单片机AD及DA转换器课件.ppt

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1、关于单片机AD及DA转换器现在学习的是第1页，共27页概 述 在微机过程控制和数据采集等系统中，经常要对过程参数进行测量和控制。连续变化的物理量如：温度、压力、流量 速度、位移 等等 物理过程微 机传感器A/DD/A执行机构物理过程v/iDataData过程控制示意图模拟量现在学习的是第2页，共27页D/AD/A转换接口扩展转换接口扩展现在学习的是第3页，共27页8位CMOS数模转换芯片 DAC 0832:CS VCCWR1 ILEAGND WR2D3 XFERD2 D4D1 D5 D0 D6Vref D7Rfb Iout2DGND Iout1DAC083220 PIN DIP封装8位D/A,

2、分辨率=Vref/256CMOS低功耗器件,+5+15V 单电源供电电流输出型器件(需外接运放)具有双缓冲控制输出采用T型电阻解码网络结构参考电压源,-10+10V一 单片机与D/A转换器的接口现在学习的是第4页，共27页DAC 0832 引脚定义CS VCCWR1 ILEAGND WR2D3 XFERD2 D4D1 D5 D0 D6Vref D7Rfb Iout2DGND Iout1DAC083220 PIN DIP封装D0D7：8位数字量输入端/CS：片选端，低有效ILE：数据锁存允许,高有效/WR1：写控制信号1,低有效/WR2：写控制信号2,低有效/XFER：数据传送控制信号Iout1

3、：电流输出端1Iout2：电流输出端2Rfb：内置反馈电阻端Vref:参考电压源,-10+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc:+5+15V单电源供电端现在学习的是第5页，共27页DAC0832 内部结构框图D0D7：8位数字量输入端/CS：片选端，低有效ILE：数据锁存允许,高有效/WR1：写控制信号1,低有效/WR2：写控制信号2,低有效/XFER：数据传送控制信号Iout1：电流输出端1Iout2：电流输出端2Rfb：内置反馈电阻端Vref:参考电压源,-10+10VDGND：数字量地AGND：模拟量地Vcc:+5+15V单电源供电端&1111000011LE2ILECEWR

4、1WR2XFERD7D0LE1输入寄存器寄存器DAC转换器D/AVrefIout2Iout1RfbLE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 DLELE现在学习的是第6页，共27页DAC0832 与单片机的连接89C51单片机DAC 0832P0.0P0.7P2.08位DI0DI7EAWRXFERCS+5V6MHz30Px2WR1WR2+5VVccVrefILE+uA741-12V+12VGNDAGNDDGNDIout1Iout2Rfb接示波器输出于数字量DATA相对应模拟量：MOVDPTR，#0FEFFHMOVA，#DATAMOVXDPTR,A现在学习的是第7页，共27页输入数字量模拟量输出（

5、V）MSB LSB1 1 1 1 1 1 1 1VREF(255/256)1 0 0 0 0 0 1 0VREF(130/256)1 0 0 0 0 0 0 0VREF(128/256)0 1 1 1 1 1 1 1VREF(127/256)0 0 0 0 0 0 0 0VREF(0/256)单极性输出D/A关系数字量与模拟量的转换关系：现在学习的是第8页，共27页DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法 为寄存命令。当 =1时，寄存器的输出随输入变化；=0时，数据锁存在寄存器中，而不随输入数据的变化而变化 LELELE 当ILE=1,=0，=0时，=1，允许数据输入，而当 =1时，=0

6、则数据被锁存 CSWR11LEWR11LE 当 和 均为低电平时，=1，此时允许D/A转换，否则 =0，将数据锁存于DAC寄存器中WR2XFER2LE2LE现在学习的是第9页，共27页DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法 (a):DAC寄存器直通方式(b):输入寄存器直通方式(c):两个寄存器同时选通及锁存方式 现在学习的是第10页，共27页DAC0832 常见的几种用法&1111000011LE2ILECEWR1WR2XFERD7D0LE1输入寄存器寄存器DAC转换器D/AVrefIout2Iout1RfbLE=1，Q 跟随 DLE=0，Q 锁存 D直通方式：输入寄存器和DAC寄存器

7、共用一个地址，同时选通输出。1&或非门非与门输入任一为“1”输出皆为“0”输入全为“0”，输出才为“1”输入全为“0”，输出才为“1”输入任一为“1”输出皆为“0”双缓冲器方式：输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。现在学习的是第11页，共27页【例9-6】在图9-30的输出端Vout产生1.25V的电压输出。解 Vout=（D/256）Vref，而Vref=5V，且XFER、CS和WR信号常有效，因此使D=64即可输出要求的电压。汇编程序C语言程序 MOV P1,#64#include P1=64;现在学习的是第12页，共27页【例9-7】在图9-31的

8、输出端Vout产生2.5V的电压输出，设Vref为5V。解 Vout=（D/256）Vref，使D=128可输出要求的电压，且需要进行一次对DAC0832的写操作，写地址选择为7000H。汇编程序C语言程序 MOV DPTR,#7000H MOV A,#128MOVX DPTR,A#include XBYTE0 x7000=128;现在学习的是第13页，共27页现在学习的是第14页，共27页DAC0832 的编程应用举例例1 产生矩形波例2 产生锯齿波LL:MOV A，#00H ;低电平 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX DPTR,A;送转换 LCALL DMS1 ;低宽度 MOV

9、A，#0FFH;高电平 MOVX DPTR,A;送转换 LCALL DMS2 ;高宽度 SJMP LLMOV A，#00H ;起始值 MOV DPTR,#0FEFFHMM：MOVX DPTR,A;送转换 INC A NOP NOP NOP ;决定坡度 SJMP MM现在学习的是第15页，共27页DAC0832编程应用举例：例3产生三角波 MOV A，#00H MOV DPTR,#0FEFFHSS1:MOVX DPTR,A;送转换 NOP NOP NOPSS2:INC A ;等速上升 JNZ SS1SS3:DEC A MOVX DPTR，A NOP NOP NOP ;等速下降 JNZ SS3 S

10、JMP SS2同样的编程思路，若要产生如下的梯形波也很容易：三角波梯形波现在学习的是第16页，共27页例4 正弦波电压输出正弦波电压输出为双极性电压，最简单的办法是将一个周期内电压变化的幅值(-5V+5V)按8位D/A分辨率分为256个数值列成表格，然后依次将这些数字量送入D/A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。SIN：MOV R7，#00H DAS0：MOV A，R7 ；MOV DPTR，#TABH；设指针 MOVC A，A+DPTR ；取数据 MOV DPTR，#8000H ；MOVX DPTR，A ；送D/A转换 INC R7 ；修改偏移量 AJMP DAS0 ；

11、TAB：DB 80H，83H，86H，89H，8DH，90H DB93H，96H，99H，9CH，9FH，0A2H DB 0A5H，0A8H，0ABH，0AEH DB 6FH，72H，76H，79H，7CH，80H现在学习的是第17页，共27页A/DA/D转换接口扩展转换接口扩展现在学习的是第18页，共27页IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+D0GND Vref-D1 D2ADC08098位CMOS模数转换芯片ADC08098位A/D,量化间隔=Vin/(256-1

12、)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 Vin范围:单极性0+5V逐次逼近结构每次转换时间：100S 60个时钟周期,fmax=640KHz (推荐CLK=500KHz)转换结果读取方式：延时读数 查询EOC=1 EOC申请中断现在学习的是第19页，共27页ADC0809 结构框图8 通道多路开关IN0IN7地址译码锁存ADDAADDBADDCALE控制逻辑与时序D/A转换器SARVin比较器输出锁存器STARTCLKEOCD0D7+Vref-VrefOEVst+-现在学习的是第20页，共27页IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN

13、7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+D0GND Vref-D1 D2ADC0809IN0IN7：8通道模拟量输入端 D0D7：8位数字量输出端ADDC、ADDB、ADDA：接地址锁存器的低三位地址ALE：地址锁存允许控制信号START：清0内寄存器,启动转换OE：允许读A/D结果,高有效CLK：时钟输入端,应640KHzEOC：转换结束时为高Vcc：+5VVref+：参考电压，+5VVref-：0VADC 0809引脚定义:现在学习的是第21页，共27页ADC0809 与单片机的连接89C51单片机ADC 0809锁存器74LS

14、373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GEAOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDC+5VINT1EOC1112MHz30Px26口地址可以为：0FE000FE07H 也可为：0FEF0 0FEF7HA/D转换程序：转换程序：MOV DPTR，#0FE00H；置；置IN0通道地址通道地址 MOV A，#00 ；累加器里任意赋一个值累加器里任意赋一个值 MOVX DPTR，A；启动启动A/D转换转换 LCALL DELAY；等待转换结束等待转换结束 MOVX A，DPTR；取转换结果取转换结果现在学习的是第22页，共27页2、最后产生RD信号使OE

15、端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据就读入CPU中。启动ADC0809的工作过程1、先送通道号地址到A、B、C，由ALE信号锁存通道号地址，然后让START有效启动A/D转换。,A指令产生WR信号，使ALE、START有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，表示转换结束。锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GEAOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDC+5VINT1EOC1112MHz30Px26现在学习的是第23页，共27页 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H ;外部中断

16、1的中断矢量 AJMP INTMAIN:MOV R0,#0A0H;存结果的缓冲区:A0H-A7H MOV R2,#08H ;待采集的通道数为 8 SETB IT1 ;选择下降沿触发中断 SETB EA ;开中断 SETB EX1 MOV DPTR,#0FEF0H;通道0的地址 MOVX DPTR,A;启动转换。注意:A=？HERE：SJMP HERE ;等待中断ADC0809八路巡回中断式数据采集现在学习的是第24页，共27页 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INTMAIN:MOV R0,#0A0H MOV R2,#08H SETB IT1 SETB EA

17、 SETB EX1 MOV DPTR,#0FEF0H MOVX DPTR,AHERE：SJMP HEREADC0809八路巡回中断式数据采集INT:MOVX A，DPTR ;读数据 MOV R0,A ;数据放进缓存单元 INC R0 ;指向下一缓存 INC DPTR;指向下一通道 DJNZ R2，RTN ;8 次未完就继续采集,;已完就关中断、停采集 CLR EA CLR EX1 RETIRTN:MOVX DPTR,A;启动采集 RETI现在学习的是第25页，共27页思考题思考题请编写请编写89C51单片机通过单片机通过DAC0832产产生锯齿波信号、三角波、梯形波的程序生锯齿波信号、三角波、梯形波的程序（可以为任意频率）。（可以为任意频率）。当当ADC0809对对8路模拟信号进行路模拟信号进行A/D转转换时，请编写用查询方式工作的采样程换时，请编写用查询方式工作的采样程序，序，8路采样值存放在路采样值存放在50H57H单元。单元。现在学习的是第26页，共27页感谢大家观看现在学习的是第27页，共27页