周国运单片机原理及应用(C语言版)9.ppt

1、单片机原理及应用 （C语言版）第9章 单片机系统配置及接口,主 编：周国运 本章制作：鲁庆宾 中国水利水电出版社,第9章 单片机系统配置及接口,目 录 9.1 键盘接口 9.2 LED显示接口 9.3 A/D转换接口 9.4 D/A转换接口 9.5 开关器件接口,本章要点 单片机主要应用于测控系统中，应用系统通常需要人的干预。 本章主要讲述键盘、显示器、A/D转换器、D/A转换器、开关器件等的工作原理及接口电路。,第9章 单片机系统配置及接口,图9-1 单片机应用系统配置框图,9.1 键盘接口,主要内容 9.1.1 键盘基本问题 9.1.2 键盘结构及处理程序 9.1.3 中断扫描方式,1、键

2、的识别 当按键K未被按下时，P1.0输入为高电平；当K闭合时，P1.0输入为低电平。,9.1.1 键盘基本问题,图9-2 按键电路,9.1.1 键盘基本问题,2、键的抖动 由于机械触点的弹性作用，按键在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，如图9-3所示 。 抖动时间一般为510ms。抖动会引起一次按键被误读多次。为确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。,9.1.1 键盘基本问题,图9-3 按键时的抖动,9.1.1 键盘基本问题,一独立式键盘 独立式按键是指各按键相互独立地接通一条输入数据线。当任何一个键按下时，与之相连的输

3、入数据线即可读入数据0，而没有按下时读入1。,9.1.2 键盘结构及处理程序,优点：电路简单； 缺点：键数较多时，要占用较多的I/O线。,图9-4 独立式键盘,键 号 0 1 2 3 4 5 6 7,10k*8,例9-1 设计一个独立式按键的键盘接口，并编写键扫描程序，电路原理图如图9-4所示，键号从上到下分别为07。 C语言程序清单： #include void key() unsigned char k; P1=0 xff;/输入前P1口输出全1 k=P1;/读取按键状态 if(k=0 xff) return; /无键按下，返回 delay20ms();/有键按下，延时去抖,9.1.2 键

4、盘结构及处理程序,k=P1; if(k=0 xff)/确认键按下 return;/抖动引起，返回 while(P1!=0 xff);/等待键释放 switch(k)/识别、执行按下的键 case:0 xfe /0号键按下时执行程序段 break; case:0 xfd /1号键按下时执行程序段 break;,9.1.2 键盘结构及处理程序, /26号键程序 case:0 x7f /7号键按下时执行程序段 break; 汇编语言程序清单： KEY:MOVP1,#0FFH ;P1口为输入口 MOVA,P1 ;读取按键状态 CPLA ;取正逻辑 JZEKEY ;无键按下，返回,9.1.2 键盘结构及

5、处理程序,LCALL DELAY20MS ;有键按下，去抖 MOV A,P1 CPL A JZ EKEY ;抖动引起，返回 MOV B,A ;存键值 KEY1:MOV A,P1 ;以下等待键释放 CPL A JNZ KEY1 ;未释放，等待 MOV A,B ;取键值送A JB ACC.0,PKEY0 ;0号按下转PKEY0 JB ACC.1,PKEY1 ;1号按下转PKEY1 ,9.1.2 键盘结构及处理程序,JBACC.7,PKEY7 ;7号按下转PKEY7 EKEY: RET PKEY0:LCALLK0 ;K0命令处理程序 RET PKEY1:LCALLK1 ;K1命令处理程序 RET P

6、KEY7:LCALLK7 ;K7命令处理程序 RET,9.1.2 键盘结构及处理程序,二行列式键盘 为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O线的数目，在键数较多时，通常都将键盘排列成行列矩阵形式。每一水平线（行线）与垂直线（列线）的交叉处通过一个按键来连通。,利用这种结构只需N条行线和M条列线， 即可组成具有NM个按键的键盘。,9.1.2 键盘结构及处理程序,图 9 | 5 4 4 矩 阵 键 盘 接 口,9.1.2 键盘结构及处理程序,1、行扫描法工作原理 判别键盘中有无键按下。向行线输出全0，读入列线状态。如果有键按下，总有一列线被拉至低电平，从而使列输入不全为1。 查找按下键所在的行。依次

7、给各行线送低电平，查列线状态。全为1，则所按下的键不在此行；否则按下的键必在此行。 查找按下键所在的列。在上面读入的列值从第0位开始逐位判断，找出为0的位号，即为按下键的列号。 按键编码（编号、键号、键值）：为了方便找到所按下按键及功能，对按键进行编码、即编号。 键号=行首号+列号=行号4 + 列号 键号要与键名相区分；一般编号与键号相同,9.1.2 键盘结构及处理程序,2.键盘扫描子程序 C语言程序清单： #include unsigned char key(void) unsigned char row,col=0, k=0 xff, dd; /定义行、列、返回值 P1=0 xf0; /各

8、行输出0 ,各列输出1 dd=P1; /从P1口输入 if(dd=0 xf0)return k;/无键按下，返回0 xff delay5ms(3);/延时15ms去抖动 dd=P1; /各行输出0 ,各列输出1 if(dd=0 xf0)return k;/无键按下，返回0 xff,9.1.2 键盘结构及处理程序,判 断 是 否 有 键 按 下,判 断 是 否 有 键 按 下,scan=0 xfe; /行扫描码 for(row=0;row1; break; /跳出外层循环 scan=scan*2+1;/左移1位 return k;/返回键值 ,9.1.2 键盘结构及处理程序,2.键盘扫描子程序

9、C语言程序清单： #include char key() char row,col=0, k =-1;/定义行、列、返回值 P1=0 xf0;/各行全输出0 if(P1=0 xf0) return k;/无键按下，返回-1 delay20ms();/延时去抖 if(P1=0 xf0) return k;/抖动引起，返回-1,9.1.2 键盘结构及处理程序,for(row=0;row4;row+)/行扫描 P1=(1row); /扫描值送P1 k=P1/返回键值 ,9.1.2 键盘结构及处理程序,汇编语言程序清单(返回键值：在累加器A中)： KEY:LCALL KS ;判断是否有键按下 JZ E

10、KEY ;无键按下，返回 LCALL DELAY20MS ;延时去抖 LCALL KS JZ EKEY ;抖动引起，返回 SKEY:MOV R0,#0 ; 行扫描计数器R0清0 MOV R3,#0FEH ;R3为行扫描字 ;R1存读取的列值 ;R2存计算出的键号 SKEY1:MOV P1,R3 ;做行扫描 ;输出行扫描字,9.1.2 键盘结构及处理程序,MOVA,P1;读列值 MOVR1,A;暂存列值 CPLA ANLA,#0F0H JNZSKEY2 ;键在该行，转 INCR0;行计数器R0加1 MOVA,R3;R3行扫描字 RLA MOVR3,A ;下一行扫描字 CJNER0,#4,SKEY

11、1 ;行未扫描完转 EKEY: MOVA,#0FFH;无键返回0FFH RET,9.1.2 键盘结构及处理程序,SKEY2:MOVA,R1;查找按键所在列 JNBACC.4,SKEY3;在第0列 JNBACC.5,SKEY4;在第1列 JNBACC.6,SKEY5;在第2列 JNBACC.7,SKEY6;在第3列 SKEY3:MOVR2,#0 ;存列号于R2 SJMPDKEY SKEY4:MOVR2,#1;存列号于R2 SJMPDKEY;转去计算键号 SKEY5:MOVR2,#2;存2列号 SJMPDKEY,9.1.2 键盘结构及处理程序,SKEY6:MOVR2,#3 ;存3列号 SJMPDK

12、EY DKEY: MOVA,R0 ;计算键号. 行号送A MOVB,#4 MULAB ADDA,R2 ;行号4+列号=键值 PUSHACC LK: LCALLKS ;等待键释放 JNZLK POPACC RET,9.1.2 键盘结构及处理程序,;是否有键按下子程序，有返回非0，无返回0 KS:MOVP1,#0F0H MOVA,P1 CPLA ANLA,#0F0H RET,9.1.2 键盘结构及处理程序,3.行列反转法识别按键 判别键盘中有无键按下(方 法同行扫描法) 行列反转输出、输入 各行输出0（各列输出1），只输入列值(或输入的各行清0) 各列输出读入的值（各行输出1 ），只输入行值(或输

13、入的各列清0) 。 合并行列值，得到所按下键的唯一的行列值，由行列值查表确定其键值。,9.1.2 键盘结构及处理程序,行列不能独立操作,4.行列反转法识别按键子程序 C语言程序代码： #include unsigned char key() char code keycode=0 xee,0 xde,0 xbe,0 x7e, 0 xed,0 xdd,0 xbd,0 x7d, 0 xeb,0 xdb,0 xbb,0 x7b, 0 xe7,0 xd7,0 xb7,0 x77; / 16个按键的键值与行列组合值的对应关系,9.1.2 键盘结构及处理程序,unsigned char row,col,i

14、,k=0 xff; /定义行、列、返回值、循环控制变量 P1=0 xf0; if(P1/读取行值,9.1.2 键盘结构及处理程序,/查找行列组合值在键盘表中位置 row=row|col;/把读入的行列值合并 for(i=0;i16;i+) /查表 if(row=keycodei) /找到，i即为键值 k=i; break; /对重复键，该方法 /处理为无键按下 P1=0 xf0; while(P1/返回键值 ,9.1.2 键盘结构及处理程序,9.1.3 中断扫描方式,为了提高CPU的效率，可以采用中断扫描工作方式，即只有在键盘有键按下时才产生中断申请，CPU响应中断，进入中断服务程序进行键盘扫

15、描，并做相应处理。也可以采用定时扫描方式，即系统每隔一定时间进行键盘扫描，并做相应处理。,9.1.3 中断扫描方式,74LS21,10k*4,9.2 LED显示接口,主要内容 9.2.1 LED显示器结构与原理 9.2.2 LED显示器接口及显示方式 9.2.3 LED显示器与89C52接口及显示子程序,9.2.1 LED显示器结构原理,单片机中通常使用7段LED构成字型为“8”且加一个小数点的数码管，以显示数字、符号及小数。常见数码管如下图。,显示器有共阴极和共阳极两种。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段

16、笔划即亮；不加电压则暗。 对共阴极发光二极管，某段的阳极加上正电压，则对应的段点亮。 对共阳极发光二极管，某段的阴极接低电位，则对应的段点亮。,9.2.1 LED显示器结构原理,以共阴极显示器为例，当a、b、c三段送1时，数码管显示数字7。,（c）引脚配置外形图,（b）共阳极,（a）共阴极,9.2.1 LED显示器结构原理,9.2.1 LED显示器结构原理,fb ec,a g d,h,3F,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a,06,5B,4F,66,6D,7D,07,6F,b c,b e,a g d,fb ec,a d,表9-1 共阴极和共阳极7段L

17、ED显示字型编码表,以上为8段，8段最高位为小数点段。表中为小数点不点亮的段码。,9.2.1 LED显示器结构原理,9.2.2 LED显示方式及接口,LED有静态显示和动态显示两种方式。 1LED静态显示方式 静态显示：当显示器显示某个字符时，相应的段（发光二极管）恒定地导通或截止，直到显示另一个字符为止。 共阴极（公共端K）接地； 共阳极（公共端A）接+5V电源。 每个数码管的段选线（ah）分别与一个8位锁存器的输出口相连，各显示位相互独立。,优点：亮度较高、编程容易、管理简单； 缺点：占用I/O口线资源较多。 2LED动态显示方式 所有位的段选线：并联在一起，由一个8位I/O口控制； 各位

18、的公共端：分别由不同的I/O线控制，实现各位的分时选通。 图9-8为6位共阴极LED动态显示接口电路,9.2.2 LED显示器接口及显示方式,图9-8 6位LED动态显示接口电路,9.2.2 LED显示器接口及显示方式,段选(P0口),各位扫描显示：由于6位LED所有段选线皆由P0口控制，要想每位显示不同的字符，就必须采用扫描方法轮流点亮各位LED，在每一瞬间只使某一位显示字符。 段选码、位选码控制：P0口输出相应字符段选码，P2口对该显示位送选通电平，保证该位显示相应字符，如此轮流。 扫描延时：段选码、位选码每送一次后至少延时1ms，保证每位有一定亮度，因人眼的视觉暂留效应，看上去每个数码管

19、总在亮。,9.2.2 LED显示器接口及显示方式,9.2.3 显示器与89C52接口及显示子程序,下页图为89C52 控制的6位共阴极LED动态显示接口电路。 P0口输出段选码，P2口输出位选码。 74LS245：是双向8位缓冲器/驱动器。 逐位轮流点亮各个LED，每一位保持2.5ms，在1520ms之内再一次点亮，重复不止。,图9 | 9 数码管动态显示接口,9.2.3 显示器与89C52接口及显示子程序,2,4,5,C语言程序清单： #include unsigned char code LED =0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f, 0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x

20、07,0 x7f,0 x6f; unsigned char buf6;/定义字型码和显示缓冲区 void disp() unsigned char i, scan=0 xdf; for(i=0;i1 +0 x80; ,9.2.3 显示器与89C52接口及显示子程序,汇编语言程序清单： DISP: MOV R0,#DISPBUF ; R0指向显示缓冲区 MOV R2,#0DFH ;位码送R2 MOV R3,#6 ;6位显示 MOV DPTR,#TAB ;DPTR指向段码表LOOP:MOV A,R0 ;取显示数据 MOVC A,A+DPTR ;取出字型码 MOV P0,A ;送出显示 MOV P2

21、,R2 ;位码送P2口 LCALL DELAY2MS ;延时2ms,9.2.3 显示器与89C52接口及显示子程序,INC R0 ;数据缓冲区地址加1 MOV A,R2 RR A;位码循环右移一位 MOV R2,A DJNZ R3,LOOP ;扫描到最左边显示位？ RET TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH,9.2.3 显示器与89C52接口及显示子程序,9.3 A/D转换器及其接口,主要内容 9.3.1 串行接口A/D转换器及其接口 9.3.2 并行接口A/D转换器及其接口 9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,模/数（A/D）

22、转换的方式：有很多种，例如，计数比较型、逐次逼近型、双积分型等。选择A/D转换器件主要是从速度、精度和价格上考虑。 A/D转换器的接口方式：有串行、并行方式，并且有些增强型的单片机在片内集成有A/D转换器。,9.3 A/D转换接口,9.3.2 串行接口A/D芯片TLC2543及接口,本节主要内容： TLC2543的特点 TLC2543的功能结构和引脚信号 TLC2543的编程命令字 TLC2543的接口方式 TLC2543的操作时序 TLC2543的应用编程,9.3.2 串行接口A/D芯片TLC2543及接口,TLC2543是TI公司生产的12位、逐次逼近式、CMOS工艺的串行接口A/D转换器

23、。 它具有输入通道多、速度高、测量范围宽、体积小、接口方便等特点。 由于这些特点，受到了系统开发工程师的青睐，得到越来越多的应用。 本节主要讨论：TLC 2543的特性、结构与引脚信号、命令字、时序、接口与控制编程。,1、TLC2543的主要特性 1）12位A/D转换器，可8位、12位和16位输出 2）转换时间：l0s，高速 3）11通道模拟量输入 4）3种内建的自检模式 5）片内采样/保持电路 6）最大线性误差： 1个数字量 7）内置系统时钟 8）有转换结束信号,9.3.2 TLC2543及接口,9）单/双极性输出 10）数据输出顺序可编 程，高位或低位在前 11）支持软件关机 12）输出数

24、据长度可编程控制 13）SPI串行接口,2、TLC2543的内部结构及引脚信号,9.3.2 TLC2543及接口,主要是7个部分,TLC2543的引脚信号,9.3.2 TLC2543及接口,接 口 信 号,参考电压,模 拟 信 号,模拟信号,分4组,3、TLC2543的命令字 TLC2543的每次转换都必须写入命令字，确定下次转换：选用的通道、输出数据位数、输出数据位序、数据极性。 输入的命令字高位在前。 命令字格式如下：,9.3.2 TLC2543及接口,数据极性：设置0为单极性，设置1为双极性 (补码) 数据顺序：设置0高位在前，设置1低位在前 数据长度：设置0 1为8位、设置1 0或0

25、0为12位、 设置1 1为16位,9.3.2 TLC2543及接口,外 部 模 拟 信 号,内 部 信 号,4、TLC2543的接口时序,9.3.2 TLC2543及接口,1次完整操作,低电平发送,高电平接收,传送完后 开始转换,无效,数据无效,上次数据,转换中为低,对芯片操作期间应低电平,5、TLC2543与89C52的接口及编程,图9-12 TLC2543和89C52的接口电路,9.3.2 TLC2543及接口,根据TLC2543的接口时序，可以总结得出以下对TLC2543的操作过程与方法： （1）使CS变低，一个操作过程开始 （2）使CLK变低，从DIN发送1位命令（从高到低发送命令字）

26、； （3）使CLK变高，从DOUT读取一位数据 （4）重复（2）、（3），直到接收完数据，使CS变高； （5）等待A/D转换，或延时等待10s、或查询EOC状态、或用EOC做中断请求。 重复以上过程，实现A/D转换。,9.3.2 TLC2543及接口,设TLC2543以8位方式作模数转换、选用AIN0通道、数据的高位在前、单极性信号。编写一函数，控制TLC2543实现模数转换。 其命令字为：0000 01 0 0 b=0 x04 （1）C语言程序： #include sbit CLK= P10; sbit DIN= P11; sbit DOUT=P12; sbit CS= P13; SbitE

27、OC= P14;,9.3.2 TLC2543及接口,6、TLC2543的应用编程,unsigned int TLC2543(unsigned char com) unsigned char i, n; unsigned int result=0; n=com/返回转换结果 ,9.3.2 TLC2543及接口,（2）汇编语言程序： CLKBIT90H DINBIT91H DOBIT92H;输入 CSBIT93H EOCBIT94H;输入 TLC2543:MOVA,R7 ;控制字送A CLRCS;片选有效，选中2543 JNBEOC,$;EOC为低等待 LP1:CLRCLK;时钟变低 RLC A;

28、A带进位循环左移 MOV DIN,C;命令字最高位输出 SETB CLK;时钟变高 MOV C,DO;读入1位送C中,9.3.2 TLC2543及接口,SETB CLK;时钟变高 MOV C,DO;读入1位送C中 MOV ACC.0, C;读入值放ACC.0 DJNZ R5,LP1 ;下面判断是否为8位数据，是则返回，否则继续传输 MOVR6,A;接收的高位数据送R6 MOVA,R7;读取参数-控制字 ANLA,#0CH;计算数据位数 CLRC SUBBA,#4 JNZNT1 ;A不为0继续接收数据 MOVA,R6; MOVR7,A;从R7中返回8位数据 MOVR6,#0; RET,9.3.2

29、 TLC2543及接口,NT1:MOVR5,A;传送位数送R5 CLR A;A清0，继续接收 LP2:CLR CLK;时钟变低 RLC A;A带进位循环左移 MOV DIN,C;命令字最高位输出 SETB CLK;时钟变高 MOV C,DO;读入1位送C中 MOV ACC.0, C;读入值放ACC.0 DJNZ R5,LP2 MOV R7,A;将转换的低位存入R7 RET 子程序执行完后，返回的转换数据在R6、R7中，R6中为高位，R7中为低位。,9.3.2 TLC2543及接口,TLC2543的引脚信号：20引脚 AIN0AIN10：模拟信号输入 CS：片选信号 DIN：串行数据输入 DOU

30、T：串行数据输出 EOC：转换结束信号 SCLK（I/O CLOCK）：输入/输出同步时钟 REF+、 REF- ：转换参考电压输入 VCC ：电源 GND：地,9.3.2 TLC2543及接口,表9-2 输入寄存器命令字格式,9.3.1 多通道串行输出A/D芯片TLC2543及接口,注：X表示无关项。,9.3.1 多通道串行输出A/D芯片TLC2543及接口,4、TLC2543的SPI操作时序,9.3.1 TLC2543及接口,低电平发送；高电平读数据位,1 2 3 4 5 6 7 8 11 12,A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A1 A0,9.3.2 逐次逼近型并行接口

31、A/D转换器及接口,1ADC0809的片内结构及引脚功能 ADC0809是CMOS工艺，采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片。 多路开关有8路模拟量输入端，最多允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。图9-13为ADC0809的内部逻辑结构图。它由8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存器以及地址锁存译码器等组成。,图9-13 ADC0809内部逻辑结构结构,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,8,位,A,/,D,转换器,8,位,三态,输出,锁存器,8,路,模拟量,开关,地址 锁存,译码器,IN,0,IN,7,ADDA,ADDB,ADDC,ALE,START,CL

32、K,EOC,D,0,V,cc,GND,V,REF,+,V,REF,-,OE,D7,引脚功能说明如下： IN0IN7：8个通道的模拟输入信号 D0D7：8位数字量输出信号 START：启动信号 ALE：地址锁存信号 EOC：转换结束信号 OE：输出允许控制信号 CLOCK：时钟信号 VCC 电源电压 VREF+和VREF-：A/D转换器的参考电压 应为模拟信号的最大范围值。 如为10、0，5、0，+5、-5等,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,8位模拟开关地址输入通道的关系见表9-3。模拟开关的作用和8选1的CD4051作用相同。,表9-3 8位模拟开关功能表,9.3.2 逐次逼

33、近型并行输出A/D转换器及接口,2ADC0809与89C52接口 ADC0809芯片的转换时间在最高时钟频率下为100s左右。ADC0809与89C52连接可采用查询方式，也可采用中断方式。图9-14为中断方式连接电路图。由于ADC0809片内有三态输出锁存器，因此可直接与89C52接口。,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,图9-14 ADC0809与89C52的连接,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,这里将ADC0809作为外部扩展并行I/O口，采用线选法寻址。ADC0809的ADDA、ADDB和ADDC端由P0.0、P0.1、P0.2送出 ADC0809的地

34、址由P2.7控制，其他地址位与此无关，设为1，于是ADC0809地址为0 x7fff，其读、写地址均为0 x7fff。 在图9-14所示的接口电路中，ADC0809与片外RAM统一编址。,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,启动ADC0809的工作过程是： 执行向端口总线写命令，将通道地址从总线P0口，以数据身份送给0809的ADDA、ADDB、ADDC，由ALE信号锁存通道地址，同时START有效，启动A/D转换。 读取转换结果： A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，用其做请求中断、或对其状态查询；然后执行从端口读命令，使OE端有效，将8位数据读入到单片机中。,9.3.2 逐

35、次逼近型并行输出A/D转换器及接口,38路巡回检测系统 例9-2 某粮库或某冷冻厂需对8个温度测量点（8个冷冻室或8个粮仓）进行温度巡回检测。要求设计一个单片机巡回检测系统，使其能对各冷冻室或各粮仓的温度巡回检测并加以处理。 设被测温度范围为-30+50，温度检测精度要求不大于l。 温度传感器可选用热电阻、热敏电阻、PN结或集成温度传感器AD590和SL134等芯片。 使用0809做A/D转换器，采样图9-14的单片机电路。,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,C语言程序清单： #include unsigned char xdata ADC0809 _at_ 0 x7fff;

36、/定义0809地址 unsigned char xdata buffer8 _at_ 0 x00a0; /存放数据 unsigned char data i=0; void main() IT1=1;/边沿触发 EX1=1; EA=1; ADC0809=i;/启动0通道转换 while(1); ,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,void int1_srv() interrupt 2 bufferi=ADC0809; /读数存放 if(+i 8) /最后一个通道没结束 ADC0809=i; /启动下一个通道转换 ,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,汇编语言主程序

37、： MAIN: MOV R0,#0A0H ;数据暂存区首地址 MOVR2,#8 ;8路计数初值 MOVR3,#0 ;R3存放通道号 SETBIT1 ;边沿触发 SETBEX1 SETBEA ;开中断 MOV DPTR,#7FFFH;指向0809 MOV A,R3 MOVX DPTR,A ;送通道号,启动转换 SJMP $,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,中断服务程序： INT1_SERV: MOVX A,DPTR;读数 MOV P2, #0 ;存数高8位地址 MOVX R0,A;存数 INC R0;更新存放单元 DJNZ R2,DONE RETI DONE: INC R3;通

38、道号加1 MOV A, R3;准备通道号 MOVX DPTR,A;送通道号启动转换 RETI,9.3.2 逐次逼近型并行输出A/D转换器及接口,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,目前，很多单片机片内集成有A/D转换器，下面以STC89LE516AD/X2为例，说明A/D转换的使用方法。 1STC89LE516AD/X2片内A/D转换器特点 STC89LE516AD/X2的模拟量输入在P1口，有8位精度的高速A/D转换器，P1.0-P1.7共8路，为电压输入型，可做按键扫描、电池电压检测、频谱检测等。,2特殊功能寄存器 （1）功能(引脚)配置寄存器P1_ADC_EN P1.x作为A/D转

39、换输入通道允许特殊功能寄存器，地址为97H，复位值为00000000B。格式如下图所示。,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,（2）转换结果寄存器ADC_DATA 地址：0C6H，复位值：00000000B， 转换值=255 * Vin /VCC （3）转换控制寄存器ADC_CONTR 地址：0C5H，复位值：xxx00000B。 格式如下所示,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,相关位说明如下： 1）ADC_FLAG：模拟/数字转换结束标志位，当A/D转换完成后，ADC_FLAG=1。 2）ADC_START：模拟/数字转换（ADC）启动控制位，设置为“1”时，开始转换。 3）C

40、HS2/CHS1/CHS0：模拟输入通道选择，如表9-4所示。,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,表9-4 模拟输入通道选择,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,3A/D转换程序 用P1.0为模拟量输入端进行A/D转换，程序如下： #include sfr P1_ADC_EN=0 x97; /定义A/D功能(引脚)配置寄存器 sfr ADC_CONTR=0 xC5;/A/D转换控制寄存器 sfr ADC_DATA=0 xC6;/A/D转换结果寄存器,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,/延时函数 voiddelay(unsigned chardelay_time) unsi

41、gned inti; while(delay_time-) for(i=0;i10000;i+); ,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,unsignedcharADC (unsigned char chan) /AD转换函数 delay(1); /使输入电压达到稳定 ADC_CONTR=0 x08+chan; /选择模拟通道，启动A/D转换 while(ADC_CONTR /返回转换结果 ,9.3.3 单片机内部集成的A/D转换器,9.4 D/A转换接口,主要内容 9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术 9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,9.4.1

42、 并行D/A转换器DAC0832接口技术,1DAC0832的结构原理 （1）DAC0832的特性。具有两级输入数据寄存器的8位单片D/A转换器，它能直接与单片机89C52相连接，具有两级缓冲功能，可以在输出的同时，传送下一个数据，从而提高转换速度，能够在多个转换器同时工作时，实现多通道D/A的同步转换输出。,主要的特性参数如下： 分辨率为8位 只需在满量程下调整其线性度 可与所有的单片机或微处理器直接接口 电流稳定时间为1s 可双缓冲、单缓冲或直通数据输入 功耗低，约为200mW 逻辑电平输入与TTL兼容 单电源供电（+5V+15V）,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,（

43、2）DAC0832的功能结构与引脚信号 DAC0832的结构如下图所示，由8位锁存器、8位DAC 寄存器和8位D/A转换器构成。,图9-17 DAC0832结构,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,DAC0832各引脚的功能： D0D7：数字量数据输入引脚 ILE：数据锁存允许信号，高电平有效。 CS：输入寄存器选择信号，低电平有效。 WR1：输入寄存器的“写”选通信号，低电平有效。 WR2：DAC寄存器的“写”选通信号，低电平有效。 XFER：数据传送信号，低电平有效。 VREF：基准电压输入引脚,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,RFB：反馈信号输

44、入线，片内已有反馈电阻。 IOUT1、IOUT2：转换的模拟电流输出引脚。 二者和为常数，随DAC寄存器的数值线性变化。一般单极性输出时IOUT2接地。 VCC：电源 DGND：数字地 AGND：模拟信号地,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,2DAC0832与单片机的接口 （1）单缓冲器方式接口,DAC0832端口地址： 因为P2.7必须为0、其它位为1，所以为0 x7fff,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,C语言程序清单： #include unsignedcharxdata DAC0832 _at_ 0 x7fff; /定义DAC0832的端口

45、地址 DAC0832=data1;/输出数字量做转换 汇编语言程序清单： MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#DATA1 MOVX DPTR,A,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,（2）双缓冲器两路同步输出方式接口 图9-19是一个二路同步输出的D/A转换接口电路。89C52的P2.5和P2.6分别选择两路D/A转换器的输入寄存器，控制输入锁存；P2.7连到两路D/A转换器的XFER端控制同步转换输出；WR与所有的WR1、WR2端相连，在执行MOVX指令时，89C52自动输出WR信号。,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,图9-19 DAC0

46、832双缓冲方式接口,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,IOUT1,IOUT1,0 xdfff,0 xbfff,0 x7fff,各个端口地址 （1）DAC0832_1数据输入口地址 因为P2.5必须为0、其它位为1，所以为0 xdfff。 （2）DAC0832_2数据输入口地址 因为P2.6必须为0、其它位为1，所以为0 xbfff。 （3）两个DAC0832数据传输端口地址 因为P2.7必须为0、其它位为1，所以为0 x7fff。,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,C语言程序清单： #include /定义DAC0832的端口地址 unsigned

47、charxdata DAC0832_1 _at_ 0 xdfff; unsignedcharxdata DAC0832_2 _at_ 0 xbfff; unsignedcharxdata DAC_ALL _at_ 0 x7fff; /两路同步输出模拟量的方法 DAC0832_1=data1; /给DAC0832_1送数字量 DAC0832_2=data2; /给DAC0832_2送数字量 DAC_ALL=0;/使两个XFER有效同时输出模拟量,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,阶梯波是在一定的时间内每隔一段时间输出的幅值递增一个恒定值。如图9-20所示，每隔1ms输出增长

48、一个定值n，经10 ms后循环。用DAC0832的单缓冲方式就可以实现这样的波形。,图9-20 阶梯波波形,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,（3）DAC0832应用锯齿波的产生,n,C语言程序清单： n取值：125，设n=20。按图9-18，DAC0832的端口地址为0 x7fff。 #include /定义DAC0832的端口地址 unsignedcharxdata DAC0832 _at_ 0 x7fff; void main() unsigned char i,n=20; while(1) for(i=0;i10;i+) DAC0832=i*n;delayms(1

49、);/延时1ms ,9.4.1 8位并行D/A转换器DAC0832接口技术,9.4.2 串行D/A转换器TLC5615接口技术,数/模转换器从接口上可分为两大类：并行接口和串行接口。 并行接口：引脚多，体积大，占用I/O线多； 串行接口：体积小，占用单片机的I/O线少。 1TLC5615的结构原理 TLC5615是具有3线串行接口的数/模转换器。其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功能。TLC5615的性价比较高。,（1）TLC5615的特点 10位CMOS模拟电压型输出 5V单电源工作 3线SPI串行接口 最大输出电压是基准电压的2倍 建立时间12.5s 内部上电复位

50、 低功耗，最高为l.75 mW 引脚与MAX515兼容,9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,（2）功能方框图,图9-21 TLC5615功能方框图,9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,（3）引脚功能说明 DIN：串行数据输入 SCLK：串行时钟输入 CS：芯片选择，低电平有效 DOUT：用于菊花链（daisy chaining）的串行数据输出，多个芯片级联 AGND：模拟地 REFIN：基准电压输入 OUT：DAC模拟电压输出 VDD：电源（4.55.5V）,9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,（4）TLC5615的输入/输出关系 图9-23所示的D/A输入/输出关系如表9-5所列。,表9-5 D/A转换关系表,9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,因为TLC5615芯片内的输入锁存器为12位宽，所以要在10位数字的低位后面再填以数字XX。XX为不关心状态。串行传送的方向是先送出高位MSB，后送出低位LSB。,如果有级联电路，则应使用16位的传送格式，即在最高位MSB的前面再加上4个虚位，被转换的10位数字在中间。,9.4.2 串行输入D/A转换器TLC5615接口技术,TLC5615操作时序图,CS低，S