常用接口芯片及应用ADDA.pptx

会计学1常用接口芯片及应用常用接口芯片及应用ADDA一、一、一、一、DADADADA转换器转换器转换器转换器把输入数字量转换成相应的模拟量输出。把输入数字量转换成相应的模拟量输出。电压或电流电压或电流功能：功能：转换原理：转换原理：按权展开，相加求和。按权展开，相加求和。权电阻权电阻权电流权电流T T型电阻网络型电阻网络倒倒T T型电阻网络型电阻网络转换形式转换形式第1页/共75页4 4 4 4位权电阻型位权电阻型位权电阻型位权电阻型DADADADA转换原理转换原理转换原理转换原理输出：输出：取取R Rf fR/2 R/2 第2页/共75页4 4 4 4位位位位T T T T型电阻网络型电阻网络型电阻网络型电阻网络DADADADA转换原理转换原理转换原理转换原理输出：输出：取取R RF F3R 3R：第3页/共75页4 4 4 4位倒位倒位倒位倒T T T T型电阻网络型电阻网络型电阻网络型电阻网络DADADADA转换原理转换原理转换原理转换原理输出：输出：取取R RF FR R：第4页/共75页二、主要技术指标二、主要技术指标二、主要技术指标二、主要技术指标 在设计在设计D/AD/A转换器与单片机接口之前，一般要根据转换器与单片机接口之前，一般要根据D/AD/A转换器的技术指标选择转换器的技术指标选择D/AD/A转换器芯片。转换器芯片。如如V VREFREF=10V=10V，n=8n=8时，分辨率时，分辨率1.分辨率：分辨率：DACDAC能分辨的最小输出模拟增量，取决于能分辨的最小输出模拟增量，取决于DACDAC的位数的位数n n。如如V VREFREF=10V=10V，n=16n=16时，分辨率时，分辨率第5页/共75页2.2.建立时间建立时间建立时间建立时间（转换速度）转换速度）转换速度）转换速度）转换器输入变化为满度值时（转换器输入变化为满度值时（全全00全全1 1，或全，或全11全全0 0），），输出模拟量达到稳定所需要的时间。输出模拟量达到稳定所需要的时间。不含运放的不含运放的DACDAC的建立时间，一般小于的建立时间，一般小于0.10.1SS。含运放的集成含运放的集成DACDAC的建立时间，一般小于的建立时间，一般小于1.51.5SS。超高速超高速 100 100 nsns较高速较高速 100 100 nsns1 s1 s高高 速速 1 110 10 ss中中 速速 10 10100 100 ss低低 速速 100 100 ss第6页/共75页3.3.转换精度转换精度转换精度转换精度转换精度转换精度理论满度值实际满度值理论满度值实际满度值 1/2LSB4.线性度线性度 在全量程范围内，实际输出偏离理想转换特性的最大值。在全量程范围内，实际输出偏离理想转换特性的最大值。一般一般 1/2LSB。5.其它指标其它指标电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。第7页/共75页选择选择DACDAC需考虑的需考虑的次要指标：输出方式、输出范围（次要指标：输出方式、输出范围（V VR R取值）。取值）。主要指标：分辨率、转换速度。主要指标：分辨率、转换速度。其它指标集成其它指标集成DACDAC一般都能满足。一般都能满足。第8页/共75页三、常用三、常用三、常用三、常用D/AD/AD/AD/A转换芯片转换芯片转换芯片转换芯片位位 数：数：8 8系列产品：系列产品：DAC0830、DAC0831、DAC0832管脚封装：管脚封装：2020脚双插直列式封装，同系列产品兼容。脚双插直列式封装，同系列产品兼容。生产厂家：美国生产厂家：美国National SemiconductorNational Semiconductor公司公司基准电压：基准电压：10V10V10V 10V 电源电压：电源电压：5 5V V15V15V输输 出：电流出：电流1.1.DAC0830DAC0830系列系列第9页/共75页2.2.2.2.DAC82DAC82DAC82DAC82系列系列系列系列位位 数：数：8 8系列产品：系列产品：DAC82电源电压：电源电压：1515V V输输 出：出：电压：电压：单极性单极性 0 0+10+10V V，双极性双极性10 V10 V 电流：电流：0 01.61.6mA,0.8 mAmA,0.8 mA第10页/共75页3.3.3.3.DAC1020/AD7520DAC1020/AD7520DAC1020/AD7520DAC1020/AD7520系列系列系列系列系列产品：系列产品：DAC1020DAC1020、DAC1021DAC1021、DAC1022DAC1022 AD7520 AD7520、D7530D7530、AD7533AD7533位位 数：数：1010电源电压：电源电压：5 5V V15V15V管脚封装：管脚封装：1616脚双插直列式封装。脚双插直列式封装。两系列完全兼容。两系列完全兼容。第11页/共75页4.DAC1220/AD75214.DAC1220/AD75214.DAC1220/AD75214.DAC1220/AD7521系列系列系列系列系列产品：系列产品：DAC1220 DAC1220、DAC1221DAC1221、DAC1222 DAC1222 AD7521 AD7521、AD7531AD7531位位 数：数：1212电源电压：电源电压：5 5V V15V15V管脚封装：管脚封装：1818脚双插直列式封装。脚双插直列式封装。第12页/共75页5.DAC708/7095.DAC708/7095.DAC708/7095.DAC708/709位位 数：数：1616电源电压：电源电压：1515V V输输 入：串行或并行。入：串行或并行。输输 出：出：电压或电流。电压或电流。生产厂家：美国生产厂家：美国B-BB-B公司公司特特 点：点：片内带有基准电压。片内带有基准电压。片内带有电压输出放大器。片内带有电压输出放大器。具有双缓冲输入寄存器具有双缓冲输入寄存器 能完全与微处理器兼容。能完全与微处理器兼容。第13页/共75页6.6.6.6.串行串行串行串行DACDACDACDAC（MAX517MAX517MAX517MAX517、518518518518、519519519519）8 8位位DACDAC串行串行2 2线接口线接口满摆幅输出满摆幅输出多种参考电压多种参考电压低功耗低功耗主要特点：第14页/共75页四、四、四、四、MCS51-MCS51-MCS51-MCS51-和和和和D/AD/AD/AD/A的接口的接口的接口的接口 D/AD/A转换器与单片机接口具有硬、软件相依转换器与单片机接口具有硬、软件相依性。各种性。各种D/AD/A转换器与单片机接口的方法有转换器与单片机接口的方法有些差异，但就其基本连接方法，还是有共同些差异，但就其基本连接方法，还是有共同之处：都要考虑到之处：都要考虑到数据线数据线、地址线地址线和和控制线控制线的连接。的连接。1.1.概述概述第15页/共75页数据线连接数据线连接数据线连接数据线连接 当当高于高于8 8位的位的D/AD/A转换器与转换器与8 8位数据总线的位数据总线的MCS-51MCS-51单片机接口时，单片机接口时，MCS-51MCS-51单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分时传送的格式和输出电压的单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分时传送的格式和输出电压的“毛刺毛刺”问题。问题。“毛刺毛刺”可通过可通过D/AD/A转换芯片内部或外部增加锁存器，达到两级缓冲，使被转换数据完整进入二级缓冲器，开始转换。转换芯片内部或外部增加锁存器，达到两级缓冲，使被转换数据完整进入二级缓冲器，开始转换。当当D/AD/A转换器内部没有输入锁存器时，必须在单片机与转换器内部没有输入锁存器时，必须在单片机与D/AD/A转换器之间增设锁存器或转换器之间增设锁存器或I/OI/O接口。最常用、也是最简单的连接是接口。最常用、也是最简单的连接是8 8位带锁存器的位带锁存器的D/AD/A转换器和转换器和8 8位单片机的接口位单片机的接口，这时只要将单片机的数据总线直接和，这时只要将单片机的数据总线直接和D/AD/A转换器的转换器的8 8位数据输入端一一对应连接即可。位数据输入端一一对应连接即可。位数：位数：输入锁存输入锁存需考虑两个问题：需考虑两个问题：第16页/共75页 一般的一般的D/AD/A转换器只有转换器只有片选信号片选信号，而没有地址线。这时单片机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器的输出控制片选信号，也可由，而没有地址线。这时单片机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器的输出控制片选信号，也可由某一位某一位I/OI/O线来控制线来控制片选信号。片选信号。也有少数也有少数D/AD/A转换器有少量的地址线，用于选中片内转换器有少量的地址线，用于选中片内独立的寄存器独立的寄存器或或选择输出通道选择输出通道(对于多通道对于多通道D/AD/A转换器转换器)，这时单片机的地址线与，这时单片机的地址线与D/AD/A转换器的地址线对应连接。转换器的地址线对应连接。地址线连接地址线连接地址线连接地址线连接第17页/共75页 D/A D/A转换器主要有转换器主要有片选信号片选信号、写信号写信号及及启动转换信号启动转换信号等，一般由单片机的有关等，一般由单片机的有关引脚或译码器引脚或译码器提供。一般来说，写信号多由单片机的提供。一般来说，写信号多由单片机的“WRWR”信号控制；启动信号常为片选信号和写信号的合成。信号控制；启动信号常为片选信号和写信号的合成。控制线连控制线连控制线连控制线连接接接接第18页/共75页2.2.2.2.MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51和和和和DAC0832DAC0832DAC0832DAC0832的连接的连接的连接的连接转换原理：倒转换原理：倒T T型电阻网络型电阻网络DATADATA端：端：8 8个个,D7D7（MSBMSB）D0 D0（LSBLSB）电流输出端：电流输出端：2 2个个(Io1,Io2)Io1,Io2)Io1+Io2=Io1+Io2=常数常数V VR R/R/R 输入全输入全1 1时，时，Io1Io1最大，最大，Io2Io2最小；反之则反。最小；反之则反。电源端电源端:4:4个个(Vcc,Vref,AGND,DGNDVcc,Vref,AGND,DGND）反馈电阻反馈电阻:1:1个个,RfRf控制端控制端:5:5个个(/(/CS,/WR1,/WR2,/XF,ILE)CS,/WR1,/WR2,/XF,ILE)DAC0832DAC0832引脚引脚第19页/共75页DAC0832T型型倒倒T型型第20页/共75页8 8 8 8位倒位倒位倒位倒T T T T型电阻网络型电阻网络型电阻网络型电阻网络DADADADA转换原理转换原理转换原理转换原理输出：输出：I Io1o1I Io2o2R Rf f第21页/共75页DAC0832DAC0832的的工作方式工作方式：数据锁存。：数据锁存。：数据直通。：数据直通。：数据锁存。：数据锁存。：数据直通。：数据直通。锁存：锁存：寄存器输出不寄存器输出不 随输入变化。随输入变化。直通：直通：转换数据随输入转换数据随输入 变化。变化。1 1第22页/共75页直通工作方式：数据不作任何锁存；直通工作方式：数据不作任何锁存；单缓冲工作方式：数据被一个寄存器锁存；单缓冲工作方式：数据被一个寄存器锁存；双缓冲工作方式：两个寄存器都对数据进行锁存。双缓冲工作方式：两个寄存器都对数据进行锁存。直通工作方式直通工作方式第23页/共75页单缓冲工作方式单缓冲工作方式双缓冲工作方式双缓冲工作方式第24页/共75页DAC0832DAC0832DAC0832DAC0832的输出的输出的输出的输出单极性反相电压输出单极性反相电压输出输出从输出从0 0正满度变化正满度变化(V VR R0)0)0)1111111111111111 10000001100000011000000010000000 000000010000000100000000 00000000 模拟量模拟量数字量数字量DAC0832-+I I0101d d0 0d d1 1d dn-n-1 1V VO OR RfbfbI I0202V VR R第25页/共75页偏偏偏偏移二进制码输入的双极性输出移二进制码输入的双极性输出移二进制码输入的双极性输出移二进制码输入的双极性输出DAC0832-+I I0101d d0 0d d1 1d dn-n-1 1V VO1O1R RfbfbV VO O-+R R2 2R R1 1R RF2F2V VR R1010KK2020KK2020KKA1A1A2A2I I02021111111111111111 100000011000000110000000100000000111111101111111 000000010000000100000000 00000000 数字量数字量输出输出0 0如如V VR R5 5V VN NB B0 0：VoVo5V5VN NB B128128：VoVo0 0N NB B255255：VoVo0.99V0.99VR R=4.96V=4.96V第26页/共75页作控制放大器输出作控制放大器输出作控制放大器输出作控制放大器输出VinVo08320832内部已具备内部已具备放大倍数：放大倍数：VinIRfb第27页/共75页作控制放大器输出作控制放大器输出作控制放大器输出作控制放大器输出VoVinIout1IIRfbIout2第28页/共75页图图5.23 单路单路DAC0830/DAC0831/DAC0832与单片机接口逻辑图与单片机接口逻辑图 0832083208320832与与与与MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51的连接的连接的连接的连接单极性输出（单缓冲工作方式）单极性输出（单缓冲工作方式）控制其它芯片控制其它芯片-5V-5V第29页/共75页DAC0832DAC0832的地址的地址：7H(P2.7=0)可取为：7FFFHMOV DPTR，#7FFFH ；端口地址送DPTRMOV A，#DATA ；8位数字量送累加器MOVX DPTR，A ；向锁存器写入数字量，同时启动转换转换程序：转换程序：-5V-5V第30页/共75页单路DAC0832 控制时序：数据锁存。：数据锁存。：数据直通。：数据直通。该时刻数据锁存该时刻数据锁存MOVX DPTR，A第31页/共75页产生电压锯齿波程序 START：MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#00 LOOP：MOVX DPTR，A INC A MOV R0，#data ；data为延时常数为延时常数 DJNZ R0，$；延时，改变延时，改变data可改变锯齿波可改变锯齿波周期周期T值值 SJMP LOOPTVot设设V VREFREF=-5V=-5V，5V5V思考：思考：1.波形为何能从最高点跳至最低点？波形为何能从最高点跳至最低点？2.如果只需输出如果只需输出n个周期的波形，程序如何改编？个周期的波形，程序如何改编？3.如何实现三角波输出？如何实现三角波输出？第32页/共75页 ORG 1000HORG 1000H MOV DPTR MOV DPTR，#7FFFH#7FFFHLOOP:MOV ALOOP:MOV A，00H00H MOVX DPTR MOVX DPTR，A A;输出输出0 0 MOV R2,#02H MOV R2,#02H LCALL delay LCALL delay ;调延时调延时 MOV A MOV A，0FFH0FFH MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A;输出输出1 1 MOV R2,#02H MOV R2,#02H LCALL delay LCALL delay ;调延时调延时 SJMP LOOP SJMP LOOP END END产生电压方波程序产生电压方波程序设设V VREFREF=-5V=-5V，TVot思考：如何调整占空思考：如何调整占空 比和周期比和周期?第33页/共75页输入寄存器地址输入寄存器地址：DAC_1(P2.5=0)取取:DFFFHDAC_2(P2.6=0)取取:BFFFH两路两路两路两路DAC0832DAC0832DAC0832DAC0832与单片机的连接与单片机的连接与单片机的连接与单片机的连接DACDAC寄存器地址寄存器地址：两片两片DAC相同相同 (P2.7=0)取取:7FFFH控制其它芯片控制其它芯片第34页/共75页 如果图中的模拟输出分别用于示波器的如果图中的模拟输出分别用于示波器的X、Y偏转，则偏转，则MCS-51执行下面的程序后，可使示波器上的光点根据参数执行下面的程序后，可使示波器上的光点根据参数X、Y的值同步移动。的值同步移动。MOV DPTRMOV DPTR，#0DFFF0DFFFH H；DAC_1输入寄存器地址MOV AMOV A，#X#XMOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；将参数X写入DAC_1的数据输入锁存器MOV DPTRMOV DPTR，#0BFFF0BFFFH H；DAC_2输入寄存器地址MOV AMOV A，#Y#YMOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；将参数Y写入DAC_2的数据输入锁存器MOV DPTRMOV DPTR，#7FFF7FFFH H ；2片的DAC寄存器地址MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；两片DAC同时启动转换，同步输出第35页/共75页2.MCS-512.MCS-512.MCS-512.MCS-51和串行和串行和串行和串行DACDACDACDAC（MAX517MAX517MAX517MAX517、518518518518、519519519519）的连接的连接的连接的连接8位DAC串行2线接口满摆幅输出，多种参考电压低功耗主要特点：第36页/共75页MAX518MAX518MAX518MAX518内部结构内部结构内部结构内部结构串行输入串行输入芯片地址芯片地址2路输出路输出Vcc作参考电压作参考电压Serial ClockSerial Data第37页/共75页MAX517MAX517MAX517MAX517、MAX519MAX519MAX519MAX519内部结构内部结构内部结构内部结构串行输入串行输入芯片地址芯片地址2路输出路输出参考电压参考电压第38页/共75页多片多片多片多片DACDACDACDAC相联相联相联相联分配不同的地址分配不同的地址不同的参考电压不同的参考电压VrefVcc不同的参考电压不同的参考电压不同的参考电压不同的参考电压第39页/共75页多片多片多片多片I I I I2 2 2 2C C C C总线芯片相联总线芯片相联总线芯片相联总线芯片相联带WatchDog功能的E2PROM第40页/共75页输出电压输出电压输出电压输出电压第41页/共75页有关时序有关时序有关时序有关时序指令起始位指令结束位SDA：串行数据SCL：串行时钟重复指令起始位第42页/共75页完成一次转换的时序图完成一次转换的时序图完成一次转换的时序图完成一次转换的时序图ACK:ACKNOWLEDGE BIT.THE MAX517/MAX518/MAX519 PULLS SDA LOW DURING THE 9TH CLOCK PULSE.地址字节命令字节数字输出字节第43页/共75页地址字节地址字节地址字节地址字节123456789第44页/共75页命令字节命令字节命令字节命令字节保留位：置0。复位位：置1复位。睡眠位：置1进入。选择位：0DAC0 1DAC11239复位命令复位命令=10H，DA转换命令转换命令=00H、01H,睡眠命令睡眠命令=08H第45页/共75页完成一次转换的指令完成一次转换的指令完成一次转换的指令完成一次转换的指令地址字节命令字节数字输出字节第46页/共75页3 3 3 3 常用常用常用常用A/DA/DA/DA/D转换接口芯片转换接口芯片转换接口芯片转换接口芯片二、主要技术指标二、主要技术指标一、一、ADAD转换器转换器三、常用三、常用A/D A/D 转换芯片转换芯片四、四、MCS51-MCS51-和和A/DA/D的接口的接口第47页/共75页一、一、一、一、ADADADAD转换器转换器转换器转换器把输入把输入模拟量模拟量转换成相应的数字量输出。转换成相应的数字量输出。一般为电压一般为电压功能功能:转换过程转换过程:转换形式转换形式并行比较型并行比较型逐次逼近型逐次逼近型双积分型双积分型V/FV/F转换型转换型时间离散时间离散采样定理采样定理，辐值离散辐值离散量化编码量化编码结构简单、抗干扰较强，速度慢，结构简单、抗干扰较强，速度慢，用于变化缓慢量测量。用于变化缓慢量测量。换精度高、抗干扰较强，速度较慢，换精度高、抗干扰较强，速度较慢，常用于仪表。常用于仪表。结构不太复杂、换精度高、速度较快，结构不太复杂、换精度高、速度较快，常用于计算机常用于计算机ADAD接口。接口。速度最快、结构复杂、常用要求转换速速度最快、结构复杂、常用要求转换速度极高的场合。度极高的场合。第48页/共75页逐次逼近型逐次逼近型逐次逼近型逐次逼近型ADADADAD转换原理框图转换原理框图转换原理框图转换原理框图VxVxVsVs转换步骤转换步骤1 1 启动转换，而后在启动转换，而后在CPCP作用作用下产生逐次比较结果。下产生逐次比较结果。2 CP1 2 CP1 控制电路使控制电路使N N位寄存器位寄存器最高位为最高位为1 1，经，经DADA产生产生VsVs，若，若VxVs,VxVs,则控制电路使该则控制电路使该1 1保留，保留，否则去掉。否则去掉。3 CP23 CP2、CP3CP3、CPn CPn 控控制电路使制电路使N N位寄存器位寄存器逐位逐位产生产生1 1，经，经DADA产生各个产生各个VsVs，若，若VxVs,VxVs,则控制电路使该则控制电路使该1 1保留，保留，否则去掉，直至产生最终结否则去掉，直至产生最终结果。果。转换时间估算：转换时间估算：n n位位ADAD的转换需要的转换需要n n个个CPCP脉冲，脉冲，1 1个启动脉冲，启动脉冲时间按个启动脉冲，启动脉冲时间按2Tcp2Tcp估算。估算。第49页/共75页直接比较型直接比较型直接比较型直接比较型ADADADAD转换器原理转换器原理转换器原理转换器原理3 3位编码的位编码的ADAD电路电路Vx输出13/14VR 111VX+-第50页/共75页二、主要技术指标二、主要技术指标二、主要技术指标二、主要技术指标 在设计在设计A/DA/D转换器与单片机接口之前，一般要根据转换器与单片机接口之前，一般要根据A/DA/D转换器的技术指标选择转换器的技术指标选择A/DA/D转换器芯片。转换器芯片。转换精度转换精度分辨率：理论精度用分辨率：理论精度用ADAD转换位数表示。转换位数表示。n n位输出，有位输出，有2 2n n个等级，每个等级相差个等级，每个等级相差1/21/2n nFSRFSR。FSRFSR满量程输出。满量程输出。一般分辨率指对参考电压的一般分辨率指对参考电压的1/21/2n n。转换误差：实际转换数字量与理论转换数字量的差值。转换误差：实际转换数字量与理论转换数字量的差值。一般用最低有效位的倍数表示，一般用最低有效位的倍数表示，1/21/2LSBLSB。2.转换速度转换速度 主要由转换类型决定。直接比较：几十主要由转换类型决定。直接比较：几十nsns 逐次逼近：几十逐次逼近：几十s s 双双 积积 分：几十分：几十msms第51页/共75页三、常用三、常用三、常用三、常用A/DA/DA/DA/D转换芯片转换芯片转换芯片转换芯片逐次逼近型转换器的常用产品有：逐次逼近型转换器的常用产品有：ADC0801ADC0805 型8位MOS型A/D转换器、ADC0808/0809 型8位MOS型A/D转换器、ADC0816/0817 型8位MOS型A/D转换器、AD574型快速12位A/D转换器。最常用的转换器主要为逐次逼近型和双积分型。最常用的转换器主要为逐次逼近型和双积分型。双重积分型转换器的常用产品有双重积分型转换器的常用产品有ICL7106/ICL7107/ICL7126、MC14433/5G14433、ICL7135 等。第52页/共75页四、四、四、四、MCS51-MCS51-MCS51-MCS51-和和和和A/DA/DA/DA/D的接口的接口的接口的接口1.1.概述概述 A/DA/D转换器与单片机接口具有硬、软件相依性。转换器与单片机接口具有硬、软件相依性。一般来说，一般来说，A/DA/D转换器与单片机的接口主要考虑转换器与单片机的接口主要考虑的是的是数字量输出线数字量输出线的连接、的连接、ADCADC启动启动方式、方式、转换转换结束结束信号处理方法以及信号处理方法以及时钟时钟的连接等。的连接等。第53页/共75页 A/DA/D转换器数字量输出线与单片机的连接方法与其内转换器数字量输出线与单片机的连接方法与其内部结构有关。部结构有关。对于内部对于内部带有三态锁存数据输出缓冲器带有三态锁存数据输出缓冲器的的ADC(ADC(如如ADC0809ADC0809、AD574AD574等等)，可，可直接与单片机相连直接与单片机相连。对于对于内部不带锁存器内部不带锁存器ADCADC，一般通过一般通过锁存器或并行锁存器或并行I/OI/O接口接口与单片机相连。与单片机相连。输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接第54页/共75页 随着位数的不同，随着位数的不同，ADCADC与单片机的连接方法也不同。与单片机的连接方法也不同。对于对于8 8位位ADCADC，其数字输出线可与其数字输出线可与8 8位单片机数据线对应位单片机数据线对应相接。相接。对于对于8 8位以上的位以上的ADCADC，必须增加读取控制逻辑，把必须增加读取控制逻辑，把8 8位以位以上的数据分两次或多次读取。上的数据分两次或多次读取。为了便于连接，一些为了便于连接，一些ADCADC产品内部已带有读取控制逻辑，产品内部已带有读取控制逻辑，而对于内部不包含读取控制逻辑的而对于内部不包含读取控制逻辑的ADCADC，在和在和8 8位单片机连位单片机连接时，应增设接时，应增设三态缓冲器三态缓冲器对转换后的数据进行锁存。对转换后的数据进行锁存。输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接输出线与单片机的连接第55页/共75页 一个一个ADCADC开始转换时，必须加一个启动转换信号，这一启动信号要由单片机提供。不同型号的开始转换时，必须加一个启动转换信号，这一启动信号要由单片机提供。不同型号的ADCADC，对于启动转换信号的要求也不同，一般分为对于启动转换信号的要求也不同，一般分为脉冲启动脉冲启动和和电平启动电平启动两种。两种。对于脉冲启动型对于脉冲启动型ADCADC，只要给其启动控制端上加一个符合要求的脉冲信号即可，如只要给其启动控制端上加一个符合要求的脉冲信号即可，如ADC0809ADC0809、ADC574ADC574等。通常用等。通常用WRWR和地址译码器的输出经一定的逻辑电路进行控制。和地址译码器的输出经一定的逻辑电路进行控制。对于电平启动型对于电平启动型ADCADC，当把符合要求的电平加到启动控制端上时，立即开始转换。当把符合要求的电平加到启动控制端上时，立即开始转换。在转换过程中，必须保持这一电平，否则会终止转换的进行。在转换过程中，必须保持这一电平，否则会终止转换的进行。因此，在这种启动方式下，单片机的控制信号必须经过锁存器保持一段时间，一般采用因此，在这种启动方式下，单片机的控制信号必须经过锁存器保持一段时间，一般采用D D触发器、锁存器或并行触发器、锁存器或并行I/OI/O接口等来实现。接口等来实现。AD570AD570、AD571AD571等都属于电平启动型等都属于电平启动型ADCADC。启动转换信号启动转换信号启动转换信号启动转换信号第56页/共75页 ADC ADC转换结束时，转换结束时，ADCADC输出一个转换结束标志信号，输出一个转换结束标志信号，通知单片机读取转换结果。单片机检查判断通知单片机读取转换结果。单片机检查判断A/DA/D转换结转换结束的方法一般有束的方法一般有中断和查询中断和查询两种。两种。对于中断方式对于中断方式，可将转换结束标志信号接到单片机的中，可将转换结束标志信号接到单片机的中断请求输入线上或允许中断的断请求输入线上或允许中断的I/OI/O接口的相应引脚，作接口的相应引脚，作为中断请求信号；为中断请求信号；对于查询方式对于查询方式，可把转换结束标志信号经三态门送到单，可把转换结束标志信号经三态门送到单片机的某一位片机的某一位I/OI/O口线上，作为查询状态信号。口线上，作为查询状态信号。转换结束标志信号转换结束标志信号转换结束标志信号转换结束标志信号第57页/共75页 A/DA/D转换器的另一个重要连接信号是时钟，其频率是转换器的另一个重要连接信号是时钟，其频率是决定芯片转换速度的基准。整个决定芯片转换速度的基准。整个A/DA/D转换过程都是在时钟转换过程都是在时钟的作用下完成的。的作用下完成的。A/DA/D转换时钟的提供转换时钟的提供方法有两种方法有两种：一种一种是由芯片内部提供是由芯片内部提供(如如AD574)AD574)，一般不需外加电路；一般不需外加电路；另一种另一种是由外部提供是由外部提供(如如ADC0809ADC0809)，有的用单独的振荡电，有的用单独的振荡电路产生，更多的则把单片机输出时钟经分频后，送到路产生，更多的则把单片机输出时钟经分频后，送到A/DA/D转换器的相应时钟端。转换器的相应时钟端。时钟信号时钟信号时钟信号时钟信号第58页/共75页线性误差：线性误差：1 1LSBLSB数字输出：数字输出：TTLTTL电平电平,三态输出三态输出输输 入入:8:8路路(0(0V V5V5V)电电 源：源：5 5V V15V15V时钟频率：时钟频率：640640KHz(KHz(典型典型)转换时间：转换时间：100100ss分辨率：分辨率：8 8位位功功 耗：耗：1515mWmW输入电压范围：输入电压范围：0 0V VV VREFREF 转换方式：逐次逼近转换方式：逐次逼近CMOSCMOS工艺，工艺，2828PinPin输出：输出：ADC0809ADC0809芯片简介芯片简介2.2.2.2.ADC0809ADC0809ADC0809ADC0809与单片机的接口与单片机的接口与单片机的接口与单片机的接口第59页/共75页startstartclockclock输出允许输出允许（1,输入输入信号信号）转换结束（转换结束（1,输出）输出）地址锁存，地址锁存，输入信号输入信号500500KHzKHz1MHz1MHz启动（高电平脉冲启动（高电平脉冲,输入）输入）第60页/共75页ADDC ADDB ADDAADDC ADDB ADDA选通的通道选通的通道0 0 0IN00 0 1IN10 1 0IN20 1 1IN31 0 0IN41 0 1IN51 1 0IN61 1 1IN7ADC0809ADC0809通道地址选择表通道地址选择表通道地址选择表通道地址选择表第61页/共75页ADC0809ADC0809转换工作时序转换工作时序转换工作时序转换工作时序1.送地址送地址2.启动启动3.结束结束4.允许输出允许输出5.得到数据得到数据结束结束允许输出允许输出第62页/共75页ADC0809ADC0809ADC0809ADC0809与单片机接口与单片机接口与单片机接口与单片机接口如晶振为如晶振为6 6MHzMHz，用，用2 2分分频，频，CLKCLK为为500500KHzKHz采用采用中断中断方式方式读数。读数。ADDAADDC0.0P2.0P对应对应第63页/共75页 8路模拟量输入的巡回检测系统，使用中断方式采样数据，把采样转换所得的数字量按序存于片内RAM的30H37H单元中。采样完一遍后停止采集。ORG 0A00H MOV R1，#30H ；设立数据存储区指针设立数据存储区指针 MOV R4，#08H ；设置设置8路采样计数值路采样计数值 SETB IT0 ；设置外部中断设置外部中断0为边沿为边沿触发方式触发方式 SETB EA ；CPU开放中断开放中断 SETB EX0 ；允许外部中断允许外部中断0中断中断 MOV DPTR，#0FEF8H；送入口地址并指向送入口地址并指向IN0 MOVX DPTR，A ；启动启动A/D转换，转换，A的值无意义的值无意义 HERE：SJMP$；等待中断等待中断A/DA/DA/DA/D转换应用程序举例转换应用程序举例转换应用程序举例转换应用程序举例主程序主程序此时此时P2P21111111011111110P2.0=0P2.0=0P0P01111100011111000选择选择IN0IN0第64页/共75页ORG 0003HAJMP CINT0ORG 0100H CINT0:MOVX A，DPTR ；读取转换后的数字量读取转换后的数字量 MOV R1，A ；存入片内存入片内RAM单元单元 INC DPTR ；指向下一模拟通道指向下一模拟通道 INC R1 ；指向下一个数据存储单元指向下一个数据存储单元 DJNZ R4，LOOP ；8路未转换完，则继续路未转换完，则继续 CLR EA ；已转换完，则关中断已转换完，则关中断 CLR EX0 ；禁止外部中断禁止外部中断0中断中断 RETI ；中断返回中断返回LOOP:MOVX DPTR，A ；再次启动再次启动A/D转换转换 RETI ；中断返回中断返回中断服务程序中断服务程序：第65页/共75页 ORG 0A00H ORG 0A00H MOV R1MOV R1，#30H#30H ；存储指针存储指针 MOV DPTR MOV DPTR，#FEF8H#FEF8H；指向指向IN0IN0DA1:MOVX DPTRDA1:MOVX DPTR，A A ；启动启动A/DA/D SETB P1.0 SETB P1.0 ；准备读准备读数数 CLR C CLR CDA2:MOV C,P1.0DA2:MOV C,P1.0 JC DA2 JC DA2 ；等待结束等待结束MOVX AMOVX A，DPTR DPTR ；读数字量读数字量MOV R1MOV R1，A A ；存入存入RAMRAM单元单元INC DPTR INC DPTR ；下个模拟通道下个模拟通道INC R1 INC R1 ；下个存数单元下个存数单元CJNE R1,#38H,DA1 CJNE R1,#38H,DA1 ；8 8路未完路未完_ _继续继续 P1.0P1.0以查询方式进行以查询方式进行以查询方式进行以查询方式进行ADADADAD转换转换转换转换第66页/共75页4 4 4 4、5 5 5 5G14433ADG14433ADG14433ADG14433AD转换器转换器转换器转换器 3 3 位位CMOSCMOS双积分型双积分型A/DA/D转换器。转换器。3 3 位：能显示位：能显示4 4位数字，最高位显示位数字，最高位显示1 1、0 0；其余位可显其余位可显0 09 9。最大数字：最大数字：19991999；最小数字：；最小数字：00000000线路简单线路简单；精度高、抗干扰能力强；精度高、抗干扰能力强；输入输入1路模拟量，输出路模拟量，输出3位半位半BCD码；码；速度慢（速度慢（200mS 左右）；左右）；用于工业现场。用于工业现场。特点特点第67页/共75页5G144335G14433引脚图引脚图引脚图引脚图1 1VAGVAG模拟地模拟地2 2VRVR基准电压基准电压3 3VXVX输入被测电压输入被测电压4 4、5 5、6 6R1R1、R1/C1R1/C1和和C1C1 外接积分元件端外接积分元件端7 7、8 8C01C01、C02C02外接失调补偿电外接失调补偿电容端，实现自动调零。容端，实现自动调零。