第七节 MCS-51与AD和DA的接口

概述一、D/A转换器二、MCS-51和DAC0832的接口三、A/D转换器四、MCS-51和ADC0809的接口本章内容概述D/A转换器(DigitaltoAnalogConverter)A/D转换器(AnalogtoDigitalConverter)概述A/D转换器主要用于数据采集D/A转换器主要用于实施控制实例1：柴油机缸套冷却水温度控制系统实例2：船舶主机转速控制系统7.1 D/A转换器D/A转换器接收来自MCS-51的数字量，并转换成模拟量用于推动执行机构动作，以控制被控实体的工作过程。Vout ：

输出模拟量

VR ：

参考电压Vref，常量B ：

数字量n ： D/A转换器的位数7.1 D/A转换器（一）D/A转换器的性能指标性能指标是选型依据、衡量芯片质量的重要参数。1、分辨率（Resolution）2、转换精度（ConversionAccuracy）3、偏移量误差（OffsetError）4、线性度（Linearity）7.1 D/A转换器（一）D/A转换器的性能指标1、分辨率（Resolution）

指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。1）若数字量的位数为n，则分辨率为Vref×2－n。

2）数字量位数越多，分辨率就越高。3）应用时，应根据分辨率的需要选定转换器的位数。7.1 D/A转换器（一）D/A转换器的性能指标2、转换精度（ConversionAccuracy）

指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。如：满量程时理论输出值为10V，实际输出值是在9.99V—10.01V之间，其转换精度为+10mV。7.1 D/A转换器（一）D/A转换器的性能指标3、偏移量误差（OffsetError）

指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。这种误差通常可以借助电位计对DAC的参考电压或者反馈电路进行调节而消除。4、线性度（Linearity）

指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏差。7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍

D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式有权电阻网络和R–2R梯形电阻网络，其工作原理这里不作介绍。集成D/A芯片类型很多，按字长分有8位、10位、12位等；当前常见的D/A芯片主要包括美国国家半导体公司的DAC系列，如DAC0832等；美国模拟器件公司的AD系列，如AD558等。7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍 1、内部结构8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGNDLE1（LE2）=0：锁存1：直通7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍 2、引脚功能CSWR1AGNDDI3DI2DI2DI0VREFRFBDGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT1IOUT21234567891020191817161514131211DAC0832有20引脚，采用双列直插式(DIP)封装，如图所示。/CS：片选信号/WR1：写信号线1/WR2：写信号线2/XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效ILE：数据允许控制输入线，高电平有效DI0～DI7（DI0为最低位）：8位数字量输入端7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍 2、引脚功能CSWR1AGNDDI3DI2DI2DI0VREFRFBDGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT1IOUT21234567891020191817161514131211DAC0832有20引脚，采用双列直插式(DIP)封装，如图所示。AGND：模拟地DGND：数字地IOUT1：模拟电流输出线1IOUT2：模拟电流输出线2Rfb：片内反馈电阻引出线，反馈电阻制作在芯片内部VREF：基准电压输入线。电压范围为－10V～＋10V。VCC：工作电源输入端，可接＋5V～＋15V电源。7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍

DAC0832的主要技术指标输入：8位数字量。内有锁存器，数字量输入端可直接与CPU的数据总线相连。输入方式：双缓冲、单缓冲和直通输入三种方式。输入逻辑：与TTL兼容。输出：模拟量电流IOUT1和IOUT2。电流建立时间：1s。扩展7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍

DAC0832的主要技术指标线性误差：0.2%FSR(FullScaleRange)，即该芯片的线性误差为满量程的0.2%。非线性误差：0.4%FSR。功耗：20mW。工作电压：单一+5+15V电源。参考电压：−10+10V。扩展7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍

DAC1210是美国国家半导体公司生产的12位D/A转换器芯片，是智能化仪表中常用的一种高性能的D/A转换器。DAC1210是24引脚的双列直插式芯片，其逻辑结构与DAC0832类似，所不同的是DAC1210具有12位的数据输入端，且其12位数据输入寄存器由一个8位的输入寄存器和一个4位的输入寄存器组成。扩展7.1 D/A转换器（二）DAC0832芯片介绍

扩展DAC1210结构图7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

对应DAC0832中“输入寄存器”、“DAC寄存器”的不同受控方式，连接方式可分为： 1、直通方式 2、单缓冲方式 3、双缓冲方式7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGND7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefLE1LE2AGNDVCCDGNDLE1（LE2）=1直通方式7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefLE1LE2AGNDVCCDGNDLE1=1单缓冲方式与WR2XFERLE2=受控7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefLE2AGNDVCCDGNDLE2=1单缓冲方式ILECS与与WR1LE1LE1=受控7.2 MCS51和DAC0832的连接（一）三种连接方式(芯片的控制方式)

8位DACDAC寄存器输入寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI0～7VrefILECS与与与WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGND双缓冲方式LE2=受控LE1=受控7.2 MCS51和DAC0832的连接（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

单缓冲

7.2 MCS51和DAC0832的连接（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

单缓冲

单片机和存储器的连接图7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

例3.18DAC0832用作波形发生器，试根据图3-37接线，分别写出产生锯齿波、三角波和方波的程序。（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

例3.18锯齿波程序

ORG1000HSTART：

MOVR0，#0FEH；设置地址

MOVX@R0，A；输出零电平

INCA

SJMPSTART

END7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

例3.18三角波程序

ORG 1080HSTART：CLRA

MOVR0，#0FEHDOWN：MOVX@R0，A

INCA

JNZDOWN

MOVA，#0FEHUP：

MOVX@R0，A

DECA

JNZUP

SJMPDOWN

END7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

例3.18方波程序

ORG1100HSTART：MOVR0,#0FEHLOOP：MOVA，#33H

MOVX@R0，A

ACALLDELAY

MOVA,#0FEH

MOVX@R0,A ACALLDELAYSJMPLOOPDELAY:END...7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

（二）MCS51和DAC0832的

方式接线

课堂演示

电路

程序

联调

7.2 MCS51和DAC0832的连接单缓冲

（二）MCS51和DAC0832的

方式接线关于课堂演示的几个问题：1、波形的周期为多少？（以方波为例）2、可否取消锁存器和译码器？若取消，硬件与软件应如何调整？

7.2 MCS51和DAC0832的连接双缓冲

（三）MCS51和DAC0832的

方式接线

当要求多个D/A芯片输出的模拟量同步时，就必须使用双缓冲工作方式。7.2 MCS51和DAC0832的连接双缓冲

（三）MCS51和DAC0832的

方式接线

当要求多个D/A芯片输出的模拟量同步时，就必须使用双缓冲工作方式。

例3.19设8031内部RAM中有两个长度为30的数据块，其始址分别为DA1和DA2，请根据图7-5，编出能把DA1和DA2中数据分别从1#和2#DAC0832输出的程序。7.2 MCS51和DAC0832的连接双缓冲

（三）MCS51和DAC0832的

方式接线

解：1、根据接线图，DAC0832的各端口地址为： FDH 1#DAC0832数字量输入控制口 FEH 2#DAC0832数字量输入控制口 FFH 1#和2#DAC0832启动D/A口