AD和DA接口转换的接口技术.ppt

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1、2022-8-21第八章第八章 A/D和和D/A接口转换的接口技术接口转换的接口技术q A/D、D/A转换器的类型、主要技术指标和用途。q ADC0809、DAC0832与MCS51单片机基本接口技术。q 借助所学知识和技能，独立设计、开发简单的模拟量数据采集和控制装置。2022-8-21本章主要内容本章主要内容 8.1 8.1 A/DA/D转换器接口转换器接口 8.2 8.2 D/AD/A转换器接口转换器接口 8.3 8.3 空调的温度控制案例空调的温度控制案例模拟通道接口技术模拟通道接口技术 计算机只能储存和处理二进制形式的数字量，凡计算机只能储存和处理二进制形式的数字量，凡遇到有模拟量的

2、地方，就要进行模拟量向数字量或遇到有模拟量的地方，就要进行模拟量向数字量或数字量向模拟量的转换，这就是数数字量向模拟量的转换，这就是数/模和模模和模/数转换数转换问题。将模拟量转换成数字量的过程称为问题。将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换，转换，将数字量转换成模拟量的过程称为将数字量转换成模拟量的过程称为D/A转换，与之转换，与之有关的接口技术称为模拟通道接口技术。有关的接口技术称为模拟通道接口技术。 因为在单片机应用系统中，常需要将检测到的连因为在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成数字信号，才能

3、输入到单片机中进行处理，然后成数字信号，才能输入到单片机中进行处理，然后再将处理结果的数字量转换成模拟量输出，实现对再将处理结果的数字量转换成模拟量输出，实现对被控对象的控制。被控对象的控制。 第八章第八章 A/D和和D/A接口转换的接口技术接口转换的接口技术8.1 A/D转换器接口转换器接口 8.1.1 A/D转换基本知识及常用转换基本知识及常用A/D 转换器件转换器件传感器单片机A/D转换1. A/D转换器分类转换器分类(1)(1)逐次逼近式：逐次逼近式属直接式逐次逼近式：逐次逼近式属直接式A/DA/D转换器。转换器。 (2)(2)双积分式：双积分式是一种间接式双积分式：双积分式是一种间接

4、式A/DA/D转换器。转换器。(3)V/F(3)V/F变换式：变换式：V/FV/F变换器能够将模拟电压信号转变换器能够将模拟电压信号转 换为频率信号。换为频率信号。(4)(4)并行式：并行式也属于直接式并行式：并行式也属于直接式A/DA/D转换器，它转换器，它是所有类型是所有类型A/DA/D转换器中转换速度最快的。转换器中转换速度最快的。8.1.1 A/D转换基本知识及常用转换基本知识及常用A/D转换器件转换器件2.A/D转换器主要技术性能指标转换器主要技术性能指标 (1)分辨率：分辨率表示输出数字量变化一个最低有效位分辨率：分辨率表示输出数字量变化一个最低有效位（Least Signific

5、ant BitLSB）所对应的输入模拟电压的）所对应的输入模拟电压的变化量。变化量。 分辨率FSR=2nVn 为A/D转换器输出的二进制位数 (2)量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续的，当量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续的，当A/D转转换器的位数固定后，数字量不能把模拟量所有的值都精确地表换器的位数固定后，数字量不能把模拟量所有的值都精确地表示出来，这种由示出来，这种由A/D转换器有限分辨率所造成的真实值与转换转换器有限分辨率所造成的真实值与转换值之间的误差称为量化误差。值之间的误差称为量化误差。一般量化误差为数字量的最低有一般量化误差为数字量的最低有效位所表示的模拟量，理想的量

6、化误差容限是效位所表示的模拟量，理想的量化误差容限是1/2LSB。 8.1.1 A/D转换基本知识及常用转换基本知识及常用A/D转换器件转换器件(3)转换精度：转换精度是一个实际的转换精度：转换精度是一个实际的A/D转换器转换器和理想的和理想的A/D转换器相比的转换误差。绝对精度一转换器相比的转换误差。绝对精度一般以般以LSB为单位给出，相对精度则是绝对精度与为单位给出，相对精度则是绝对精度与满量程的比值。满量程的比值。(4)转换时间：指转换时间：指A/D转换器完成一次转换器完成一次A/D转换所需转换所需时间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能时间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能力越强

7、。其倒数是转换速率。力越强。其倒数是转换速率。(5)温度系数：是指温度系数：是指A/D转换器受温度影响的程度。转换器受温度影响的程度。一般用环境温度变化一般用环境温度变化1所产生的相对误差来表示，所产生的相对误差来表示，单位是单位是PPM/(10-6/)。 8.1.1 A/D转换基本知识及常用转换基本知识及常用A/D转换器件转换器件 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道、8位逐次逼近式A/D转换器。START CLOCKEOCD0D7IN0IN7ADDAADDBADDCALE八位八位转换器转换

8、器A/D三态三态输出输出锁存器锁存器VCCGNDOEREF(+)REF(-)38地址地址锁存锁存与译码与译码八路八路模拟量模拟量开关开关.1结构及转换原理结构及转换原理 （1）八路）八路模拟开关及模拟开关及地址锁存与地址锁存与译码器译码器（2）8位位A/D转换器转换器 （3）三态）三态输出寄存器输出寄存器 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 2引脚功能引脚功能 ADC0809采用采用DIP-28（双列直（双列直插式）封装插式）封装 12345678910111213142827262524232221201918171615IN3IN4IN5IN6I

9、N7STARTEOCD3OECLOCKVCCREF(+)GNDD1IN2IN1IN0ADDAADDBADDCALED7(MSB)D6D5D4D0(LSB)REF(-)D2ADC0809 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 引脚功能表引脚功能表3ADC0809的时序的时序 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 4 4ADC0809ADC0809与与MCS-51MCS-51单片机的接口电路单片机的接口电路写信号、P2.7有效时，启动AD转换。转换结束后，输出高电平，向CPU发出中断请求读信号、P2.7有效时，允许

10、输出AD转换结果。转换时钟由ALE分频得到。A1A28031 74LS373ADC0809分频CLOCKD0D7111GEOCSTARTALEOERDWRAL EP0A0A7A0REF(+)REF(-)+5VGNDIN0IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1转换结果由此输出ADDAADDBADDCINT1主要功能信号的处理方法主要功能信号的处理方法(1)时钟信号：当单片机时钟频率高于时钟信号：当单片机时钟频率高于6MHz时，时，ALE信号必须信号必须经经2或或4分频后才能接到分频后才能接到ADC0809的的CLOCK引脚上，否则不引脚上，否则不能正常工作。能正常工作。 (2)地址线和数据线

11、：地址线和数据线：ADC0809的地址选择信号线和输出数据的地址选择信号线和输出数据线均与线均与P0口相接。口相接。ADDAADDC三根地址线的连接与芯片三根地址线的连接与芯片及模拟通道选择又密切关系，地址线经地址锁存器可提高及模拟通道选择又密切关系，地址线经地址锁存器可提高输入信号的稳定性。输入信号的稳定性。 (3)控制信号：通过控制信号：通过 、 和和 的组合实现对的组合实现对ADC0809控制，控制，显然只有当为低电平时才能对显然只有当为低电平时才能对ADC0809进行操作。进行操作。转换结转换结束信号束信号EOC通过非门与通过非门与8031的连接，用来发出中断请求或的连接，用来发出中断

12、请求或供供CPU查询转换状态。查询转换状态。 R DW R 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 各个通道的地址各个通道的地址选择的通道选择的通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 1 1 1 0 1 1 1 IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7C B A 8031A15 A14A13A12A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00809 STCBA 0000 0111设无关地址位为设无关地址位为“1”，则模，则模拟通道拟通道IN0IN7的地址依次的地址依次为为7FF8H7FFFH 8.1.2 ADC08

13、09及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 5程序设计程序设计 n 单片机的单片机的A/D转换编程有两条基本原则：一方面要满足转换编程有两条基本原则：一方面要满足所选所选A/D转换器的转换时序要求，另一方面要根据具体的转换器的转换时序要求，另一方面要根据具体的接口电路编写具体的转换程序接口电路编写具体的转换程序即应用软件要和硬件即应用软件要和硬件协调、统一。协调、统一。 n 对于对于ADC0809而言，其控制程序的主要任务是如何判而言，其控制程序的主要任务是如何判断一次断一次A/D转换何时结束，只有以此为前提才能保证取回转换何时结束，只有以此为前提才能保证取回的转换结果的正确性。

14、的转换结果的正确性。 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 (1) 软件延时等待方式软件延时等待方式 n完成一次完成一次A/D转换的一般流程是：转换的一般流程是：n单片机工作寄存器初始化单片机工作寄存器初始化n送通道地址及启动转换信号送通道地址及启动转换信号n软件延时等待转换结束软件延时等待转换结束n送读取转换结果信号送读取转换结果信号n输出转换结果。输出转换结果。其中软件延时时间取决于其中软件延时时间取决于ADC器件的转换时器件的转换时间，可以通过计算和调试获得。间，可以通过计算和调试获得。 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接

15、口技术单片机接口技术 例例8-1 要求采用软件延时等待方式采集要求采用软件延时等待方式采集IN0通道模拟信号，结果通道模拟信号，结果存入存入8031片内片内RAM的的30H单元中。设单元中。设fOSC=6MHz。 ORG 0000H LJMP START ；转；转A/D转换程序转换程序 ORG 0030HSTART：MOV R1，#30H ；R1指向数据区（存指向数据区（存A/D结果）结果） MOV DPTR， #7FF8H ；DPTR指向指向0809通道通道0 MOVX DPTR，A ；启动；启动A/D转换转换 MOV R6， #0AH ；软件延时；软件延时100SDELAY：NOP NOP

16、 NOP DJNZ R6， DELAY MOVX A， DPTR ；读转换结果；读转换结果 MOV R1， A ；转储；转储 SJMP $ END(2) 程序查询方式程序查询方式 将将A/D转换器的转换结束信号转换器的转换结束信号EOC接至单片机接至单片机的某端口的某端口(如接入如接入P3.3，即，即 )，启动转换开，启动转换开始后用程序查询该输入端是否出现转换结束信始后用程序查询该输入端是否出现转换结束信号，没有则继续查询，一旦出现结束信号即可号，没有则继续查询，一旦出现结束信号即可取回转换结果。取回转换结果。 IN T 1 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单

17、片机接口技术 例例8-2 要求采用程序查询方式分别对要求采用程序查询方式分别对8路模拟信号轮流采集一遍，将路模拟信号轮流采集一遍，将结果存入以结果存入以30H为首地址的为首地址的8031片内片内RAM单元中。设单元中。设fOSC=12MHz。 ORG 0000H LJMP START ORG 0030HSTART： MOV R1， #30H ；R1指向数据区首地址指向数据区首地址 MOV DPTR，#7FF8H ；DPTR指向指向0809通道通道0 MOV R7， #08H ；置通道数；置通道数LOOP：MOVX DPTR，A ；启动；启动A/D转换转换 MOV R2， #20H ；冗余延时，

18、保证；冗余延时，保证EOC可靠变低可靠变低 DJNZ R2， $ JB P3.3， $ ；查询转换结束信号是否产生；查询转换结束信号是否产生 MOVX A， DPTR ；读转换结果；读转换结果 MOV R1， A ；转储；转储 INC DPTR ；指向下一通道；指向下一通道 INC R1 ；修改数据区指针，指向下一结果单元；修改数据区指针，指向下一结果单元 DJNZ R7，LOOP；未采完；未采完8个通道则继续个通道则继续 SJMP $ END(3)中断方式中断方式 将将ADC的转换结束信号的转换结束信号EOC经一定的逻辑接口经一定的逻辑接口引至单片机的外部中断输入端（如接入引至单片机的外部中

19、断输入端（如接入 ），），用来向单片机提出中断申请。编程时，在主程序用来向单片机提出中断申请。编程时，在主程序中启动中启动A/D转换并继续执行主程序。当接收到转换并继续执行主程序。当接收到ADC的转换结束的转换结束EOC（即中断请求）信号后立即（即中断请求）信号后立即转去执行中断服务程序，并在其中完成取回转换转去执行中断服务程序，并在其中完成取回转换结果、启动下一次转换等操作。结果、启动下一次转换等操作。 IN T 1 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51单片机接口技术单片机接口技术 ORG 0000HLJMP MAINORG 0013H ；外部中断；外部中断1的中断服务程序入口

20、的中断服务程序入口LJMP INT1 ；转中断服务程序；转中断服务程序ORG 0030HMAIN：MOV R1，#30H ；主程序；主程序SETB IT1 ；设定外部中断；设定外部中断 1 为边沿触发为边沿触发 SETB EA ；CPU 开中断开中断 SETB EX1 ；设定外部中断；设定外部中断 1 开中断开中断MOV R7， #08H ；置通道数；置通道数MOV DPTR，#7FF8H ；指向模拟通道；指向模拟通道 0 MOVX DPTR，A ；启动；启动 A/D 转换转换 LOOP：SJMP $ ；等待中断；等待中断 DJNZ R7， LOOP ；未采完；未采完8个通道则继续个通道则继续

21、 ；其他操作；其他操作中断服务程序中断服务程序 ORG 0100HINT1：MOVX A， DPTR ；读转换结果；读转换结果 MOV R1， A ；转存转换结果；转存转换结果 INC DPTR ；指向下一通道；指向下一通道 INC R1 ；修改数据区指针，指向下一结果单元；修改数据区指针，指向下一结果单元 MOVX DPTR，A RETI ；中断返回；中断返回 ；其他应用程序段；其他应用程序段 END 8.1.2 ADC0809及其与及其与MCS-51 单片机接口技术单片机接口技术 有时为了提高有时为了提高A/D转换精度，可采用高分辨率（如转换精度，可采用高分辨率（如10位、位、12位或更高

22、位数）的位或更高位数）的A/D转换器。转换器。 AD574/AD674/AD1674是美国是美国AD公司生产的公司生产的12位位逐次逼近式逐次逼近式A/D转换器系列产品，它们转换精度高、转换器系列产品，它们转换精度高、速度快，内部设有时钟电路和参考电压源，其中速度快，内部设有时钟电路和参考电压源，其中AD1674还在片内集成了采样保持器，转换速度也最还在片内集成了采样保持器，转换速度也最快，是快，是AD574和和AD674的升级换代产品。但价格较的升级换代产品。但价格较高，适用于高精度快速采样系统中。高，适用于高精度快速采样系统中。 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机

23、 接口技术接口技术 1. D1674的结构特点的结构特点 D1674ADC0809（1）12位A/D转换器，完成一次12位转换仅需10S属于高速A/D器件8位A/D转换器，转换速度为100S（2）内部集成有转换时钟，参考电压源必须外部提供转换时钟。 （3）输入模拟电压既可以是单极性的，也可以是双单极性的，且单极性时为0+10V或0+20V，双单极性为5V或10V。只能转换单极性的0+5V输入模拟电压（4）内含有采样保持器（5）数字量输出即可以用作8位转换又可以用作12位转换 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 2.AD1674的引脚的引脚 （1） ：

24、片选信号端。：片选信号端。（2）CE：使能端。：使能端。（3）R/ ：读：读/转换选择端。该转换选择端。该信号为低电平时启动信号为低电平时启动A/D转换，转换，高电平时允许将高电平时允许将A/D转换结果读转换结果读出。出。（4）12/ ：输出数据格式选择：输出数据格式选择信号端。信号端。（5）A0：字节选择转换长度控：字节选择转换长度控制端。有两种功能：一是用于转制端。有两种功能：一是用于转换数据长度控制另一种功能是在换数据长度控制另一种功能是在读出数据时用于输出字节选择读出数据时用于输出字节选择C SC8 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 AD1

25、674 的操作功能表的操作功能表 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 引脚功能引脚功能（6）STS：转换状态输出端。：转换状态输出端。（7）DB0DB11：数字量输出端。：数字量输出端。 （8）VL：逻辑电源。：逻辑电源。 （9）VCC：正电源。其范围为：正电源。其范围为V+16.5V，典型值，典型值 为为+15V。（10）VEE：负电源。其范围为：负电源。其范围为V-16.5V，典型值为，典型值为-15V。 （11）AGND：模拟电源地。：模拟电源地。 （12）DGND：逻辑电源地。：逻辑电源地。 （13）REF OUT：基准电压输出端。：基准电压

26、输出端。（14）REF IN：基准电压输入端。：基准电压输入端。REF OUT通过一定电阻通过一定电阻 跨接到跨接到REF IN用来进行满量程调整。用来进行满量程调整。 （15）10V IN：10V量程模拟电压输入端。在单极性时量程模拟电压输入端。在单极性时 0+10V，双极性方式下为，双极性方式下为5V。 （16）20V IN：20V量程模拟电压输入端。在单极性时量程模拟电压输入端。在单极性时 0+20V，双极性方式下为，双极性方式下为10V。 （17）BIP OFF：双极性偏移信号输入端。该端加一定的电压：双极性偏移信号输入端。该端加一定的电压 用于零点调整。用于零点调整。 2AD1674

27、与与MCS51单片机接口单片机接口 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 说明：说明：给出的是给出的是AD1674与与8031的一种基本连接电路，采用双极性的一种基本连接电路，采用双极性输入、全控工作方式。输入、全控工作方式。8031是是8位单片机，位单片机，AD1674应按应按8位位数据输出方式，数据输出方式，12位数据分两次输出，所以位数据分两次输出，所以12/ 必须接地。必须接地。CE由由8031的的 和和 经与非后产生，用来启动转换和输出转经与非后产生，用来启动转换和输出转换结果。换结果。A0、R/ 和分别依次和相连，设地址无关位为和分别依次和

28、相连，设地址无关位为“0”，则启动则启动12位转换、读取高位转换、读取高8位转换结果和读取低位转换结果和读取低4位转换结位转换结果的端口地址依次为果的端口地址依次为0000H、4000H和和6000H。STS与与8031的相连，用来查询的相连，用来查询AD1674的工作状态以及发出中断请求信的工作状态以及发出中断请求信号。图中两个号。图中两个100电阻用于增益调整和零点调整。电阻用于增益调整和零点调整。8CW RR D 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 主程序主程序 MAIN： MOV SP， 60H ；设置堆栈指针；设置堆栈指针 MOV DPTR

29、， #0000H；=0，R/=0，A0=0 MOVX DPTR，A ；启动；启动12位位A/D转换转换 MOV IE， #81H ；允许（；允许（P3.2）中断）中断 8.1.3 AD1674及其与及其与MCS-51单片机单片机 接口技术接口技术 中断服务程序中断服务程序INT0： PUSH ACC ；保护现场；保护现场 PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR， #4000H；=0，R/=1，A0=0 MOVX A ， DPTR ；读取高；读取高8位转换结果位转换结果 MOV R3， A ；高；高8位结果暂存位结果暂存R3 MOV DPTR， #6000H ；=

30、0，R/=1， A0=1 MOVX A ，DPTR ；读取低；读取低4位转换结果位转换结果 MOV R4， A ；低；低4位结果暂存位结果暂存R4 POP DPL ；恢复现场；恢复现场 POP DPH POP PSW POP ACC RETID/A转换器的基本工作原理是：转换器的基本工作原理是： 通过电阻网络将通过电阻网络将n位数字量逐位转换成模拟量，位数字量逐位转换成模拟量，经运算器相加，从而得到一个与经运算器相加，从而得到一个与n位数字量成比例位数字量成比例的模拟量。由于计算机输出的数据（数字量）是的模拟量。由于计算机输出的数据（数字量）是断续的，断续的，D/A转换过程也需要一定时间，因此

31、转换转换过程也需要一定时间，因此转换输出的模拟量也是不连续的。输出的模拟量也是不连续的。 单片机单片机控制对象控制对象D/A转换转换 按数据输入方式，按数据输入方式，D/A转换器有串行和并行两类，转换器有串行和并行两类，输入数据包括输入数据包括8位、位、10位、位、12位、位、14位、位、16位等多位等多种规格，输入数据位数越多，分辨率也越高；种规格，输入数据位数越多，分辨率也越高； 按输出模拟量的性质，按输出模拟量的性质，D/A转换器分电流输出型转换器分电流输出型和电压输出型两种。电压输出又有单极性和双极性和电压输出型两种。电压输出又有单极性和双极性之分，如之分，如0+5V、0+10V、2.

32、5V、5V、10V等，可以根据实际需要进行选择。等，可以根据实际需要进行选择。 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 DAC0832是并行输入、电流输出型的通用是并行输入、电流输出型的通用8位位D/A转换器，它具有与微机连接简便、控制方便、价转换器，它具有与微机连接简便、控制方便、价格低廉等优点，被广泛应用于微机系统中。格低廉等优点，被广泛应用于微机系统中。 1结构结构输出为模拟电流，可转换为电压。Iout1Iout2DI0DI78位寄存器DAC8位D/A转换器8位输入锁存器.1&ILECSWR1WR2XFERLE1LE2VrefRFBAGNDDGNDVCC1 8.2.2

33、 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 引脚功能引脚功能nILE：输入锁存允许信号，高电平有效。：输入锁存允许信号，高电平有效。n ：输入寄存器选择信号，低电平有效。：输入寄存器选择信号，低电平有效。n ：写信号：写信号1，输入寄存器写选通信号，低电平有效。输，输入寄存器写选通信号，低电平有效。输入锁存器的锁存信号入锁存器的锁存信号LE1由由ILE、 、 的逻辑组合产生。的逻辑组合产生。当当ILE为高电平，为高电平， 和和 ，同时为低电平时，同时为低电平时，LE1为正脉为正脉冲，输入寄存器的输出随输入变化；当冲，输入寄存器的输出随输入变化；当 变成高电平时，变成高电平时，LE1变为低

34、电平，输入数据被锁存在输入锁存器中。变为低电平，输入数据被锁存在输入锁存器中。n ：写信号：写信号2，即，即DAC寄存器的写选通信号，低电平有效。寄存器的写选通信号，低电平有效。n ：数据传送控制信号，低电平有效。：数据传送控制信号，低电平有效。DAC寄存器的锁寄存器的锁存信号存信号LE2由由 、 的逻辑组合产生，当的逻辑组合产生，当 和和 同时为低电平时，同时为低电平时，LE2为为1，DAC寄存器的输出随它的输入寄存器的输出随它的输入而变化；当而变化；当 变为高电平后，变为高电平后，LE2变为变为0，LE2的负跳变将输的负跳变将输入寄存器中的数据锁存在入寄存器中的数据锁存在DAC寄存器中。寄

35、存器中。C SW R 1C SW R 1C SW R1W R 1XFERW R 2W R 2XFERW R 2XFER引脚功能引脚功能nDI0DI7：8位数字输入端，位数字输入端，DI0为最低端，为最低端，DI7为最高端。为最高端。nIout1：DAC电流输出端电流输出端1，为数字输入端逻辑电平为，为数字输入端逻辑电平为1的各位的各位输出电流之和。输出电流之和。DAC寄存器内容随输入端代码线性变化，寄存器内容随输入端代码线性变化，DAC寄存器的内容为全寄存器的内容为全1时，时，Iout1最大；全为最大；全为0时，时，Iout1最最小。小。 nIout2：电流输出端：电流输出端2。Iout2等于

36、常数减去等于常数减去Iout1，即，即Iout1+ Iout2=常数。此常数对应于一固定基准电压的满量程电流。常数。此常数对应于一固定基准电压的满量程电流。nRFB：反馈电阻。反馈电阻被制作在芯片内部，用作：反馈电阻。反馈电阻被制作在芯片内部，用作DAC提提供输出电压的运放的反馈电阻。供输出电压的运放的反馈电阻。nVref：基准电源输入端。：基准电源输入端。Vref一般在一般在-1010V范围内，由外范围内，由外电路提供。电路提供。nVcc：逻辑电源输入端，取值范围为：逻辑电源输入端，取值范围为+5+15V，+15V最佳。最佳。nAGND：模拟地，为芯片模拟电路接地点。：模拟地，为芯片模拟电路

37、接地点。nDGND，数字地，为芯片数字电路接地点。，数字地，为芯片数字电路接地点。 ILE=1，WR1=0时：直通 ILE=1，WR1=1时：锁存 XFER=0，WR2=0时：直通 XFER=1 or WR2=1时：锁存3DAC0832与与MCS51的连接的连接 DI0DI78位寄存器DAC8位D/A转换器8位输入锁存器.1&ILECSWR1WR2XFERLE1LE2Iout1Iout2VrefRFBAGNDDGNDVCC1 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 （1）直通方式）直通方式n直通方式是指两个数据输入寄存器都处于开通直通方式是指两个数据输入寄存器都处于开通状态

38、，即所有有关的控制信号都处于有效，输状态，即所有有关的控制信号都处于有效，输入寄存器和入寄存器和 DAC 寄存器中的数据随寄存器中的数据随 DI0DI7的变化而变化，也就是说，输入的数据会被直的变化而变化，也就是说，输入的数据会被直接转换成模拟信号输出。这种方式在微机控制接转换成模拟信号输出。这种方式在微机控制系统中很少采用。系统中很少采用。 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 (2)单缓冲方式单缓冲方式 n单缓冲方式是指两个数据输入寄存器中只有一单缓冲方式是指两个数据输入寄存器中只有一个处于受控选通状态，而另一个则处于常通状个处于受控选通状态，而另一个则处于常通状态，

39、或者虽然是两级缓冲，但将两个寄存器的态，或者虽然是两级缓冲，但将两个寄存器的控制信号连在一起，一次同时选通。单缓冲方控制信号连在一起，一次同时选通。单缓冲方式适用于单路式适用于单路D/A转换或多路转换或多路D/A转换而不必同转换而不必同步输出的系统中。步输出的系统中。 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 两个输入寄存器同时受控的方式“同时”做何解释?+5VAVout8051P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7WRDAC0832VccILEVrefRfbIout1Iout2AGNDDGNDDI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI

40、7CSXFERWR1WR2+转换程序转换程序DAC0832作为了作为了8031的一个并行输出口，若假设无关地址线的一个并行输出口，若假设无关地址线为为1，那么其地址为，那么其地址为7FFFH。如果把一个。如果把一个8位数据位数据#data写入写入7FFFH，也就实现了一次，也就实现了一次D/A 转换，输出一个与转换，输出一个与#data对应的对应的模拟量。模拟量。 MOV DPTR，#7FFFH ；P2.7=0，选中，选中DAC0832芯片芯片 MOV A， #data ；待转换数据送累加器；待转换数据送累加器A MOVX DPTR， A ；写入；写入0832，进行一次转换输出，进行一次转换输

41、出 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 1/282/283/28254/28255/280产生的锯齿波的过程产生的锯齿波的过程 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 （3）双缓冲方式）双缓冲方式（1）双缓冲方式是指由单片机两次发送控制信号，分时选通）双缓冲方式是指由单片机两次发送控制信号，分时选通DAC0832内部的两个寄存器。第一次将待转换数据输入并锁内部的两个寄存器。第一次将待转换数据输入并锁存于输入锁存器中，第二次再将数据从前一级缓冲器写入存于输入锁存器中，第二次再将数据从前一级缓冲

42、器写入DAC寄存器并送到寄存器并送到D/A转换器完成一次转换输出。转换器完成一次转换输出。n在要求多路模拟信号同步输出的系统中，必须采用双缓冲方在要求多路模拟信号同步输出的系统中，必须采用双缓冲方式。式。n按双缓冲方式的要求，设计电路必须能够实现以下两点：一按双缓冲方式的要求，设计电路必须能够实现以下两点：一是各路是各路D/A转换器能分别将要转换的数据锁存在自己的输入转换器能分别将要转换的数据锁存在自己的输入寄存器中；二是各路寄存器中；二是各路D/A转换器的转换器的DAC寄存器能够同时锁存寄存器能够同时锁存由输入寄存器送出的数据，也就实现了同步转换。由输入寄存器送出的数据，也就实现了同步转换。

43、 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 输入寄存器（输入寄存器（1）地址：）地址：7FF8H输入寄存器（输入寄存器（2）地址：）地址：7FF9HDAC寄存器地址：寄存器地址：7FFAH 将两个将两个8位数字量位数字量#data1和和#data2同时转换为模同时转换为模拟量的程序段：拟量的程序段：MOV DPTR，#7FF8H；指向；指向0832（1）的输入寄存器）的输入寄存器MOV A， #data1MOV DPTR，A ；# data10832（1）输入寄存器）输入寄存器INC DPTR ；指向；指向0832（2）的输入寄存器）的输入寄存器 MOV A， #data2

44、MOV DPTR，A ；# data20832（2）输入寄存器）输入寄存器 INC DPTR ；指向两个；指向两个0832的的DAC寄存器寄存器 MOV DPTR，A ；启动转换；启动转换 8.2.2 8位通用位通用D/A转换器转换器DAC0832 8.2.3 12位位D/A转换器转换器DAC1208及与及与 MCS51的连接的连接 DAC1208与与DAC0832内部结构相似，区别在于内部结构相似，区别在于DAC1208内部增加了一个内部增加了一个4位输入寄存器，它和一位输入寄存器，它和一个个8位输入寄存器共同组成了位输入寄存器共同组成了12位输入寄存器，位输入寄存器，DAC寄存器和寄存器和

45、D/A 转换器也换成了转换器也换成了12 位。位。 DAC1208DAC1208内部结构框图内部结构框图 当该引脚为高电平时，两个输入寄存器同时被选中，12位数据全部写入寄存器；而当为低电平时，则仅选通4位输入寄存器。 DAC1208 DAC1208引脚图引脚图DAC1208与与8位单位单片机连接必须采用片机连接必须采用双缓冲方式，这是双缓冲方式，这是因为对于因为对于12位数据，位数据，8位单片机要进行位单片机要进行两次数据传送操作两次数据传送操作才能送至才能送至D/A转换转换器，一次传送器，一次传送8位，位，一次传送一次传送4位。位。 注意：注意：在传送数据时，必须先送高在传送数据时，必须先

46、送高8位，后送低位，后送低4位，否位，否则先送的低则先送的低4位会被后送的高位会被后送的高8位破坏。位破坏。 设图中无关的地址位为设图中无关的地址位为1，则高，则高 8 位输入寄存器和低位输入寄存器和低4位位输入寄存器（与输入寄存器（与12位位DAC寄存器共用）的地址依次为：寄存器共用）的地址依次为：FEFFH和和FCFFH。 设一个设一个12位待转换数据存放在片内位待转换数据存放在片内RAM的的DATA（数（数据高据高8位）和位）和DATA+1（数据低（数据低4位，放在高半字节）单元位，放在高半字节）单元内，完成一次内，完成一次12位位D/A转换的程序段：转换的程序段：MOV DPTR，#0

47、FEFFH；指向高；指向高 8 位输入寄存器位输入寄存器 MOV A， DATAMOVX DPTR， A MOV DPTR， #0FCFFH；指向低；指向低4位输入寄存器位输入寄存器 MOV A， DATA+1MOVX DPTR，A；装入；装入12位位DAC寄存器并启动寄存器并启动D/A转换转换 8.2.3 128.2.3 12位位D/AD/A转换器转换器DAC1208DAC1208及与及与 MCS-51MCS-51的连接的连接 8. 3 空调的温度控制案例空调的温度控制案例 在空调制冷控制系统中，空调根据环境温度控制在空调制冷控制系统中，空调根据环境温度控制压缩机工作，将空气热量带走，环境温

48、度下降，使压缩机工作，将空气热量带走，环境温度下降，使环境温度保持在人们设定的温度上环境温度保持在人们设定的温度上(调温范围为调温范围为1030)。在空调制冷系统中，。在空调制冷系统中， 利用温度传感利用温度传感器将空气温度转化为电信号，但温度传感器输出的器将空气温度转化为电信号，但温度传感器输出的是模拟信号，必须经模数转换器转换为数字信号，是模拟信号，必须经模数转换器转换为数字信号，才能将温度量值送入单片机系统中，实施控制。才能将温度量值送入单片机系统中，实施控制。8.3.1 工作原理及原理图工作原理及原理图 空调制冷控制系统采集温度的原理图空调制冷控制系统采集温度的原理图 本案例选用热敏电

49、本案例选用热敏电阻式温度传感器和阻式温度传感器和ADC0809转换器。转换器。温度传感器产生的温度传感器产生的模拟信号转换为数模拟信号转换为数字信号后，由字信号后，由P0口口输入。输入。ADC0809由由启动转换，由控制启动转换，由控制输出。输出。8T+5VR+5VSTARTOEABCD0D7IN0CLKADC0809P1P2P3.7EA+5VINT0INT1ALEP0P3.0P3.1XTAL1XTAL2VCCRST80C51 8. 3 空调的温度控制案例空调的温度控制案例 工作原理工作原理 当温度在中间某一范围时，温度当温度在中间某一范围时，温度传感器特性曲线为线性关系，可传感器特性曲线为线

50、性关系，可以用以下公式表示：以用以下公式表示： T=T0KVT 设采用的热敏电阻式温度传感设采用的热敏电阻式温度传感器在器在5100内，温度与电压内，温度与电压表现为良好的线性关系，表达式表现为良好的线性关系，表达式为：为： T=2102VT VTT 8. 3 空调的温度控制案例空调的温度控制案例 设设ADC0809的基准电压为的基准电压为5V，所以，所以P0口数据值对口数据值对应的电压值为：应的电压值为： VT=P0/2565对应环境温度值为：对应环境温度值为： T=210-2P0/2565=210-(10 P0)/256 计算时，取其整数部分：计算时，取其整数部分： T=210(10 P0