微机原理及其应用第十章-io过程通道课件

第十章I/O过程通道

（数模及模数转换器接口）D/A1.单片机测控系统基本构成2.D/A转换的概念及主要技术指标3.基于R-2R电阻网络D/A工作原理4.8位DAC0832芯片原理及接口编程方法A/D5.A/D转换的概念及主要技术指标6.8位ADC0809芯片原理及接口编程方法。第十章I/O过程通道

（数模及模数转换器接口）D1单片机测控系统基本构成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。测量传感器模拟信号输出模拟信号控制执行元件过程控制示意图如温度、力矩、压力、位移等如电机调速、伺服机构等物理过程微机传感器A/DD/A执行机构物理过程v/iDataData模拟量数字量模拟量单片机测控系统基本构成在微机过程控制和数据采集等22.D/A转换的概念和主要技术指标能够将数字量转换成模拟量（连续电流或电压）的器件称为数/模转换器(DAC-DigitaltoAnalogConverter)。从信号的形式理解相当于离散量到连续量的变换。DAC数字模拟电压/电流000000000000000100000010……111111110V5V数字量输入模拟电压输出D/A转换的过程和本质D/A芯片2.D/A转换的概念和主要技术指标能够将数字量转换成模拟量3D/A转换器(DAC)主要技术指标1）分辨率：数字量对应于模拟量的分辨能力，通常用输入量二进制数的位数表示，常见有8、10、12、14、16位等。2）转换精度：描述实际模拟量输出和理想输出值之间的最大偏差，一般用lsb表示。3）转换时间：完成一次数字量到模拟量之间转换需要的时间，多用ms或者us表示。*转换速度：转换时间的倒数，即每秒钟能够完成的数字量到模拟量转换的次数，常见范围为几十K～数百M次不等。D/A转换器(DAC)主要技术指标44）输出模拟量形式及范围：DAC芯片输出形式有电压型和电流型两种，电压型又可分为单极性输出(uni-polar)和双极性输出（bi-polar）两种。比如电压型（0～2.5V,0～5V，±5V，±10V），电流型（0～10mA,0～20mA）其他有关参数与控制器总线接口形式（并行总线接口（INTEL)串行总线接口（SPI/I2C等）输出通道数（1、2、4、8等）4）输出模拟量形式及范围：DAC芯片输出形式有电压型和电流型5DAC指标熟悉举例1：某电压输出型DAC芯片，模拟电压输出范围为0~5V,分辨率12位，无符号数字量输入。则：1lsb=5V/212-1=5/4095=1.22mV则数字量输入-----模拟电压输出对应关系：0---0V2047---2.497V1---1.22mV4095---4.9959V1023---1.248VVout=Din*1lsb如果换成0～10mA电流型DAC，则1lsb=0.00244mA=2.44uA，其他计算过程类似。DAC指标熟悉举例1：某电压输出型DAC芯片，模拟电压输出范6举例2：某双极性DAC芯片，+/-5V输出，10位分辨率，有符号输入型。则1lsb=2FS/(1024-1)=10/1023=9.77mV有符号型数字-模拟量对应关系一般为0111111111----------+4.9924V0000000001----------0.00977V0000000000----------0.000V1111111111-----------0.00977V1000000000-----------4.9924V也有很多双极性电压输出型DAC采用的是无符号数字输入型，其对应关系为举例2：某双极性DAC芯片，+/-5V输出，10位分辨率，有71111111111-------4.9924V1000000000-------0.00V0111111111---------0.00977V0000000000---------5.00V掌握DAC数字到模拟转换的对应关系对应用系统设计非常有益。1111111111-------4.9924V8工作原理:IO+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R2RS000111IRdi为1Si与运放的反相输入端连接uo=-IO1

RFdi为0Si与地连接IO1d0d1d2d3++-AuoRF3.基于R-2RT形电阻解码网络的DAC基本原理工作原理:IO+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R9倒梯形电阻网络RI2I3I1RR2R2R2R2R2RI0+URIR00´11´22´33´RRRRIR=

UR/RI3=

IR21=21URRI2=

IR41=22URRI1=

IR81=23URRI0=

IR161=24URRIO1IO1=d3·I3+d2·I2+d1·I1+d0·I0倒梯形电阻网络RI2I3I1RR2R2R2R2R2RI0+U10++-AuoRFIOIO1+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R2RS000111IRd0d1d2d3IO1=d3·I3+d2·I2+d1·I1+d0·I0I1I2I3I0=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRUO1=-IO1·RF=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRFR++-AuoRFIOIO1+URRS2S3S1001RR2R11UO1=-IO1·RF=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRFR若为n位二进制数，则UO1=（dn-1·2n-1+dn-2·2n-2

+···+d0·20）2nURRFR若RF=R，则UO1=（dn-1·2n-1+dn-2·2n-2

+···+d0·20）2nUR即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小，实现了数字量和模拟量的转换UO1=-IO1·RF=（d3·23124.MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术

一、DAC0832的技术指标电流型输出；分辨率8位；电流稳定时间1s；并行接口，可双缓冲，单缓冲或直接数字输入（无缓冲）；单一电源供电(+5V～+15V)；二、DAC0832的结构及原理4.MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术一、D13输出为模拟电流，可转换为电压。LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输入LE1或LE2=0，锁存数据输出为模拟电流，可转换为电压。LE1或LE2=1，当前寄存器14引脚功能：三、DAC0832管脚功能D0～D7数据线ILE输入锁存允许信号CS片选信号WR1、WR2：写控制XFER：传递信号I01、I02：电流输出端Rfb：内部集成反馈电阻VREF：参考电压输入VCC：数字电路供电电压AGND：模拟地；DGND：数字地。引脚功能：三、DAC0832管脚功能D0～D7数据线I15DAC0832与51单片机的接口方法1、单缓冲型接口方法(a)右图(a)的接口电路是把DAC寄存器接成常通状态；即ILE接高电平，和接地，与P2.7口连接，与单片机的端连接。DAC0832与51单片机的接口方法1、单缓冲型接口方法16(b)(b)17(c)(c)18双缓冲型接口电路主要应用在多路D/A转换器同步系统中。2、双缓冲型接口方法双缓冲型接口电路主要应用在多路D/A转换器同步系统中。2、19五、D/A转换器的输出方式

1、单极性输出输出于数字量DATA相对应模拟量：MOV DPTR，#7FFFHMOV A，#DATAMOVX @DPTR,A五、D/A转换器的输出方式1、单极性输出输出于数字量DAT20(1)

反向锯齿波程序清单MSW：MOVDPTR，#7FFFH；指向D/A输入寄存器DA0：MOVR7，#80H；置输出初值DA1：MOVA，R7 ；数字量送A MOVX@DPTR，A；送D/A转换DJNZR7，DA1；修改数字量AJMPDA0 ；重复下一个波形

利用DAC进行信号波形输出应用举例-5V+5V0(1)反向锯齿波程序清单利用DAC进行信号波形输出应21(2)

正向锯齿波程序清单PSW：MOVDPTR，#0BFFFH ；指向D/A输入寄存器DAP0：MOVR7，#80H；置输出初值DAP1：MOVA，R7 ；数字量送AMOVX@DPTR，A；送D/A转换 INCR7 ；修改数字量 CJNER7，#255，DAP1 ；数字量≠255，转DAP1AJMPDAP0 ；重复下一个波形-5V+5V0(2)正向锯齿波程序清单-5V+5V022(3)

三角波程序清单SSW： MOV DPTR，#80BFFFHDAS0： MOV R7，#80HDAS1： MOV A，R7 MOVX @DPTR，A INC R7 CJNE R7，#255，DAS1DAS2: DEC R7 MOV A，R7 MOVX @DPTR，A CJNE R7，#80H，DAS2 AJMP DAS0+5V-5V0(d)(3)三角波程序清单+5V-5V0(d)23(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

MOVCA，@A+DPTR ；查表取数据

MOV DPTR，#8000H ；寻址DAC0832

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

DB 93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H

DB 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH

···

DB 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H(4)正弦波电压输出

正弦波电压输出为双极性电压，最简245.A/D转换器

A/D转换的概念和主要技术指标A/D转换：将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换（模-数转换，AnalogtoDigitalConversion)ADC模拟电压/电流离散的数字值A/D转换的过程原理5.A/D转换器A/D转换的概念和主要技术指标ADC模拟电25一、A/D转换的三个基本过程1.采样采样过程实质是用一个固定周期的单位脉冲序列去和被测量信号进行卷积，从而得到一个被测信号时间上离散化的序列，其采样时刻的值等于被测信号幅值。一、A/D转换的三个基本过程1.采样采样过程实质是用一个固定26取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。取样—保持电路的原理图及输出波形如图所示。采样——保持电路（a）原理图（b）波形图取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。取样—保持272.量化2.量化28根据以上采样理论，可以把A/D转换过程理解为通过一个装置把传感器模拟信号转换成一个对应的数字信号。（数字信号是指时间上离散、幅值也离散的信号）A/D转换器的几项主要指标都与此相关。根据以上采样理论，可以把A/D转换过程理解为通过一个装置把传29A/D转换器芯片的主要技术指标1.转换速率：每秒钟能够进行的转换次数单位：Sps,Ksps,Msps...最高Gsps2.分辨率（转换精度）：即A/D输出的二进制位数，常见有8、10、12、14、16、20、24位3.输入电压范围（AIrange):有单极性--Uni和双极性Bip两种，如0~5V,0~10V,±5V，±10V4.输出接口形式：并行总线接口，串行接口(SPI)5.输入通道数：1、2、4、8等A/D转换器芯片的主要技术指标1.转换速率：每秒钟能够进行的30按照转换原理对A/D转换器的分类（1）双积分式A/D特点：对输入模拟量进行时间积分平均，并且转换成对应的数字量，转换速度较慢（<20次/秒），数字波动小，具有低通滤波特性，抗干扰能力强，转换精度可以做的较高，适用于数字式万用表等应用中。（2）逐次逼近比较式A/D（SAR型A/D）特点：速度快（可达Gsps，转换精度可以做的较高(16、18位），本身抗干扰能力差，适用于高速的数据采集系统中。按照转换原理对A/D转换器的分类（1）双积分式A/D31特点：转换精度可以做的非常高（可达24位分辨率），转换速度介于双积分式和SAR型二者之间，最新的芯片可以达到数十Ksps。适用于对速度要求不太高的精密测量场合。特点：转换精度可以做的非常高（可达24位分辨率），转换速度介32A/D转换的数模对应规律（以常见SAR型介绍）1.单极性：以0～5V输入范围,12位为例分辨力：1Lsb=5/4095=1.22mV则0V---0000000000001.22mV---0000000000012.497V---0111111111114.9959V---111111111111公式：Dout=Vin/1Lsb（需进行四舍五入取整）A/D转换的数模对应规律（以常见SAR型介绍）1.单极性：以332.双极性输入型A/D，多以二进制补码形式输出，以AD976为例，+-10V输入，16位输出即有符号数输出型1LSB=20V/65535=0.3052mV8000H～-10V0000H～0V7FFFH～+10V2.双极性输入型A/D，多以二进制补码形式输出，以AD976343.双极性输入，无符号二进制输出型A/D设某A/D转换器，模拟输入范围+-10V，16位分辨率，无符号二进制输出型，则其数字-模拟对应关系为：1LSB=20V/65535=0.3052mV0000H～-10V7FFFH～-0.000166V8000H～0.00013824VFFFFH～9.9999713V～10V3.双极性输入，无符号二进制输出型A/D设某A/D转换器，模358.6MCS-51单片机与8位A/D转换器接口技术1、ADC0809的主要功能：①分辨率为8位。②总的不可调误差在±(1/2)LSB和±1LSB范围内。③典型转换时间为100μs。④具有锁存控制的8路多路开关。⑤具有三态缓冲输出控制。⑥单一+5V供电，此时输入范围为0～5V。⑦输出与TTL兼容。⑧工作温度范围40℃～85℃。8.6MCS-51单片机与8位A/D转换器接口技术1、36(1)IN0～IN7：8个模拟量输入端。(2)VREF

(+)，VREF

(–)：正负参考电压，用来提供D/A转换器的基准参考电压。一般VREF

(+)接+5V高精度参考电源，VREF

(–)接模拟地。(3)START：启动A/D转换，当START为高电平时，A/D开始转换。(4)EOC：转换结束信号。当A/D转换结束时，由低电平转为高电平。此信号可用作A/D转换是否完成的查询信号或向CPU请求中断的信号。2、引脚介绍(1)IN0～IN7：8个模拟量输入端。(2)VRE37OE（OUTPUTENABLE）：输出允许信号或称为A/D数据读信号。当此信号为高电平时，可从A/D转换器中读取数据。此信号可作系统中的片选信号。CLK：工作时钟，最高允许值为1.2MHz，可通过外接振荡电路改变频率，也可用系统ALE分频获得，当CLK为640kHz时，转换时间为100s。(6)ALE：通道地址锁存允许，上升沿有效，锁存C、B、A通道地址，则选中的通道的模拟输入送A/D转换器。(7)A、B、C：通道地址输入，C为最高，A为最低。(8)D0～D7：数字量输出线。(10)VCC，GND：电源电压VCC接+5V，GND为数字地。OE（OUTPUTENABLE）：输出允许信号或称为A/D383、转换时序3、转换时序394、8031与ADC0808/0809接口设计

4、8031与ADC0808/0809接口设计40例8-1模拟量由通道0输入，转换成对应的数字量之后存入内部RAM的40H单元中。程序清单： MOVR0，#40H ；置数据缓冲区指针 MOVDPTR，#7FF8H；置IN0通道地址 MOVX@DPTR，A；IN0接A/D，并启动A/D JBP3.2，$；为高，则继续查询 MOVXA，@DPTR；数据读入A MOV@R0，A；存入40H单元(1)程序查询方式

根据测量系统要求不同以及CPU忙闲程度，通常多采用三种软件编程控制方式：程序查询方式、延时方式和中断控制方式。2.ADC0808/0809转换器程序设计方法例8-1模拟量由通道0输入，转换成对应的数字量之后存入内部41程序清单：CLRA；MOVR2，A；MOVR3，A；清除工作单元R3R2MOVR7，#8；作采样次数计数器MOVDPTR，#7FFFH；选IN7通道L1：MOVX@DPTR，A；启动A/D转换JBP3.2，$ ；等待A/D转换结束MOVXA，@DPTR ；采样ADDA，R2 ；加低8位MOVR2，A ；存低8位MOVA，R3 ；取高8位ADDCA，#0 ；加CYMOVR3，A ；存高8位DJNZR7，L1 ；未完则继续MOVR7，#3 ；R7作移位计数器L2:CLRC ；清除CYMOVA，R3 ；RRCA ；MOVR3，A ；MOVA，R2 ；RRCA MOVR2，A ；DJNZR7，L2

；R3R2内容右移三次即除8MOV7FH，A；存算术平均值例8-2求通道7模拟量8次采样的算术平均值，并存入内部RAM的7FH单元中。这种取8次采样平均值的方法，可以消除干扰，使采样数据更稳定可靠。程序清单：CLRA；MOVR7，#3 ；R7作42(2)延时方式读取ADC值

若8031的晶振为6MHz，ALE为1MHz，A/D转换时间小于100s，则延时程序清单如下： MOVRn，#25 ；延时常数 DJNZRn，$ ；重复执行一次4s为了确保转换完成，延时时间一定要大于A/D转换时间(3)中断采样方式采用中断方式。在中断方式中，CPU启动A/D转换后，可以继续执行主程序。当A/D转换结束时，发出一转换结束信号EOC，该信号经反相器接8031的P3.2()引脚，向CPU发出中断请求。CPU响应中断后，即可读入数据并进行处理。(2)延时方式读取ADC值若8031的晶振为6MHz，A43根据前面图接口电路连接图，采用中断方式对IN0通道的模拟输入量依次采样16个点，存放在内部数据存贮器70H～7FH单元中待用。程序分为三部分：①初始化程序：对中断和各工作单元初始化；②主程序：启动A/D转换、控制通道地址/数据存贮器地址修改；③中断服务程序：读取A/D转换器数据、送存。根据前面图接口电路连接图，采用中断方式对IN0通道的模拟输入44测控系统中的模拟量输入通道

测控系统中的模拟量输入通道45第十章I/O过程通道

（数模及模数转换器接口）D/A1.单片机测控系统基本构成2.D/A转换的概念及主要技术指标3.基于R-2R电阻网络D/A工作原理4.8位DAC0832芯片原理及接口编程方法A/D5.A/D转换的概念及主要技术指标6.8位ADC0809芯片原理及接口编程方法。第十章I/O过程通道

（数模及模数转换器接口）D46单片机测控系统基本构成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。测量传感器模拟信号输出模拟信号控制执行元件过程控制示意图如温度、力矩、压力、位移等如电机调速、伺服机构等物理过程微机传感器A/DD/A执行机构物理过程v/iDataData模拟量数字量模拟量单片机测控系统基本构成在微机过程控制和数据采集等472.D/A转换的概念和主要技术指标能够将数字量转换成模拟量（连续电流或电压）的器件称为数/模转换器(DAC-DigitaltoAnalogConverter)。从信号的形式理解相当于离散量到连续量的变换。DAC数字模拟电压/电流000000000000000100000010……111111110V5V数字量输入模拟电压输出D/A转换的过程和本质D/A芯片2.D/A转换的概念和主要技术指标能够将数字量转换成模拟量48D/A转换器(DAC)主要技术指标1）分辨率：数字量对应于模拟量的分辨能力，通常用输入量二进制数的位数表示，常见有8、10、12、14、16位等。2）转换精度：描述实际模拟量输出和理想输出值之间的最大偏差，一般用lsb表示。3）转换时间：完成一次数字量到模拟量之间转换需要的时间，多用ms或者us表示。*转换速度：转换时间的倒数，即每秒钟能够完成的数字量到模拟量转换的次数，常见范围为几十K～数百M次不等。D/A转换器(DAC)主要技术指标494）输出模拟量形式及范围：DAC芯片输出形式有电压型和电流型两种，电压型又可分为单极性输出(uni-polar)和双极性输出（bi-polar）两种。比如电压型（0～2.5V,0～5V，±5V，±10V），电流型（0～10mA,0～20mA）其他有关参数与控制器总线接口形式（并行总线接口（INTEL)串行总线接口（SPI/I2C等）输出通道数（1、2、4、8等）4）输出模拟量形式及范围：DAC芯片输出形式有电压型和电流型50DAC指标熟悉举例1：某电压输出型DAC芯片，模拟电压输出范围为0~5V,分辨率12位，无符号数字量输入。则：1lsb=5V/212-1=5/4095=1.22mV则数字量输入-----模拟电压输出对应关系：0---0V2047---2.497V1---1.22mV4095---4.9959V1023---1.248VVout=Din*1lsb如果换成0～10mA电流型DAC，则1lsb=0.00244mA=2.44uA，其他计算过程类似。DAC指标熟悉举例1：某电压输出型DAC芯片，模拟电压输出范51举例2：某双极性DAC芯片，+/-5V输出，10位分辨率，有符号输入型。则1lsb=2FS/(1024-1)=10/1023=9.77mV有符号型数字-模拟量对应关系一般为0111111111----------+4.9924V0000000001----------0.00977V0000000000----------0.000V1111111111-----------0.00977V1000000000-----------4.9924V也有很多双极性电压输出型DAC采用的是无符号数字输入型，其对应关系为举例2：某双极性DAC芯片，+/-5V输出，10位分辨率，有521111111111-------4.9924V1000000000-------0.00V0111111111---------0.00977V0000000000---------5.00V掌握DAC数字到模拟转换的对应关系对应用系统设计非常有益。1111111111-------4.9924V53工作原理:IO+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R2RS000111IRdi为1Si与运放的反相输入端连接uo=-IO1

RFdi为0Si与地连接IO1d0d1d2d3++-AuoRF3.基于R-2RT形电阻解码网络的DAC基本原理工作原理:IO+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R54倒梯形电阻网络RI2I3I1RR2R2R2R2R2RI0+URIR00´11´22´33´RRRRIR=

UR/RI3=

IR21=21URRI2=

IR41=22URRI1=

IR81=23URRI0=

IR161=24URRIO1IO1=d3·I3+d2·I2+d1·I1+d0·I0倒梯形电阻网络RI2I3I1RR2R2R2R2R2RI0+U55++-AuoRFIOIO1+URRS2S3S1001RR2R2R2R2R2RS000111IRd0d1d2d3IO1=d3·I3+d2·I2+d1·I1+d0·I0I1I2I3I0=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRUO1=-IO1·RF=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRFR++-AuoRFIOIO1+URRS2S3S1001RR2R56UO1=-IO1·RF=（d3·23+d2·22

+d1·21

+d0·20）24URRFR若为n位二进制数，则UO1=（dn-1·2n-1+dn-2·2n-2

+···+d0·20）2nURRFR若RF=R，则UO1=（dn-1·2n-1+dn-2·2n-2

+···+d0·20）2nUR即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小，实现了数字量和模拟量的转换UO1=-IO1·RF=（d3·23574.MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术

一、DAC0832的技术指标电流型输出；分辨率8位；电流稳定时间1s；并行接口，可双缓冲，单缓冲或直接数字输入（无缓冲）；单一电源供电(+5V～+15V)；二、DAC0832的结构及原理4.MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术一、D58输出为模拟电流，可转换为电压。LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输入LE1或LE2=0，锁存数据输出为模拟电流，可转换为电压。LE1或LE2=1，当前寄存器59引脚功能：三、DAC0832管脚功能D0～D7数据线ILE输入锁存允许信号CS片选信号WR1、WR2：写控制XFER：传递信号I01、I02：电流输出端Rfb：内部集成反馈电阻VREF：参考电压输入VCC：数字电路供电电压AGND：模拟地；DGND：数字地。引脚功能：三、DAC0832管脚功能D0～D7数据线I60DAC0832与51单片机的接口方法1、单缓冲型接口方法(a)右图(a)的接口电路是把DAC寄存器接成常通状态；即ILE接高电平，和接地，与P2.7口连接，与单片机的端连接。DAC0832与51单片机的接口方法1、单缓冲型接口方法61(b)(b)62(c)(c)63双缓冲型接口电路主要应用在多路D/A转换器同步系统中。2、双缓冲型接口方法双缓冲型接口电路主要应用在多路D/A转换器同步系统中。2、64五、D/A转换器的输出方式

1、单极性输出输出于数字量DATA相对应模拟量：MOV DPTR，#7FFFHMOV A，#DATAMOVX @DPTR,A五、D/A转换器的输出方式1、单极性输出输出于数字量DAT65(1)

反向锯齿波程序清单MSW：MOVDPTR，#7FFFH；指向D/A输入寄存器DA0：MOVR7，#80H；置输出初值DA1：MOVA，R7 ；数字量送A MOVX@DPTR，A；送D/A转换DJNZR7，DA1；修改数字量AJMPDA0 ；重复下一个波形

利用DAC进行信号波形输出应用举例-5V+5V0(1)反向锯齿波程序清单利用DAC进行信号波形输出应66(2)

正向锯齿波程序清单PSW：MOVDPTR，#0BFFFH ；指向D/A输入寄存器DAP0：MOVR7，#80H；置输出初值DAP1：MOVA，R7 ；数字量送AMOVX@DPTR，A；送D/A转换 INCR7 ；修改数字量 CJNER7，#255，DAP1 ；数字量≠255，转DAP1AJMPDAP0 ；重复下一个波形-5V+5V0(2)正向锯齿波程序清单-5V+5V067(3)

三角波程序清单SSW： MOV DPTR，#80BFFFHDAS0： MOV R7，#80HDAS1： MOV A，R7 MOVX @DPTR，A INC R7 CJNE R7，#255，DAS1DAS2: DEC R7 MOV A，R7 MOVX @DPTR，A CJNE R7，#80H，DAS2 AJMP DAS0+5V-5V0(d)(3)三角波程序清单+5V-5V0(d)68(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

MOVCA，@A+DPTR ；查表取数据

MOV DPTR，#8000H ；寻址DAC0832

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

DB 93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H

DB 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH

···

DB 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H(4)正弦波电压输出

正弦波电压输出为双极性电压，最简695.A/D转换器

A/D转换的概念和主要技术指标A/D转换：将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换（模-数转换，AnalogtoDigitalConversion)ADC模拟电压/电流离散的数字值A/D转换的过程原理5.A/D转换器A/D转换的概念和主要技术指标ADC模拟电70一、A/D转换的三个基本过程1.采样采样过程实质是用一个固定周期的单位脉冲序列去和被测量信号进行卷积，从而得到一个被测信号时间上离散化的序列，其采样时刻的值等于被测信号幅值。一、A/D转换的三个基本过程1.采样采样过程实质是用一个固定71取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。取样—保持电路的原理图及输出波形如图所示。采样——保持电路（a）原理图（b）波形图取样与保持过程往往是通过取样—保持电路同时完成的。取样—保持722.量化2.量化73根据以上采样理论，可以把A/D转换过程理解为通过一个装置把传感器模拟信号转换成一个对应的数字信号。（数字信号是指时间上离散、幅值也离散的信号）A/D转换器的几项主要指标都与此相关。根据以上采样理论，可以把A/D转换过程理解为通过一个装置把传74A/D转换器芯片的主要技术指标1.转换速率：每秒钟能够进行的转换次数单位：Sps,Ksps,Msps...最高Gsps2.分辨率（转换精度）：即A/D输出的二进制位数，常见有8、10、12、14、16、20、24位3.输入电压范围（AIrange):有单极性--Uni和双极性Bip两种，如0~5V,0~10V,±5V，±10V4.输出接口形式：并行总线接口，串行接口(SPI)5.输入通道数：1、2、4、8等A/D转换器芯片的主要技术指标1.转换速率：每秒钟能够进行的75按照转换原理对A/D转换器的分类（1）双积分式A/D特点：对输入模拟量进行时间积分平均，并且转换成对应的数字量，转换速度较慢（<20次/秒），数字波动小，具有低通滤波特性，抗干扰能力强，转换精度可以做的较高，适用于数字式万用表等应用中。（2）逐次逼近比较式A/D（SAR型A/D）特点：速度快（可达Gsps，转换精度可以做的较高(16、18位），本身抗干扰能力差，适用于高速的数据采集系统中。按照转换原理对A/D转换器的分类（1）双积分式A/D76特点：转换精度可以做的非常高（可达24位分辨率），转换速度介于双积分式和SAR型二者之间，最新的芯片可以达到数十Ksps。适用于对速度要求不太高的精密测量场合。特点：转换精度可以做的非常高（可达24位分辨率），转换速度介77A/D转换的数模对应规律（以常见SAR型介绍）1.单极性：以0～5V输入范围,12位为例分辨力：1Lsb=5/4095=1.22mV则0V---0000000000001.22mV---0000000000012.497V---0111111111114.9959V---111111111111公式：Dout=Vin/1Lsb（需进行四舍五入取整）A/D转换的数模对应规律（以常见SAR型介绍）1.单极性：以782.双极性输入型A/D，多以二进制补码形式输出，以AD976为例，+-10V输入，16位输出即有符号数输出型1LSB=20V/65535=0.3052mV8000H～-10V0000H～0V7FFFH～+10V2.双极性输入型A/D，多以二进制补码形式输出，以AD976793.双极性输入，无符号二进制输出型A/D设某A/D转换器，模拟输入范围+-10V，16位分辨率，无符号二进制输出型，则其数字-模拟对应关系为：1LSB=20V/65535=0.3052mV0000H～-10V7FFFH～-0.000166V8000H～0.00013824VFFFFH～9.9999713V～10V3.双极性输入，无符号二进制输出型A/D设某A/D转换器，模808.6MCS-51单片机与8位A/D转换器接口技术1、ADC0809的主要功能：①分辨率为8位。②总的不可调误差在±(1/2)LSB和±1LSB范围内。③典型转换时间为100μs。④具有锁存控制的8路多路开关。⑤具有三态缓冲输出控制。⑥单一+5V供电，此时输入范围为0～5V。⑦输出与TTL兼容。⑧工作温度范围40℃～85℃。8.6MCS-51单片机与8位A/D转换器接口技术1、81(1)IN0～IN7：8个模拟量输入端。(2)VREF

(+)，VREF

(–)：正负参考电压，用来提供D/A转换器的基准参考电压。一般VREF

(+)接+5V高精度参考电源，VREF

(–)接模拟地。(3)START：启动A/D转换，当START为高电平时，A/D开始转换。(4)EOC：转换结束信号。当A/D转换结束时，由低电平转为高电平。此信号可用作A/D转换是否完成的查询信号或向CPU请求中断的信