教学第九章-单片机与AD、DA接口课件

第九章片机与A\D、D\A接口第九章片机与A\D、D\A接口1工业常用单片机系统框图工业常用单片机系统框图29-1A/D转换器一、基本概念：1、A/D的概念：将模拟量转换成数字量的器件.要点：（1）模拟量可是电压、电流等电信号，也可是声、光、压力和温度等随时间连续变化的非电物理量。（2）非电物理量可通过合适的传感器等转换成电信号，模拟量只有转换成数字量才能被计算机采集、分析和计算处理。9-1A/D转换器一、基本概念：32、AD的分类：按原理分：（1）积分式：抗干扰能力好，转换速度低（2）逐次逼近式：转换速度较快（3）并行比较转换：（4）计数式：2、AD的分类：按原理分：43、技术指标分辨率：即输出的数字量变化一个相邻的值所对应的输入模拟量的变化量。通常用数字输出最低位（LSB）所对应的模拟输入的电平值表示。（3~8位/9~12位/13位以上）精度：反映实际A/D转换器在量化值上与理想A/D转换器的差值。可表示成绝对精度和相对精度A/D转换时间和路数输入/输出特性和范围电源种类和功耗接口3、技术指标5二、ADC0809的介绍

1、基本特点：

ADC0809是逐次逼近式的8路8位A/D转换器，并行输出，28脚，DIP封装，转换速度为100μs，电源电压+5V二、ADC0809的介绍

1、基本特点：62、ADC0809的内部结构图2、ADC0809的内部结构图73、管脚介绍（1）IN0~IN7：输入没有采样保持电路，故对频率高的模拟量必应增加；（2）

A，B，C：（3）

D0-D7：（4）

START：启动信号，下降沿启动启动，并在转换过程中保持低电平；（5）

ALE：地址锁存，上跳沿有效；（6）

OE：0：数据输出为高阻，1：输出为转换的数据；（7）

EOC:开始转换时为低电平,当转换结束时为高电平；（8）ＶＲＥＦ：参考电压，典型0~5V；要点：START，ALE为边沿有效；

3、管脚介绍（1）IN0~IN7：输入没有采样保持电路，故8三、ADC0809与8051的接口

1、编址问题，接口电路，包括8路模拟量的选择

三、ADC0809与8051的接口

1、编址问题，接口电路，92、转换后的数据传输问题（1）等待方式：（2）查询方式:查询EOC引脚（3）中断方式:EOC经反相器接8051的外部中断引脚

2、转换后的数据传输问题（1）等待方式：10四、程序设计：

1．流程

选通模拟量输入通道发出启动信号用查询或中断方法等待转换结束(延时)读取转换结果四、程序设计：

1．流程选通模拟量输112、程序举例：（1）查询法：MAIN:MOVR1,#dataMOVDPTR,#7FF8H;P2.7=0,且指向通道OMOVR7,#08H;置通道数LOOP:MOVX@DPTR,A;启动A/D转换MOVR6,#OAH;DLAY：NOPDJNZR6,DLAYMOVXA,@DPTR;读取转换结果MOV@R1，AINCDPTR;指向下一个通道INCR1;修改数据区指针DJNZR7,LOOP;8个通道全采样完了吗?2、程序举例：（1）查询法：12（2）中断法：SETBIT1SETBEX1SETBEAMOVDPTR,#7FF8HMOVA，#0MOVX@DPTR，A…EINT1:MOVDPTR,#7FF8HMOVXA,@DPTRMOV30H,AMOVA,#00MOVX@DPTR,ARETI（2）中断法：EINT1:133．A/D采集的抗干扰措施：算术平均滑动平均值法(循环队列)去极值法低通滤波3．A/D采集的抗干扰措施：14五、总结：1．重点：（1）

AD的概念；（2）

ADC0809的特性；（3）

ADC0809的软硬件设计：要求给出电路能分析编程；五、总结：159-2D/A转换器接口一、基本概念：1、D/A的概念：D/A转换器是将数字量转换成模拟量的器件。要点：模拟量可以是电压或者电流信号；2、D/A的技术指标及特性，也即硬件设计考虑的问题（1）分辨率：输出的模拟量最小变化量；（2）满刻度误差：输入全1时输出电压与理想值的误差（3）电压型或电流型；（4）内部带不带锁存器；（5）DA建立时间；（1US以下）（6）电源类型：9-2D/A转换器接口一、基本概念：169-1-2DAC0832芯片介绍分辨率8位电流输出,稳定时间1US双缓冲、单缓冲、直接数字输入单电源供电基准电压范围:正负10V9-1-2DAC0832芯片介绍分辨率8位17

1.引脚和逻辑结构20个引脚、双列直插式8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&&&RFB1.引脚和逻辑结构20个引脚、双列直插式8位8位18Vcc

芯片电源电压,+5V～+15VVREF

参考电压,-10V～+10V,输出10V~-10VRFB

反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端AGND模拟信号地DGND数字信号地8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFBVcc芯片电源电压,+5V～+15V19DI7~DI0数字量输入信号其中:DI0为最低位，DI7为最高位8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFBDI7~DI0数字量输入信号8位8位VREF208位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFB0011ILE

输入锁存允许信号,高电平有效CS片选信号,低电平有效WR1写信号1，低电平有效LE1当ILE、CS、WR1同时有效时,LE=1，输入寄存器的输出随输入而变化WR1,LE=0，将输入数据锁存到输入寄存器8位8位VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI721LE2XFER

转移控制信号，低电平有效WR2

写信号2，低电平有效当XFER、WR2同时有效时,LE2=1DAC寄存器输出随输入而变化；WR1,LE=0，将输入数据锁存到DAC寄存器，数据进入D/A转换器，开始D/A转换VREF8位DAC寄存器8位D/A转换器IOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFB001LE2XFER转移控制信号，低电平有效当XFER228位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器IOUT1模拟电流输出端1当输入数字为全”1”时,输出电流最大，约为：全”0”时,输出电流为0IOUT2模拟电流输出端2IOUT1+IOUT2=常数255VREF256RFBRFB8位8位VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7232工作方式直通方式：各控制端口一直有效单缓冲方式：输入寄存器和8位DAC寄存器锁存信号同时有效；或者一个寄存器控制端一直有效。双缓冲方式：输入寄存器和8位DAC寄存器锁存信号分开控制2工作方式直通方式：各控制端口一直有效24系统只有一路模拟量输出或几路模拟量不许同步的输出场合,可采用单缓冲方式转换一个数据的程序段：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,A系统只有一路模拟量输出或几路模拟量不许同步的输出场合,可采用25DAC0832与MCS51的接口双缓冲方式适用于几个模拟量同时输出的系统DAC0832与MCS51的接口双缓冲方式适用于几个模拟量同26例程MOVDPTR,#0DFFFH;1MOVA,#X;2MOVX@DPTR,A;3MOVDPTR,#0BFFFH;4MOVA,#Y;5MOVX@DPTR,A;6MOVDPTR,#7FFFH;7MOVX@DPTR,A;8例程MOVDPTR,#0DFFFH;1273.应用举例(调幅） 例1

连线如图，计算当数字量为0CDH时的输出Vo。DAC0832PC总线数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port2转换一个数据的程序段：MOVAL,0CDHMOVDX，port1OUTDX,ALMOVDX,port2OUTDX,AL3.应用举例(调幅） 例1连线如图，计算当数字量28调幅分析：

当数字量为0FFH=255时，IOUT1=Vo=-IOUT1

×RFB=-

FBREF256R255V256255VREF所以：当数字量为0CDH=205，VREF=-5V时：Vo=-

=4V256205VREF数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port2FBREF256R255V256255VREF25620529注意：Vo的输出与参考电压VREF、以及输出的连接方法（同相还是反相）有关。数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port24V上例中，若VREF接的是-10V,则Vo=8V

-10V8V10V若VREF接的是10V,则Vo=-8V-8V注意：Vo的输出与参考电压VREF、数据线WR1I30例2

利用上例连线图，编程输出一锯齿波。tVo4V0V例2利用上例连线图，编程输出一锯齿波。tVo4V031MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HLOOP:MOVX@DPTR,AINCAAJMPLOOPVo5V0VFFHMOVDPTR,#7FFFHVo5V0VFFH324V0VVot实际输出的波形图tVo4V0V不是4V0VVot实际输出的波形图tVo4V0V不是339.3单通道串行输出A/D芯片TLC1549及接口逐次比较型10位A/D电源电压范围：-0.5V～6.5V；正基准电压：VCC+0.1V；负基准电压：-0.1V；6个工作方式：区别主要是cs是否连续为低电平快速、慢速：决定于I/OCLOCK周期9.3单通道串行输出A/D芯片TLC1549及接口逐次比34TLC1549工作原理CS无效，I/OCLOCK被禁止，DATAOUT处于高阻状态，CS有效，I/OCLOCK控制DATAOUT输出前次转换数据，同时A/D转换器对本次转换采样。TLC1549工作原理CS无效，I/OCLOCK被禁止，D35TLC1549与89C51接口89C51

P3.0P3.1P3.2TLC1549ANALOGINCSI/OCLOCK

DATAOUTREF-GNDVCCREF+TLC1549与89C51接口89C51TLC1549REF3689C51读取TLC1549中10位数据程序如下：ORG0050HR1549：CLRP3.0：片选有效，选中TLC1549MOVR0，#2；先读取高两位数据LCALLRDADA；调用读数子程序MOVR1，A；高两位数据存入R1MOVR0，#8；要读取低8位数据LCALLRDATAMOVR2，A；低8位数据存入R2SETBP3.0；片选无效CLRP3.1；时钟低电平RET；程序结束RDADA：CLRP3.1；时钟低电平 MOVC，P3.2；数据送进位位CYRLCA；数据送累加器ASETBP3.1；时钟变高电平DJNZR0，RDATA；读书结束了吗RET；子程序结束89C51读取TLC1549中10位数据程序如下：37第九章片机与A\D、D\A接口第九章片机与A\D、D\A接口38工业常用单片机系统框图工业常用单片机系统框图399-1A/D转换器一、基本概念：1、A/D的概念：将模拟量转换成数字量的器件.要点：（1）模拟量可是电压、电流等电信号，也可是声、光、压力和温度等随时间连续变化的非电物理量。（2）非电物理量可通过合适的传感器等转换成电信号，模拟量只有转换成数字量才能被计算机采集、分析和计算处理。9-1A/D转换器一、基本概念：402、AD的分类：按原理分：（1）积分式：抗干扰能力好，转换速度低（2）逐次逼近式：转换速度较快（3）并行比较转换：（4）计数式：2、AD的分类：按原理分：413、技术指标分辨率：即输出的数字量变化一个相邻的值所对应的输入模拟量的变化量。通常用数字输出最低位（LSB）所对应的模拟输入的电平值表示。（3~8位/9~12位/13位以上）精度：反映实际A/D转换器在量化值上与理想A/D转换器的差值。可表示成绝对精度和相对精度A/D转换时间和路数输入/输出特性和范围电源种类和功耗接口3、技术指标42二、ADC0809的介绍

1、基本特点：

ADC0809是逐次逼近式的8路8位A/D转换器，并行输出，28脚，DIP封装，转换速度为100μs，电源电压+5V二、ADC0809的介绍

1、基本特点：432、ADC0809的内部结构图2、ADC0809的内部结构图443、管脚介绍（1）IN0~IN7：输入没有采样保持电路，故对频率高的模拟量必应增加；（2）

A，B，C：（3）

D0-D7：（4）

START：启动信号，下降沿启动启动，并在转换过程中保持低电平；（5）

ALE：地址锁存，上跳沿有效；（6）

OE：0：数据输出为高阻，1：输出为转换的数据；（7）

EOC:开始转换时为低电平,当转换结束时为高电平；（8）ＶＲＥＦ：参考电压，典型0~5V；要点：START，ALE为边沿有效；

3、管脚介绍（1）IN0~IN7：输入没有采样保持电路，故45三、ADC0809与8051的接口

1、编址问题，接口电路，包括8路模拟量的选择

三、ADC0809与8051的接口

1、编址问题，接口电路，462、转换后的数据传输问题（1）等待方式：（2）查询方式:查询EOC引脚（3）中断方式:EOC经反相器接8051的外部中断引脚

2、转换后的数据传输问题（1）等待方式：47四、程序设计：

1．流程

选通模拟量输入通道发出启动信号用查询或中断方法等待转换结束(延时)读取转换结果四、程序设计：

1．流程选通模拟量输482、程序举例：（1）查询法：MAIN:MOVR1,#dataMOVDPTR,#7FF8H;P2.7=0,且指向通道OMOVR7,#08H;置通道数LOOP:MOVX@DPTR,A;启动A/D转换MOVR6,#OAH;DLAY：NOPDJNZR6,DLAYMOVXA,@DPTR;读取转换结果MOV@R1，AINCDPTR;指向下一个通道INCR1;修改数据区指针DJNZR7,LOOP;8个通道全采样完了吗?2、程序举例：（1）查询法：49（2）中断法：SETBIT1SETBEX1SETBEAMOVDPTR,#7FF8HMOVA，#0MOVX@DPTR，A…EINT1:MOVDPTR,#7FF8HMOVXA,@DPTRMOV30H,AMOVA,#00MOVX@DPTR,ARETI（2）中断法：EINT1:503．A/D采集的抗干扰措施：算术平均滑动平均值法(循环队列)去极值法低通滤波3．A/D采集的抗干扰措施：51五、总结：1．重点：（1）

AD的概念；（2）

ADC0809的特性；（3）

ADC0809的软硬件设计：要求给出电路能分析编程；五、总结：529-2D/A转换器接口一、基本概念：1、D/A的概念：D/A转换器是将数字量转换成模拟量的器件。要点：模拟量可以是电压或者电流信号；2、D/A的技术指标及特性，也即硬件设计考虑的问题（1）分辨率：输出的模拟量最小变化量；（2）满刻度误差：输入全1时输出电压与理想值的误差（3）电压型或电流型；（4）内部带不带锁存器；（5）DA建立时间；（1US以下）（6）电源类型：9-2D/A转换器接口一、基本概念：539-1-2DAC0832芯片介绍分辨率8位电流输出,稳定时间1US双缓冲、单缓冲、直接数字输入单电源供电基准电压范围:正负10V9-1-2DAC0832芯片介绍分辨率8位54

1.引脚和逻辑结构20个引脚、双列直插式8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&&&RFB1.引脚和逻辑结构20个引脚、双列直插式8位8位55Vcc

芯片电源电压,+5V～+15VVREF

参考电压,-10V～+10V,输出10V~-10VRFB

反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端AGND模拟信号地DGND数字信号地8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFBVcc芯片电源电压,+5V～+15V56DI7~DI0数字量输入信号其中:DI0为最低位，DI7为最高位8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFBDI7~DI0数字量输入信号8位8位VREF578位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFB0011ILE

输入锁存允许信号,高电平有效CS片选信号,低电平有效WR1写信号1，低电平有效LE1当ILE、CS、WR1同时有效时,LE=1，输入寄存器的输出随输入而变化WR1,LE=0，将输入数据锁存到输入寄存器8位8位VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI758LE2XFER

转移控制信号，低电平有效WR2

写信号2，低电平有效当XFER、WR2同时有效时,LE2=1DAC寄存器输出随输入而变化；WR1,LE=0，将输入数据锁存到DAC寄存器，数据进入D/A转换器，开始D/A转换VREF8位DAC寄存器8位D/A转换器IOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器RFB001LE2XFER转移控制信号，低电平有效当XFER598位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7~DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&&&8位输入寄存器IOUT1模拟电流输出端1当输入数字为全”1”时,输出电流最大，约为：全”0”时,输出电流为0IOUT2模拟电流输出端2IOUT1+IOUT2=常数255VREF256RFBRFB8位8位VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7602工作方式直通方式：各控制端口一直有效单缓冲方式：输入寄存器和8位DAC寄存器锁存信号同时有效；或者一个寄存器控制端一直有效。双缓冲方式：输入寄存器和8位DAC寄存器锁存信号分开控制2工作方式直通方式：各控制端口一直有效61系统只有一路模拟量输出或几路模拟量不许同步的输出场合,可采用单缓冲方式转换一个数据的程序段：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,A系统只有一路模拟量输出或几路模拟量不许同步的输出场合,可采用62DAC0832与MCS51的接口双缓冲方式适用于几个模拟量同时输出的系统DAC0832与MCS51的接口双缓冲方式适用于几个模拟量同63例程MOVDPTR,#0DFFFH;1MOVA,#X;2MOVX@DPTR,A;3MOVDPTR,#0BFFFH;4MOVA,#Y;5MOVX@DPTR,A;6MOVDPTR,#7FFFH;7MOVX@DPTR,A;8例程MOVDPTR,#0DFFFH;1643.应用举例(调幅） 例1

连线如图，计算当数字量为0CDH时的输出Vo。DAC0832PC总线数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port2转换一个数据的程序段：MOVAL,0CDHMOVDX，port1OUTDX,ALMOVDX,port2OUTDX,AL3.应用举例(调幅） 例1连线如图，计算当数字量65调幅分析：

当数字量为0FFH=255时，IOUT1=Vo=-IOUT1

×RFB=-

FBREF256R255V256255VREF所以：当数字量为0CDH=205，VREF=-5V时：Vo=-

=4V256205VREF数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port2FBREF256R255V256255VREF25620566注意：Vo的输出与参考电压VREF、以及输出的连接方法（同相还是反相）有关。数据线WR1IOWDI0~DI7D0~D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB

WR2DGNDCS地址译码A0~A9XFERVREF-5Vport1port24V上例中，若VREF接的是-10V,则Vo=8V

-10V8V10V若VREF接的是10V,则Vo=-8V-8V注意：Vo的输出与参考电压VREF、数据线WR1I67例2

利用上例连线图，编程输出一锯齿波。tVo4V0V例2利用上例连线图，编程输出一锯齿波。tVo4V068MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HLOOP:M