uC 2012 Ch8-2-模拟量IO通道_sxj

第8章键盘显示及模拟量通道技术8.1键盘/显示器接口扩展技术8.2模拟量I/O通道8.2模拟量I/O通道 8.2.1A/D转换原理及主要性能指标 8.2.2MCS-51单片机与ADC0809芯片接口 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 8.2.3D/A转换原理及主要性能指标 8.2.4MCS-51单片机与DAC0832芯片接口设计概述 模/数转换（A/D）：由模拟量变为数字量的转换 数/模转换（D/A）：由数字量转为模拟量的转换8.2.1A/D转换原理及主要性能指标 A/D转换的分类 计数器式 结构简单，转换速度很慢，很少采用 双积分式 抗干扰能力强，转换精度也很高，转换速度不理想 逐次逼近型 结构不太复杂，转换速度也高+5V0V模拟电压输入Comparator开关树控制电路电阻阶梯网络逐次逼近式A/D转换原理+5V0V输入Comparator太高太低01000001111101D0D1D2控制电路+5V0V输入Comparator3.8V太高太低2.53.754.3701000001111101D0D1D2控制电路 A/D转换器的性能指标 分辨率 转换器所能分辨的被测量的最小值。 如果数字量的位数为n，分辨率就等于1/2n满刻度值。 转换速度 转换精度：量化间隔＋量化误差A/D转换误差 量化间隔： 量化误差：绝对量化误差 相对量化误差隔8.2.2MCS-51单片机与ADC0809芯片接口设计 特性 8位A/D CMOS低功耗器件 8通道多路开关输入切换电路 单电源+5，Vref=+5V 逐次逼近结构，每次转换时间：100S 转换结果读取方式 ①延时读数 ②查询EOC=1 ③EOC申请中断1.ADC0809内部结构与引脚功能8路模拟量输入通道地址锁存信号A/D转换启动信号时钟信号转换结束状态信号参考电压输出允许信号8路模拟量�地址锁存与译码8位A/D转换器三态输出锁存器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ABCALESTCLKEOCD0D1D2VR（+）D4D5D6D7D3VR（-）OE引脚:（双列直插28脚为例） IN0～IN7：8路模拟输入信号 A、B、C：地址选择线 ALE：地址锁存控制线 D0～D7：8位数字输出线 Vcc、GND：电源 Vref(+)、Vref(-)：参考电压输入，一般Vref(+)接参考电压，Vref(-)接地 OE：允许输出控制端 CLK：时钟输入信号；典型640KHz，大于1.43MHz，将停止转换 START：A/D转换启动信号，下降沿启动芯片并开始A/D转换 EOC：转换结束标志，0在转换，1转换结束。有0信号是在启动信号START下降沿有效后大约10微秒（8CLK+2微秒）以后12345678910111213142827262524232221201918171615IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLKVCCVR(+)GNDD1IN2IN1IN0ABCALED7D6D5D4D0VR(-)D2ADC08092.MCS—51单片机与ADC0809的接口 CLK ALE信号分频→CLOCK端，可得500KHz的A/D转换脉冲Clock=12MHzALE=2MHzCLK=500kHzEOCADC0809D0～D774HC373OEGALE89C51D7::D0Q7:Q2Q1Q0INT1EA+5VABCCKQDQ1++STARTALEOECLKWRP2.7RDIN0IN7P0.7::P0.0IN1IN2IN3IN4IN5IN6ALE在MOVX的每个机器周期内少出现一次，但通常影响不大. 必须处理好三个问题： ①在START端送一个100ns宽的启动正脉冲。 ②获取EOC端上的状态信息，它是A/D转换的结束标志。 ③给OE端送一个地址译码器的输出信号。EOCADC0809D0～D774HC373OEGALE89C51D7::D0Q7:Q2Q1Q0INT1EA+5VABCCKQDQ1++STARTALEOECLKWRP2.7RDIN0IN7P0.7::P0.0IN1IN2IN3IN4IN5IN6ADC0809程序设计 （1）模拟通道选择 （2）转换数据的传送(1)模拟通道选择MOV DPTR，#7FF8H;送入ADC0809口地址及路数地址MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换(IN0)A与A/D转换无关可为任意值仅为程序“写”操作EOCADC0809D0～D774HC373OEGALE89C51D7::D0Q7:Q2Q1Q0INT1EA+5VABCCKQDQ1++STARTALEOECLKWRP2.7RDIN0IN7P0.7::P0.0IN1IN2IN3IN4IN5IN6WRALESTARTA/D启动寄存器清0地址锁存(2)转换数据的传送 （a）定时传送方式 （b）查询方式 （c）中断方式关键：如何确认A/D转换已经完成 [例] 编程对IN0～INT7上的模拟电压信号进行巡回检测 要求 采用中断方式采集数据 依次存放在内部RAM的60H～67H单元中EOCADC0809D0～D774HC373OEGALE89C51D7::D0Q7:Q2Q1Q0INT1EA+5VABCCKQDQ1++STARTALEOECLKWRP2.7RDIN0IN7P0.7::P0.0IN1IN2IN3IN4IN5IN6中断方式主程序：中断初始化(启动转换、送模拟量路数地址等) ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP LINT1 ORG 0100HMAIN: MOV R0,#60H ;数据区起始地址送R0 MOV R2,#08H ;模拟量路数送R2 SETB EA ;CPU开中断 SETB EX1 ;允许/INT1中断 SETB IT1 ;/INT1为边沿触发 MOV DPTR,#7FF8H ;送端口地址 MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换LOOP: SJMP LOOP ;等待中断A与A/D转换无关可为任意值仅为程序“写”操作中断方式中断服务程序：接收A/D转换后的数字量 ORG 0200HLINT1: MOVX A,@DPTR ;输入数字量送A MOV @R0,A ;存入数据区 INC R0 ;数据区指针+1 INC DPTR ;模拟路数+1 DJNZ R2,LOOP1 ;8路未转换完，则继续等待下次转换 CLR EA ;转换完毕，则关中断 CLR EX1 ;禁止外部中断1中断 RETI ;中断返回LOOP1: MOVX @DPTR,A ;再次启动A/D转换 RETI ;中断返回定时传送方式;P2.7接启动控制端;A、B、C分别接A0、A1、A2;延时读取 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV DPTR,#7FF8H MOV R0,#60H MOV R2,#08HMAIN0: MOVX @DPTR,A LCALL DELAY MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC DPTR INC R0 DJNZ R2,MAIN0 SJMP $DELAY:MOV R6,#20HNEXT: NOP NOP NOP DJNZ R6,NEXT RET END查询传送方式;P2.7接启动控制端;A、B、C分别接A0、A1、A2;查询P3.3(INT1)引脚状态读取 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV DPTR,#7FF8H MOV R0,#60H MOV R2,#08HMAIN0: MOVX @DPTR,A JB P3.3,$ MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC DPTR INC R0 DJNZ R2,MAIN0 SJMP $ ENDADC0809的三个地址端A、B、C也可与数据线相连MOV DPTR,#7FF8H ;送入0809的口地址MOV A,#07H ;D2D1D0=111选择IN7通道MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换EOCADC0809D0～D7P0.2P0.1P0.0ALE89C51INT1EA+5VABCCKQDQ1++STARTALEOECLKWRP2.7RDIN0IN7P0.7::P0.0IN1IN2IN3IN4IN5IN68.2.3D/A转换原理及主要性能指标 D/A转换的原理正比于 输出模拟量输入数字量 输出模拟量反映输入数字量大小 T形电阻网络_1302548046.unknown拖动侧边手柄可更改文本块的宽度。�。。101100VREFIL2IL1IL0I2I1I0S2S1S0IRfRfOA+-AIOUT1IOUT2R2R2R2R.......Rb2b1三位DAC寄存器b0T型电阻网络�若_1271484038.unknownD/A转换器的性能指标 分辨率（resolution） 能分辨的最小输出模拟增量——LSB 转换精度(conversionaccuracy) 满量程时，实际模拟输出值和理论值的接近程度。分辨率的一半，即为LSB／2 偏移量误差(offseterror) 输出模拟量对零的偏移值 线性度(linearity) 实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏差 其他： 转换速度(conversionrate)、温度灵敏度(temperaturesensitivity)8.2.4MCS-51单片机与DAC0832芯片接口设计 DAC0832芯片内部结构和引脚引脚功能：（DIP20）DI0～DI7：8位数据输入端；Iout1：电流输出端1；Iout1正比于Di输入Iout2：电流输出端2；I1＋I2=CRfb：反馈信号输入端，其反馈电阻在内部，调整外接电阻，否则直接接运放输出端；/CS：片选信号，输入寄存器选择信号；ILE：允许输入锁存信号；/WR1：输入信号写选通信号；/XFER：数据传送信号；/WR2：DAC寄存器的写选通信号；Vref：基准电源输入，－10V～＋10V，一般取5V；Vcc：电源，5V～15V，一般取5V；AGND、DGND：模拟地、数字地DAC0832芯片内部结构存放CPU送来的数字量（缓冲和锁存）00111接收信号DAC0832芯片内部结构存8位输入寄存器送的数字量001跟随输入锁存输入引脚功能（双列直插20脚为例） DI0～DI7：8位数据输入端 ILE：输入数据允许锁存信号 /CS：片选端 /WR1：输入寄存器写选通信号 /WR2：DAC寄存器写选通信号 /XFER：数据传送信号 IOUT1、IOUT2：电流输出端 RFB：反馈电流输入端 VREF：基准电压输入端 VCC：正电源端 AGND：模拟地 DGND：数字地DAC0832的应用特性 内无Vref，外接Vref 输出为电流型DAC，要获得模拟电压，外加转换电路，获得的模拟电压有单极性和双极性两种 转换关系 单极性：A=-Vref×D／256 双极性：A=±Vref×（D－128）／128 两级数据锁存器，能实现多通道D/A同步转换输出单极性：A=-Vref×D／256双极性：A=±Vref×（D－128）／128DAC0832与MCS-51的典型应用 波形产生 锯齿波 梯形波 三角波 正弦波 任意波形发生器DAC0832的工作方式 三种工作方式 (1)直通 5个控制端均有效，直接D/A转换； (2)单缓冲 5个控制端一次选通，即两个输入寄存器中任意一个处于直通方式，另一个工作于受控方式。 (3)双缓冲 5个控制端分二次选通，即两个锁存器都处于受控状态。5个控制端ILE、/CS、/WR1、/WR2、/XFER（1）直通常用于不带微机的控制系统。（2）单缓冲 DAC0832内部的两个数据缓冲器 一个：直通方式；另一个：受MCS—51控制MOV DPTR,#7FFFH ;指向DAC0832MOVX @DPTR,A ;完成一次D/A输入与转换01+P0.7P0.0EAWR89C51DAC0832...WR1WR2XFERCSILEDI7DI0IOUT1IOUT2OA+-VREFRfb。+5V...+5VP2.7-锯齿波程序 ORG 0200HSAW: MOV DPTR,#7FFFH ;输入寄存器地址 MOV A,#00H ;转换初值WW: MOVX@DPTR,A ;D/A转换 INC A ;A中的值加1 NOP ;延时 NOP NOP AJMPWW ;循环三角波程序 ORG 0000HSTART: MOV DPTR,#7FFFH CLR A DOWN: MOVX @DPTR,A ;线性下降段 INC A JNZ DOWN ;(A)≠0时，转DOWN MOV A,#0FFHUP: MOVX @DPTR,A ;线性上升段 DEC A JNZ UP ;(A)≠0时，转UP SJMP DOWN ;完成一轮循环后，再次循环 END方波程序 ORG 0000HSTART: MOV DPTR,#7FFFHLOOP: MOV A,#33H ;设置为“-1V” MOVX @DPTR,A ;设置上限电平为“-1V” ACALL DELAY ;形成方波宽度 MOV A,#0FFH MOVX @DPTR,A ;设置下限电平 ACALL DELAY ;形成方波宽度 SJMP LOOP ;完成一个周期循环后，再次循环DELAY: … RET矩形波程序BEGIN: MOV DPTR,#7FFFHLP: MOV A,#DATAH ;矩形波上限 MOVX@DPTR,A LCALLDELAYH ;高电平延时时间 MOV A,#DATAL ;矩形波下限 MOVX@DPTR,A LCALLDELAYL ;低电平延时时间 SJMP LP（3）双缓冲同步输出“8位输入寄存器”和“8位DAC寄存器”都不在直通方式下工作.WR1DI0DI7XFERWR2IOUT1IOUT2OA+-P0P2.7DGNDGNDVREFRfbILEVCCCS。-5V...+5VWR1DI7XFERWR2IOUT1IOUT2OA+-DGNDGNDVREFRfbILEVCCCS.。-5V...+5VP2.5P2.6WRDI089C511#DAC08322#DAC0832。图形显示器XY。-12V-12V。WR2..........[例]利用DAC0832实现两路同步输出ORG 0100HMOV DPTR,#0DFFFH ;DPTR指针指向0DFFFHMOV A,#XdataMOVX @DPTR,A ;Xdata写入1#DAC0832MOV DPTR,#0BFFFH ;DPTR指针指向0BFFFHMOV A,#YdataMOVX @DPTR,A ;Ydata写入2#DAC0832MOV DPTR,#7FFFH ;DPTR指针指向7FFFHMOVX @DPTR,A ;启动1#DAC0832和2#DAC0832工作END.WR1DI0DI7XFERWR2IOUT1IOUT2OA+-P0P2.7DGNDGNDVREFRfbILEVCCCS。-5V...+5VWR1DI7XFERWR2IOUT1IOUT2OA+-DGNDGNDVREFRfbILEVCCCS.。-5V...+5VP2.5P2.6WRDI089C511#DAC08322#DAC0832。图形显示器XY。-12V-12V。WR2..........小结 D/A和A/D转换原理 MCS-51单片机与DAC0832和ADC0809芯片接口设计 D/A和A/D转换的程序设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 作业： 预习实验并编写源程序。 复习本课程的全部内容ALE在MOVX的每个机器周期内少出现一次，但通常影响不大.引脚功能：（DIP20）DI0～DI7：8位数据输入端；Iout1：电流输出端1；Iout1正比于Di输入Iout2：电流输出端2；I1＋I2=CRfb：反馈信号输入端，其反馈电阻在内部，调整外接电阻，否则直接接运放输出端；/CS：片选信号，输入寄存器选择信号；ILE：允许输入锁存信号；/WR1：输入信号写选通信号；/XFER：数据传送信号；/WR2：DAC寄存器的写选通信号；Vref：基准电源输入，－10V～＋10V，一般取5V；Vcc：电源，5V～15V，一般取5V；AGND、DGND：模拟地、数字地