数模与模数转换接口

数模与模数转换接口第1页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口ADC0809简介ADC0809应用ADC0809接口电路知识分布网络内部结构引脚介绍接口电路转换数据传送方式通道地址确定D/A转换器接口DAC0832简介双缓冲工作方式单缓冲工作方式内部结构引脚介绍接口电路转换数据传送方式通道地址确定第2页，课件共32页，创作于2023年2月教学导航教知识重点1．A/D及D/A转换概念2．ADC0809的功能及应用3．DAC0832的功能及应用知识难点1.ADC0809工作过程2.DAC0832缓冲方式推荐教学方式从工作任务入手，通过数字电压表及波形发生器两个教学任务的设计，让学生从外到内、从直观到抽象，逐步学会A/D及D/A转换器的应用。建议学时8学时学推荐学习方法先通过任务制作，了解模数之间的转换现象及结果。收集训练过程中的问题及疑问，从而引入理论知识，最后回到任务中，解决之前的问题及疑问。必须掌握的理论知识1．ADC0809与单片机的硬件接口及软件编程2．DAC0832与单片机的硬件接口及软件编程必须掌握的技能简单A/D及D/A转换器的应用A/D与D/A转换接口第3页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

A/D转换器是实现模拟量向数字量转换的器件，按转换原理可分为四种：计数式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。目前最常用的A/D转换器是双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器。前者的主要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，但转换速度较慢，一般用于速度要求不高的场合。后者是一种速度较快、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。第4页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

ADC0809是一个8位8通道的逐次逼近式AD转换器。第5页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

通道选择表地址码选择的通道CBA000001010011100101110111IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7第6页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

CLK：时钟信号，可由单片机ALE信号分频得到。转换步骤ALE信号上升沿有效，锁存地址并选中相应通道。ST信号有效，开始转换。A/D转换期间ST为低电平。EOC信号输出高电平，表示转换结束。OE信号有效，允许输出转换结果。第7页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

ADC0809引脚图第8页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

ADC0809引脚图（1）IN7〜IN0：8个模拟量输入通道。（2）ADDA、ADDB、ADDC：地址线。（3）ALE：地址锁存允许信号。对应ALE上升沿，ADDA、ADDB和ADDC地址状态送入地址锁存器中，经译码后输出选择模拟信号输入通道。（4）START：转换启动信号。对应START上跳沿时，所有内部寄存器清0；对应START下跳沿，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。（5）D7~D0：数据输出线，为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。第9页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

ADC0809引脚图（6）OE：输出允许信号，用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。当OE=0时，输出数据线呈高电阻；当OE=1时，输出转换得到的数据。（7）CLK：时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500kHz的时钟信号（8）EOC——转换结束状态信号。启动转换后，系统自动设置EOC=0，转换完成后，EOC=1。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。（9）Vref：参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准，其典型值为+5V（Vref(+)=+5V，Vref(-)=0V）。第10页，课件共32页，创作于2023年2月A/D转换器接口

单片机与A/D转换器接口程序设计，主要有以下四个步骤：启动A/D转换，START引脚得到下降沿。查询EOC引脚状态，EOC引脚由0变1，表示A/D转换过程结束。允许读数，将OE引脚设置为1状态。读取A/D转换结果。第11页，课件共32页，创作于2023年2月指针

指针变量的定义数据类型*指针变量名；例如：inti,j,k,*i_ptr;//定义整型变量i,j,k和整型指针变量i_ptr为变量i赋值的方法有以下两种：①直接方式：i=10;//将整数10送入地址为2000和2001的单元内（整型数据占两个存储单元2000和2001）②间接方式：i_ptr=&i;//变量i的地址送给指针变量i_ptr,i_ptr=2000*i_ptr=10;//将整数10送入i_ptr指向的存储单元中，即2000单元第12页，课件共32页，创作于2023年2月指针

指针运算符（1）取地址运算符取地址运算符&是单目运算符，其功能是取变量的地址，例如：i_ptr=&i;//变量i的地址送给指针变量i_ptr,i_ptr=2000（2）取内容运算符取内容运算符*是单目运算符，用来表示指针变量所指的单元的内容，在*运算符之后跟的必须是指针变量。例如：j=*i_ptr;//将i_ptr所指的单元2000的内容10赋给变量j，则j=10第13页，课件共32页，创作于2023年2月指针

指针变量的赋值运算把一个变量的地址赋予指向相同数据类型的指针变量inti,*i_ptr;i_ptr=&i;把一个指针变量的值赋予指向相同类型变量的另一个指针变量inti,*i_ptr,*m_ptr;i_ptr=&i;m_ptr=i_ptr;把数组的首地址赋予指向数组的指针变量inta[5],*ap;ap=a;ap=&a[0];inta[5],*ap=a;把字符串的首地址赋予指向字符类型的指针变量unsignedchar*cp;cp=“HelloWorld!”;这里应该说明的是，并不是把整个字符串装入指针变量，而是把存放该字符串的字符数组的首地址装入指针变量。第14页，课件共32页，创作于2023年2月D/A转换器接口

D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。DAC0832是一个8位D/A转换器。单电源供电，从+5V～+15V范围均可正常工作。基准电压的范围为±10V；电流建立时间为1µs；CMOS工艺，低功耗（仅为20mW）。...............第15页，课件共32页，创作于2023年2月D/A转换器接口

...............DAC0832内部结构框图第16页，课件共32页，创作于2023年2月D/A转换器接口

DAC0832各引脚信号说明第17页，课件共32页，创作于2023年2月该转换器由输入寄存器和DAC寄存器构成两级数据输入锁存。使用时数据输入可以采用两级锁存(双锁存)形式，或单级锁存(一级锁存，一级直通)形式，或直接输入(两级直通)形式。此外，由3个与门电路可组成寄存器输出控制逻辑电路，该逻辑电路的功能是进行数据锁存控制。当=0时，输入数据被锁存；当=1时，锁存器的输出跟随输入的数据。D/A转换电路是一个R-2RT型电阻网络，可实现8位数据的转换。对DAC0832各引脚信号说明如下：(1) DI7～DI0：转换数据输入。(2)：片选信号(输入)，低电平有效。(3) ILE：数据锁存允许信号(输入)，高电平有效。第18页，课件共32页，创作于2023年2月(4)：第1写信号(输入)，低电平有效。ILE和信号控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1且=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1且=1时，为输入寄存器锁存方式。(5)：第2写信号(输入)，低电平有效。(6)：数据传送控制信号(输入)，低电平有效。和信号控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当=0且=0时，为DAC寄存器直通方式；当=1或=1时，为DAC寄存器锁存方式。(7) Iout1：电流输出1。第19页，课件共32页，创作于2023年2月(8) Iout2：电流输出2。DAC转换器的特性之一是：Iout1+Iout2=常数。(9) Rfb：反馈电阻端。DAC0832是电流输出，为了取得电压输出，需在电压输出端接运算放大器，Rfb即为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图所示。(10) Vref：基准电压，其电压可正可负，范围为－10～+10V。(11) DGND：数字地。(12) AGND：模拟地。第20页，课件共32页，创作于2023年2月图运算放大器的接法第21页，课件共32页，创作于2023年2月DAC0832单缓冲方式的接口与应用1．单缓冲方式连接所谓单缓冲方式，就是使0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式，或者说是使两个输入寄存器同时受控的方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出或虽有几路模拟量但并不要求同步输出的情况，就可采用单缓冲方式。单缓冲方式的两种连接电路如图所示。第22页，课件共32页，创作于2023年2月图DAC0832单缓冲方式接口一第23页，课件共32页，创作于2023年2月图DAC0832单缓冲方式接口二(用DAC产生锯齿波)第24页，课件共32页，创作于2023年2月图为两个输入寄存器同时受控的连接方法，和一起接8051的，和共同接8051的P2.7，因此两个寄存器的地址相同。在图中，=0且=0，因此DAC寄存器处于直通方式。而输入寄存器处于受控锁存方式，接8051的，ILE接高电平，此外还应把接高位地址或译码输出，以便为输入寄存器确定地址。其它如数据线连接及地址锁存等问题这里不再赘述。第25页，课件共32页，创作于2023年2月D/A转换器接口

单片机与DAC0832单缓冲连接方式第26页，课件共32页，创作于2023年2月单片机与DAC0832单缓冲连接方式产生三角波程序#include<absacc.h> //绝对地址访问头文件#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDA0832XBYTE[0x7fff]voiddelay_1ms();//延时1ms程序voidmain(void){ uchari;TMOD=0x10; //置定时器1为方式1while(1) { for(i=0;i<=255;i++;//形成三角波输出值，最大255{DA0832=i; //D/A转换输出delay_1ms(); }for(i=255;i>=0;i--) //形成三角波输出值，最大255{DA0832=i; //D/A转换输出delay_1ms(); } }}第27页，课件共32页，创作于2023年2月DAC0832双缓冲方式的接口与应用1．双缓冲方式连接所谓双缓冲方式，就是把DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲DAC0832的连接如图所示。第28页，课件共32页，创作于2023年2月图DAC0832的双缓冲方式连接第29页，课件共32页，创作于2023年2月为了实现寄存器的可控，应当给寄存器分配一个地址，以便能按地址进行操作。图是采用地址译码输出分别接和来实现的，然后