路巡回中断式数据采集INT:MOVX A，DPTR ;读数据 MOV R0, A ;数据放进缓存单元 INC R0 ;指向下一缓存 INC DPTR ;指向下一通道