第9章 接口技术(6学时)幻灯片.ppt

1、,9.1LED 显示器接口 9.2键盘与单片机接口 9.3D/A转换器接口 9.4A/D转换器接口,9.1LED 显示器接口,LED显示器用于显示工业控制参数、过程状态。 9.1.1LED数码管 共阴极LED和共阳极LED 当LED字段引线与数据线连接，每个显示字形对应一个字形码。,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a,多个七段LED数码管的接口,多个数码管与CPU的连接方法有4种： 1、静态软译码连接法 2、静态硬译码连接法 3、动态硬译码连接法 4、动态软译码连接法,a,b,c,d,e,f,g,Dp,（a）共阴极 （b）共阳极 （c）管脚配置 图9

2、-1 七段LED显示块,结构和显示原理 共阴极：各段发光二极管的阴极连在一起，并且将此公共点接地。 共阳极：各段发光二极管的阳极连在一起接+5V。 将各发光二极管的引脚a、b、c、g、dp接到微机的一个并口的D0、D1、D2、D6、D7，则显示每个字符需输出固定的编码，称字段码。,表9-1 七段LED的段选码,显示程序任务：,1)设置显示缓冲区，存放待显示数据和字符（位置码）。 2)显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查表得出对应数据和字符的字形码。 3)输出显示：输出字形码到显示端口。,例： MOV DPTR，#WTAB；指向字形码表首地址 MOV A，R0 ；取显示缓冲区中数据 MOV

3、C A，A+DPTR；查表显示译码 MOV P1，A ；输出显示 WTAB：DB3FH，06H，5BH ；字形码表 ,9.1.2 LED接口电路,显示多位数据的两种电路： 1、静态显示 1）静态显示方式： 每一位显示器的字段控制线是独立的，当显示某一字符时，该隹的各字段线和字位线的电平不变。,静态软译码连接法,在静态软译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：,a,b,c,d,e,f,g,Dp,Dp,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,89C51,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,共阴极LED,Dp,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,

4、P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,Dp,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,Dp,P3.0,P3.1,P3.2,P3.3,P3.4,P3.5,P3.6,P3.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,1、编程在4个七段LED数码管上显示1234。,MOV P0，#06H MOV P1，#5BH MOV P2，#4FH MOV P3，#66H SJMP $,2、编程在4个七段LED数码管上显示30H， 31H，32H，33H单元中存放的1位BCD码 的内容 。,MOV DPTR

5、，#TAB UP0: MOV A，30H MOVC A,A+DPTR MOV P0，A MOV A，31H MOVC A,A+DPTR MOV P1，A MOV A，32H MOVC A,A+DPTR MOV P2，A MOV A，33H MOVC A,A+DPTR MOV P3，A SJMP UP0 TAB： DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,思考：编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H单元中的内容。（30H，31H单元中分别存有2位BCD码）。,答案,静态硬译码连接法,在静态硬译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：,a

6、,b,c,d,e,f,g,Dp,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,89C51,Dp,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,Dp,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,COM,a,b,c,d,e,f,g,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,A,B,C,D,LT,RBO,RBI,a,b,c,d,e,f,g,74LS47,+5V,Dp,COM,a,b,c,d,e,f,g,A,B,C,D,LT,RBO,RBI,a,b,c,d,e,f,g,74LS47,+5V,A,B,C,D,LT,RBO,RBI,a,b,c,d,e,f,g,74LS47,+5V,Dp,

7、COM,a,b,c,d,e,f,g,A,B,C,D,LT,RBO,RBI,a,b,c,d,e,f,g,74LS47,+5V,编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H单元中的内容。（30H，31H单元中分别存有2位BCD码）。,思考：编程在4个七段LED数码管上显示30H， 31H，32H，33H单元中存放的1位BCD码的内容 。,+5V,+5V,+5V,+5V,程 序,答 案,LED显示器与显示方式,图9.2 N位LED显示器,图9-3 四位静态LED显示器电路,2)静态显示器硬件电路 串口：8031的串行口工作于方式时，为移位寄存器方式。 图9.4为利用片串入并出移位寄存器74LS16

8、4作为位静态显示器输出口，欲显示的位段码即字码通过软件译码产生，并由RXD串行发送出去，这样，主程序可不必扫描显示器，从而CPU能用于其它工作。,1静态显示器硬件电路,图9.4 串行口六位静态LED显示器,程序清单：功能显示“P-8031” START： MOV SCON，00H；定义串行工作方式 CLR TI SETB P1.7 ; 传送控制 MOV R1, #06H MOV R0, #00H ;字型码首址偏移量 MOV DPTR, #TAB LOOP: MOV A, R0 MOVC A, A+DPTR ;取出字型码 MOV SBUF, A ;发送 WAIT: JNB T1, WAIT ;等

9、待一帧发送完毕 CLR T1 INC R0 ;指向下一个字型码 DJNZ R1, LOOP CLR P1.7 ;关闭显示器传送控制 TAB: DB 06H, 4FH, 3FH, 7FH, 40H, 73H ；1308-P,硬件译码显示器接口,图9-5MC14495内部逻辑与引脚图,图9-6 使用MC14495的多位LED静态显示接口,9.1.2 LED接口电路2017年1月4日星期三,2动态显示,多位LED共用一个8位字段口，各位LED公共端用字位口控制，扫描输出显示不同字形。,显示缓冲区与多位LED对应关系：,动态硬译码连接法,在动态硬译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：,a,

10、b,c,d,e,f,g,Dp,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,89C51,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,COM,a,b,c,d,e,f,g,A,B,C,D,LT,RBO,RBI,a,b,c,d,e,f,g,74LS48,+5V,COM,a,b,c,d,e,f,g,COM,a,b,c,d,e,f,g,COM,a,b,c,d,e,f,g,例： 编程在4个七段LED数码管上显示1234。 在动态连接法下，数码管公共端均受控。驱动程序的编制充分利用了人眼的视觉滞留效应，循环扫描各数码管，使各数码管不是连续显示，但给人的视觉印象是连续地在显示。每个数码管的显示时间不得低于1ms，不亮的

11、时间不能超过20 ms。 利用人眼的视觉滞留现象，实现让4个七段LED数码管上不同时显示1234，但人眼看到的效果 却是同时显示1234。,1,2,3,4,思考：编程在4个七段LED数码管上显示 30H，31H，32H，33H单元中的内容。,程 序,答 案,动态软译码连接法,在动态软译码连接法下，4个LED数码管与单片机的连接图 ：,a,b,c,d,e,f,g,Dp,P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,89C51,P3.0,P3.1,P3.2,P3.3,COM,a,b,c,d,e,f,g,驱 动 器,COM,a,b,c,d,e,f,g,COM,a,b,c,d,e,f,g,COM,a,b,c

12、,d,e,f,g,1,2,3,4,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7,例： 编程在4个七段LED数码管上显示1234。 例：编程在4个七段LED数码管上显示30H，31H，32H，33H单元中的内容。,程 序,程 序,动态显示方式：将所有位的字段线对应并，由一个8位I/O口控制，而共阴极点或共阳点由另一I/O口线控制。,LED动态显示方式,图9.7 8位LED动态显示器电路,图9-8通过8155扩展I/O口控制的8位LED动态显示接口 软件译码显示,2、软件译码显示2009年4月8日星期三,显示程序：,DIS： MOV DPTR，#7F00H MOV A，#03H MOVX DPTR，A

13、MOV R0，#7AH ；指向显示缓冲区起始单元 MOV R3，#80H ；字位码初值R3 MOV A，R3 ；取字位码 DLP： RL A ；显示下一位1 MOV DPTR，#7F01H；指向字位口 (PA口) MOVX DPTR，A ；输出字位码，显示其中1位 MOV A，R0 ；取一个显示数据 ADD A，#0BH ；查表偏移量 MOVC A，A+PC ；取出字形码 INC DPTR ；指向字段口(PB口)1 MOVX DPTR，A ；输出字形码1 ACALL DLY1MS ；延时1ms2 INC R0 ；指向显缓区下一单元1 MOV A，R3 ；修改字位码1 MOV R3，A ;1 J

14、NB ACC.7，DLP ；未显示到最右边LED，继续显示3 RET ；全部扫描一遍，结束1,DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；字形表 DB 0B0H，99H， DLY1MS： ；延时1ms子程序,动态显示接口例,1）硬件设计 图9-8为用8155扩展I/O口的位LED动态显示器，显示扫描由程序控实现。只需要8155提供出口即可。图中PB口输出段选码，PA口输出位选码。位选码占用输出口线数决定于显示器位数。BIC-8718为位集成驱动芯片。,2）程序设计.程序说明,程序说明:R0显示缓冲区数据指针,初值为78H R3位扫描寄存器,初值7F R6、R7减1计数器 显示缓冲区设803

15、1片内RAM的78H7FH单元位显示缓冲区,依次(从低位到高位)存放八个要显示的字符/数据在段选码地址表中的序号。,3)动态显子程序设计要点,建立显示数据缓冲区存放待显示数字、字符在字型编码表中的序号； 软件译码利用查表方法获得字型编码(段选码)； 位扫描输出采用移位方法逐位点亮LED显示器； 延时子程序控制点亮时间和时间间隔。,DIR: MOV A, #00000011B ;8155初始化 MOV DPTR, #7F00H MOVX DPTR, A MOV R0, #78H ;设显示 缓冲区首址 MOV R3, #7FH ;存首位位选字 MOV A, R3,LD0:MOV DPTR, #7F

16、01H ;指向PA口 MOVX DPTR, A ;送位选字入PA口 INC DPTR ;指向PB口 MOV A, R0 ;查段选码 ADD A, #0DH ;#0DH为从查表指令下一个机器码至首的偏移量 MOVC A, A+PC; MOVX DPTR, A ;段选码送PB口1 ACALL DL1 ;延时1ms2 INC R0 ;指向显示缓冲区下一单元1 MOV A, R3 ;1 JNB ACC.0, LD1 ;判断八位显示完？3 RR A ;未显示完，变为下一位位选字1 MOV R3, A;1 AJMP LD0 ;转显示下一位 2 LD1: RET;1,DSEG: DB 3FH, 06H, 5

17、BH, 4FH, 66H, 6DH, “0” “1” “2” “3” “4” “5” DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CH ， “6” “7” “8” “9” “A” “B” DB 39H, 5EH, 79H, 71H, 73H，3EH, “C” “D” “E” “F” “P” “U” DB 31H, 6EH “R” “Y” DL1: MOV R7, #02H ;延时子程序 DL: MOV R6, #0FFH DL6: DJNZ R6, DL6 DJNZ R7, DL RET,4、动态显示子程序的应用显示CPUREADY,MAIN: MOV SP, #60H MOV

18、R0, #78H MOV R0, #0CH；C INC R0 MOV R0, #10H；P INC R0 MOV R0, #11H；U INC R0 MOV R0, #12H；R INC R0 MOV R0, #0EH；E INC R0 MOV R0, #0AH；A INC R0 MOV R0, #0DH；D INC R0 MOV R0, #13H；Y,NEXT: LCALL DIR SJMP NEXT,9.2 键盘与单片机接口,键盘处理程序任务 1)键输入 检查键盘是否有键被按下，消除按键抖动。确定被按键的键号，获取键号。 硬件电路消除抖动或软件消除抖动。,2)键译码 键号为键盘位置码，根据

19、键号查表得出被按键的键值。键值：数字键09、字符键0AH0FH、功能键10H 。,3)键处理 根据键值转移到不同程序段。 若键值属于数字、字符键，则调用显示数字和字符的子程序。 若键值属于功能键，则进行多分支转移，执行各个功能程序段。,按键处理程序：,9.2.1 独立式键盘电路,9.2.2 矩阵式键盘,1.扫描法 列线输出，行线输入。 列线逐行输出0，某行有按键，行线输入有0，若无按键，行线输入全部为1。 2.反转法 行列线交换输入、输出，两步获取按键键号。,每个按键单独占有一根I/O接口引线。,（a）线反转法第一步 （b）线反转法第二步 图9-9 线反转法原理,图9-10 行列式键盘原理电路

20、,图9-11 中断方式键盘接口,非编码键盘与单片机的接口,线性非编码键盘的键开关排成一行或一列的形式，它与单片机的接口电路如图所示：,K1,K2,K3,K4,P1.1,P1.0,P1.2,P1.3,89C51,+5V,线性非编码键盘的工作原理：当键未被按下时，与此键相连的I/O线获得高电平；当键被按下时，与此键相连的I/O线获得低电平，单片机只要读取I/O口状态，就可以获取按键信息，识别有无键按下和哪个键被按下。 键处理程序如下： MOV P1,#0FFH UP1: MOV A,P1 ；读I/O口状态 ANL A,#0FH ；屏蔽无用位 CJNE A,#0FH,NEXT1 ；有闭合键？ SJM

21、P UP1 NEXT1: LCALL D10ms ；延时10ms去抖动 MOV A,P1 ；再读I/O口状态 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,NEXT2 ；有闭合键？ SJMP UP1 NEXT2：JB P1.0,NEXT3 ；K1按下？ LCALL K1 ；K1键处理程序 NEXT3: JB P1.1,NEXT4 ；K2按下？ LCALL K2 ；K2键处理程序 NEXT4: JB P1.2,NEXT5 ；K3按下？ LCALL K3 ；K3键处理程序 NEXT5: JB P1.3,UP1 ；K4按下？ LCALL K4 ；K4键处理程序 LJMP UP1,例,9.2.3键盘扫

22、描控制方式,（1）程序控制扫描方式（查询） (2) 定时扫描控制方式 (3）中断控制方式,1) 查询工作方式 键盘中有无键按下是由列线送出全扫描字，读入行线状态来判别的。其方法是：PA口输出00H，即所有列线置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中。如果有键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平，从而使行输入状态不全为“1”。（见下图） 键盘中哪一个键按下是由列线逐列置低电平后，检查行输入状态，称为逐列扫描。其方法是：从PA0开始，依次输出0，置对应的列线为低电平，然后从PC口读入行线状态，如果全为1，则所按下之键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是与0电平行线相交的交点上的

23、那个键。 为求取键码，在逐列扫描时，可用计数器记录下当前扫描列的列号，然后用行线值为0的行首键码加列号的办法计算。,键盘扫描子程序如下：(扫描法) KEY1：ACALL KS1 ；调用判断有无键按下子程序 JNZ LK1 ；有键按下时，(A) 0转消抖延时 AJMP KEY1 ；无键按下返回 LK1：ACALL TM12S ；调12 ms延时子程序 ACALL KS1 ；查有无键按下，若有则真有键按下 JNZ LK2 ；键(A) 0逐列扫描 AJMP KEY1 ；不是真有键按下，返回 LK2；MOV R2，#0FEH ；初始列扫描字(0列)送入R2 MOV R4，#00H ；初始列(0列)号送

24、入R4,LK4：MOV DPTR，#7F01H ；DPTR指向8155PA口逐行判断 MOV A，R2 ；列扫描字送至8155PA口 MOVX DPTR，A INC DPTR ；DPTR指向8155PC口 INC DPTR MOVX A，DPTR ；从8155 PC口读入行状态 JB ACC.0，LONE ；查第0行无键按下，转查第1行 MOV A，#00H ；第0行有键按下，行首键码#00HA AJMP LKP ；转求键码 LONE：JB ACC.1，LTWO ；查第1行无键按下，转查第2行 MOV A，#08H ；第1行有键按下，行首键码#08HA AJMP LKP ；转求键码,LTWO：

25、JB ACC.2，LTHR ；查第2行无键按下，转查第3行 MOV A，#10H ；第2行有键按下，行首键码#10HA AJMP LKP ；转求键码 LTHR：JB ACC.3，NEXT ；查第3行无键按下，转该查下一列 MOV A，#18H ；第3行有键按下，行首键码#18HA LKP：ADD A，R4 ；求键码，键码=行首键码+列号 PUSH ACC ；键码进栈保护 LK3：ACALL KS1 ；等待键释放 JNZ LK3 ；键未释放，等待 POP ACC ；键释放，键码A RET ；键扫描结束，出口状态(A)=键码,NEXT：INC R4 ；准备扫描下一列，列号加1控制逐列 MOV A，

26、R2 ；取列号送累加器A JNB ACC.7，KEND ；判断8列扫描否？扫描完返回 RL A ；扫描字左移一位，变为下一列扫描字 MOV R2，A ；扫描字送入R2 AJMP LK4 ；转下一列扫描 KEND：AJMP KEY1 KS1：MOV DPTR，#7F01H ；DPTR指向8155PA口 MOV A，#00H ；全扫描字A MOVX DPTR，A ；全扫描字送往8155PA口,INC DPTR ；DPTR指向8155PC口 INC DPTR MOVX A，DPTR ；读入PC口行状态 CPL A ；变正逻辑，以高电平表示有键按下 ANL A，#0FH ；屏蔽高4位，只保留低4位行线

27、值 RET ；出口状态：(A)0时有键按下 TM12ms：MOV R7，#18H ；延时12 ms子程序 TM： MOV R6，#0FFH TM6 ： DJNZ R6，TM6 DJNZ R7，TM RET,2) 定时扫描工作方式 定时扫描方式就是利用单片机内的定时器来产生定时中断，然后在定时中断的服务程序中扫描和读键，检查有无键按下，并确定键值,3) 中断工作方式 计算机应用系统工作时，并不经常需要键输入。但无论是查询工作方式还是定时扫描工作方式，CPU经常处于空扫描状态。为了提高CPU的效率，可采用中断工作方式。这种工作方式是当键盘上有键按下时，向CPU发一个中断请求信号，CPU响应中断后，

28、在中断服务程序中扫描键盘，执行键功能程序。中断请求信号的接口电路可参考图9-11。中断服务程序中应完成键识别、消除抖动、排除多次执行键功能操作等功能，可参考查询工作方式键盘程序。,矩阵式键盘及其接口(反转法),9.3D/A转换器接口,在数字测量和数字控制装置以及微型计算机应用系统中，都广泛应用D/A和AD转换器，以实现这些装置及系统对模拟信号的处理和操作。近年来由于数字电子技术和微机应用技术的迅速发展，也推动了A/D和D/A转换技术的飞快发展，产生了大量的A/D和D/A换器供用户选择使用。,A/D和D/A作用,D/A转换器的主要参数： 分辨率(Resolution) 偏移误差(OffsetEr

29、ror) 线性度(Linearity) 精度(Accuracy) 转换速度(ConvemionRate) 温度灵敏度(TemperatureSensitivity),工作原理,采用R-2R的电阻网络,D/A芯片是将R-2R电阻网络、二进制数码控制的电子开关以及一些控制电路集成在一起的电路。,9.3.1 典型D/A转换器芯片DAC0832 主要性能参数: 分辨率:DAC0832是一个8位D/A转换器芯片， 单电源供电，从+5V+15V均可正常工作 基准电压的范围为10V 精度 （线性误差 0.2FSR） 电流建立时间为1s，CMOS工艺， 低功耗20mW。 理想输出电压,其内部结构如图9.1所示

30、，它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图9.2所示。,DAC0830/DAC0831/ DAC0832的结构与引脚功能,DAC0830系列结构框图,9.3.2 DAC0832管角功能,该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下： (1)D0D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)； (2)ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效； (3) /CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效； (4)/WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、/CS、/

31、WR1的逻辑组合产生/LE1，当/LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，/LE1的负跳变时将输入数据锁存； (5)/XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效； (6)/WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由/WR2、/XFER的逻辑组合产生/LE2，当/LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，/LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。,(7)IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存器的内容线性变化； (8)IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；

32、 (9)Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度； (10)Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V； (11)VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V； (12)AGND：模拟信号地； (13) DGND：数字信号地。,9.3.3DAC0832的工作方式 由于DAC0832内部有两级缓冲寄存器，所以可以方便地选择三种工作方式: 1)直通式：/WR1、/WR2、/XFER、/CS接地，ILE接高电平，即不用写信号控制，使输入数据直接进入D/A转换器。 2）单缓冲式：两个寄存器一个处于直通状态，另一个处于受控状态，输入数据只经过一个寄存器缓冲控

33、制后，进入D/A转换器。或两个寄存器同时锁存。 3）双缓冲式：两个寄存器都处于受控状态，即用/WR1和/WR2分两步控制。在这种为方式下可使多路D/A转换器同步输出。,9.3.4DAC0832的电压转换,使用运算放大器将DAC0832的电流输出线性地转换成电压输出。,上图 中 MCS-51执行下面的程序后，运放的输出端产生一个锯齿型电压波： MAIN；MOV DPTR，#7 FFFH MOV A, #0 LOOP：MOVXDPTR, A INC A AJMP LOOP,9.3.5 DAC0832的接口,8位 输入 寄 存 器,8位 DAC 寄 存 器,8位 D/A 转 换 器,DI0,DI1,

34、DI2,DI3,DI4,DI5,DI6,DI7,+,+,ILE,CS,WR1,XFER,WR2,VREF,IOUT1,IOUT2,DGND,LE1,LE2,DAC0832转换器可以有三种工作方法，即直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。 直通方式：这时两个8位数据寄存器都处于数据接收状态，即LEI和IE2都为1。输入数据直接送到内部DA转换器去转换。 单缓冲方式：这时两个8位数据寄存器中有一个处于直通方式(数据接收状态)，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时，0832中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将8位DAC寄存器置于直通方式。 双缓冲方式：这时两个8位数据寄存器都

35、不处于直通方式，单片机或其他微机必须送两次写信号才能完成一次DA转换。,Rfb,DAC0832的接口直通方式,直通方式：这时两个8位数据寄存器都处于数据接收状态，即LEI和IE2都为1。因此，IEL =1，而CS、WRl、WR2和XFER为0。输入数据直接送到内部DA转换器去转换。这种方式可用于一些不带微机的控制系统中。,DAC0832的接口单缓冲方式,单缓冲方式：这时两个8位数据寄存器中有一个处于直通方式(数据接收状态)，而另一个则受微机送来的控制信号控制。在单缓冲工作方式时，0832中两个数据寄存器有一个处于直通方式，一般都是将8位DAC寄存器置于直通方式。为此，应将WR2和XFER固定接

36、零。而输入寄存器是工作于锁存器状态，它对于8031单片机来说，相当于一个外部RAM单元。,DAC0832的接口双缓冲方式,双缓冲方式：这时两个8位数据寄存器都不处于直通方式，单片机或其他微机必须送两次写信号才能完成一次DA转换。若采用双缓冲方式，则DAC0832应被看作是外部RAM的两个单元而不是一个单元。,9.3.6DAC0832的应用 (1)单缓冲方式,只有一路输入时,DAC0832内部有输入寄存器，所以可以直接相连而不必加锁存器。 输入寄存器允许信号ILE固定接高电平。 片选信号/CS和传送控制信号/Xfer一起接到8031的某根高位地址线如P27端 写信号WRl和WR2一起接到8031

37、的/WR端。 这样，DAC0832作为8031的一个扩展I/O口，地址为7FFFH。 基准电压V ref直接与工作电源电压相连,8031对 DAC0832执行一次写操作，就能使DAC0832对输入的数字量进行一次D/A转换。转换程序如下。 MOV DPTR，7 FFFH；送DAC0832地址 MOV A，data；要转换的数字量送A MOVXDPTR, A；数字量送D/A芯片，进行转换输出 (2）双缓冲方式,(2）双缓冲方式,多路输出,同步转换输出,2014年12月15日,在多路D/A转换的情况下，若要求同步转换输出，必须采用双缓冲方式。 DAC0832采用双缓冲方式时，数字量输入 锁存和D/

38、A转换输出量是分两步进行的：第一，CPU分时向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中；第二，CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各路输入寄存器中的数据进入DAC寄存器，实现同步转换输出。,实现两路同步输出的示例程序如下: MOV DPTR，0DFFFH；送0832（1）输入锁存器地址 MOV A,datal；datal送0832（1）输入锁存器 MOVX DPTR，A MOV DPTR，0BFFFH；送0832 (2)输入锁存器地址 MOV A，data2；data2送0832（2)输入锁存器 MOVX DPTR，A MOV DPTR,7FFFH；送两路DAC寄存器

39、地址 MOVXDPTR, A；两路数据同步转换输出,DAC 0832与单片机连接,例：D/A转换程序，用DAC 0832输出05V锯齿波，电路为直通方式。 设VREF= - 5V，DAC 0832地址为7FFFH，脉冲周期要求为100ms。,DACS：MOVDPTR，#7FFFH；0832 I/O地址 MOVA，#0；开始输出0V DACL：MOVXDPTR，A；输出模拟量 INCA；升压 ACALLDELAY；延时100ms/256 AJMPDACL；连续输出 DELAY：；延时子程序,单缓冲方式：输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出。,双缓冲器方式：输入寄存器和DAC寄存器分

40、配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。,/XFER控制线与/CS接P2. 6。当P2. 6=0时，选通D/A通道。 对于D/A转换器输出部分的接口电路，由于考虑到由软件产生电压波形有正、负极性输出，因此这部分电路设计成双极性电压输出。其中U6, U7亦可选用LF356, OP07等集成电路，低噪声的运算放大器可选用OP27集成电路。 2.软件设计 在图7-14同一硬件电路支持下，只要编写不同的程序便可产生不同波形的模拟电压。,1)反向锯齿波程序清单 MSW: MOV DPTR,#0BFFFH；指向D/A输入寄存器 DA0：MOV R7,#80H；置输出初值 DA1：MOV A, R

41、7；数字量送A MOVX DPTR，A；送D/A转换 DJNZ R7，DA1；修改数字量 AJMP DA0；重复下一个波形 其输出电压波形如图7-15(a)所示。,2)正向锯齿波程序清单 PSW: MOV DPTR,#0BFFFH；指向D/A输入寄存器 DAP0：MOV R7，#80H；置输出初值 DAP1：MOV A, R7；数字量送A MOVX DPTR，A；送D/A转换 INC R7；修改数字量 CJNE R7，#255,DAP1；数字量,255,转DAP1 AJMP DAP0；重复下一个波形 其输出电压波形如图7-15(b)所示。,3)双向锯齿波程序清单 DSW：MOV DPTR,#0

42、BFFFH MOV R7，#0 DAD0：MOV A，R7 MOVX DPTR,A INC R7 AJMP DAD0 其输出波形如图7-15（c）所示。,4）三角波程序清单 SSW：MOV DPTR，0BFFFH DAS0：MOV R7，80H DAS1：MOVA，R7 MOVX DPTR，A INC R7 CJNE R7，255，DAS1 DAS2：DEC R7 MOVA，R7 MOVX DPTR，A CJNE R7，80H，DAS2,AJMP DAS0 其输出波形为正向三角波如图7一15（d）所示。 5）正弦波电压输出 正弦波电压输出双极性电压。最简单的办法是将一个周期内电压变化的幅值（-

43、5V5V）按8位DA分辨率分为256个数值列成表格，然后依次将这些数字量送人DA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，如图7-15（e）所示。正弦波程序清单如下。,SIN：MOV R7，00H；置偏移量 DAS0：MOVA，R7 MOV DPTR，TABH；设指针 MOVX A，ADPTR；取数据 MOV DPTR，8000H MOVX DPTR，A；送DA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

44、 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H,应用举例,正弦波发生器 若要产生正弦波可以采用查表的方法。假设正弦波的幅值为5V，一个周期中的表示点数为N,那么第1点的角度为0,对应的正弦值为5 sin0；第2点的角度为360/N，对应的正弦值为5sin(360N）；正弦彼产生方法示意如图4-17所示。将这些模拟量正弦值都转换为双极性方式下的数字量。这样就能建立一张按照点的号码顺序排列的数字量正弦值表格,产生正弦波的程序如下。 MOV R5，00H;计数器赋初值 SIN：MOV A，R5 MOV DPTR，TAB；送表格首址 MOVC A，A + DPTR；查表得正弦值 MOV DPTR，0

45、7FFFH；送0832地址 MOVX DPTR，A；转换输出 INC R5 AJMP SIN TAB：DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H，93H，96H，99H，9CH，9FH，A2H，A5H ，A8 H，ABH，AEH，B1H，B4H，B7H，BAH，BCH， BFH，C2H, C5H，C7 H，CAH，CCH，CFH，D1H，D4H,9.4A/D转换器接口,能把模拟量转换为数字量的一种接口电路称为构数转换器，简称A心转换器（简写成ADC）。 从转换方式来看，较常用的有逐次逼近型、双积分式和电压频率（U/F）变换式三种。 9.4.1 集成A/D转换器 ADC 0809/08

46、08为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器，可分时转换8路模拟信号。,一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。 ADC0809是目前常用的一种逐次逼近式A/D转换器，它是CMOS单片28条引脚双列直插式A/D转换器，精度为8位，其逻辑方框图和引脚图如图所示，它由8通路模拟开关、地址锁存译码器、8位A/D转换器以及三态输出锁存器等组成。,ADC0809的主要性能指标 分辨率为8位。 单电源（+5V）供电，模拟量输入范围是0-5V. 功耗为15mW。 不必进行零点和满度调整。 转换速度取决于芯片的时钟频率。时钟频率范围为10- 1280kHz

47、。转换时间100s 允许8路模拟信号输入。 线性误差1LSB,ADC0809 引脚分配,AD转换芯片0809 0809内部结构,模拟输入部分,控制逻辑,地址译码输入选通,基准电压输入端,2009年4月13日星期一,逐位逼近式A/D转换器原理 逐位逼近式A/D转换器原理图如图7-18所示。主要由n位逐位逼近式寄存器、D/A转换器、比较器、控制逻辑和输出缓冲器5部分组成。 能实现对分搜索的控制，完成A/D转换。n位寄存器的初始状态为全“0”，当启动信号作用后，先使最高位Dn-1=1，n位寄存器内容经D/A转换得到一个整个量程一半的模拟电压Vs，与输入被测电压Vx比较，若Vx大于Vs，则保留Dn-1

48、=1，若Vx小于Vs，则Dn-1清“0“,然后使下一位Dn-2=1,与上一次的结果一起经D/A转换后与Vx相比较，重复这样的过程直至使D0=1，,再经D/A转换后得到的模拟量Vs与被测电压Vx比较，由Vx大于Vs还是小于Vs决定D0位保留为“1”还是清“0”，这样经过n次逐位比较后，发出转换结果信号，此时,n位寄存器的内容即为转换后的数据，只要发送读（输出允许）信号即可获得A/D转换结果。逐位逼近式A/D转换器从速度和转换精度来看比较适中，即有较高的速度和精度，电路结构又不太复杂，因而得到广泛的应用，尤其是在一些实时控制系统中应用最多的一种。,计数逼近原理,逐次逼近原理,ADC0809的引脚功

49、能 1、IN0- IN7：8路模拟信号输入通道。 2、ADDA, ADDB, ADDC: 8路模拟信号输入通道的3位地址输入端，ADDC为最高位，ADDA为最低位。 3、ALE地址锁存允许信号输入端，高电平有效，有效期间将ADDA, ADDB、ADDC通道地址锁存到内部地址锁存器中。 4、START:启动转换信号输入端，此输入信号的上升沿使内部寄存器清零，下降沿使A/D转换器进行新的一次转换。 5、EOC: A/D转换结束信号标志，它在A/D转换开始由高电平变为低电平，转换结束时该端输出一个正脉冲。此信号的上升沿表示A/D转换完毕，常用作中断申请信号。,6、OE:输入允许信号，高电平有效，有效

50、期间允许从AD转换器的三态输出锁存器读取数据，并将数据送到数据总线。 7、D7-D0: 8位数据输出端，可直接接入数据总线。 8、CLK (CLOCK)外接时钟脉冲输入端，时钟的频率决定A/D转换的速度。转换时间TC等于64个时钟周期，CLK的频率范围是10kHz - 1280kHz,典型频率为 640kHz，TC为100微妙 。 9、VREF（+） 和VREF（-）：参考电压输入端，一般VREF（+） =+5V,和VREF（-）=-5V/0V 接地。 10、Vcc：电源电压， Vcc =+5V。 11、GND:接地端。,9.4.2 ADC 0809接口,(1)启动A/D 转换,从ADC080

51、9的控制时序图可看到，要将特定模拟通道输入信号进行A/D转换，需满足以下条件： 在START端需产生一个正脉冲，上升沿复位ADC0809，下降沿启动AD转换。 在启动AD转换之前，待转换的模拟通道的地址应稳定地出现在地址线上，同时需在ALE端产生一个正跳变，将地址锁存起来，使得在A/D转换期间，比较器内部输入始终是选中的模拟通道输入信号。 在A/D转换结束之前，在START端和ALE端不能再次出现正脉冲信号。 用什么信号作为START端的复位和启动A/D转换信号，以及ALE端的地址锁存信号呢？我们自然地想到了MCS-51单片机的/WR信号。将/WR信号取反后送ADC0809的START端和AL

52、E端，可满足条件和，,将/WR信号与某一仅在访问ADC0809时变低的片选线或非处理后，可进一步满足条件。 在这种接口方式下，启动A/D转换时序图如图6-39所示。从该图可看到，在ADC0809 ALE端地址锁存信号有效时，MCS-51外部数据总线和地址总线上的信号都是稳定的，都可以作为ADC0809的地址信号。于是就形成了ADC0809与MCS-51单片机的3种硬件连接方法，如图6-40所示。 3种情况下，启动A/D转换的程序指令需作相应的变动。,1) ADDA ; ADDB, ADDC分别接地址锁存器提供地址的低3位，如图b-40a所示，指向IN7通道的相应程序指令为 MOV DPTR,

53、#0EFF7H；指向D/A转换器和模拟通道的IN7地址 MOVXDPTR, A；启动A/D转换，A中可以是任意值,2）ADDA，ADDB，ADDC分别接数据线中的低3位（P0PO. 2），如图6-40b所示， 则指向IN7通道的相应程序指令为 MOV DPH，#OE0H；送D/A转换器端口地址 MOV A，#7H：IN7地址送A MOVXDPTR，A；送地址并启动灯D转换 3）ADDA，ADDB，ADDC分别接高8位地址中的低3位（P20P2.2），如图6-40c所 示，则指向IN7通道的相应程序指令为 MOV DPTR，#0E700H MOVXDPTR，A,（2）确认A/D转换完成 为了确认

54、转换结束，可以采用无条件、查询、中断三种数据传送方式。 l）无条件传送方式。转换时间是转换器的一项已知和固定的技术指标。例如： ADC0809转换时间为100s，可在A/D转换启动后，调用一个延时足够长的子程序，规定时间到，转换也肯定已经完成。 2）查询方式。ADC0809的EOC端高电平，表明AD转换完成，查询测试EOC的状态，即可确知转换是否完成。需注意ADC0809从复位到EOC变低约需10少时间，查询时,应首先确定EOC已变低，再变高，才说明A/D转换完成。 3)中断方式。把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号，以中断方式进 行数据传送。 (3）转换数据的传送 不管使用上述哪种方式，一旦确认转换完成，即可通过指令传送在三态输出锁存器中的 结果数据。对于如图6-40所示的硬件连接，只要对可使P2.4 = 0的端口地址作读操作，即,可在OE端产生一个正脉冲，把转换数据送上数据总线，供单片机接收。例如： MOV DPH，#0EFH MOVX A