单片机第11章教学资料.ppt

《单片机第11章教学资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机第11章教学资料.ppt（86页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第1111章章 89C51 89C51单片机与单片机与D/AD/A转换器、转换器、A/D A/D转换器的接口转换器的接口(ji(ji ku)ku)第一页，共86页。非电物理量（温度、压力、流量、速度等），须经传感器非电物理量（温度、压力、流量、速度等），须经传感器转换成模拟电信号（电压或电流），必须转换成模拟电信号（电压或电流），必须(bx)(bx)转换成数字量，转换成数字量，才能在单片机中处理。才能在单片机中处理。A/D A/D转换器（转换器（ADCADC）：模拟量）：模拟量数字数字(shz)(shz)量的器件。量的器件。D/A D/A转换器（转换器（DACDAC）：数字）：数字(shz)

2、(shz)量量模拟量的器件。模拟量的器件。数字数字(shz)(shz)量，也常常需要转换为模拟信号。量，也常常需要转换为模拟信号。只需只需合理选用商品化合理选用商品化的大规模的大规模ADCADC、DACDAC芯片，芯片，了解引脚及功了解引脚及功能以及与单片机的接口设计。能以及与单片机的接口设计。11.1 11.1 89C5189C51与与DACDAC的接口的接口11.1.1 D/A11.1.1 D/A转换器概述转换器概述第二页，共86页。1.1.概述概述(i sh)(i sh)输入：数字量，输出：模拟量。输入：数字量，输出：模拟量。转换过程：送到转换过程：送到DACDAC的各位二进制数按其权的

3、大小转换为相的各位二进制数按其权的大小转换为相应的模拟分量，再把各模拟分量叠加，其和就是应的模拟分量，再把各模拟分量叠加，其和就是(jish)D/A(jish)D/A转转换的结果。换的结果。使用使用(shyng)D/A(shyng)D/A转换器时，要注意区分转换器时，要注意区分:*D/A*D/A转换器的转换器的输出形式输出形式;*内部内部是否带有锁存器是否带有锁存器。(1)(1)电压与电流电压与电流输出形式输出形式 两种输出形式两种输出形式:电压输出电压输出形式与形式与电流输出电流输出形式。电流输出的形式。电流输出的D/AD/A转换器，如需模拟电压输出，可在其输出端加一个转换器，如需模拟电压输

4、出，可在其输出端加一个I-VI-V转换转换电路。电路。第三页，共86页。（2 2）D/AD/A转换器内部转换器内部(nib)(nib)是否带有锁存器是否带有锁存器 D/A D/A转换需要一定时间，这段时间内输入端的数字量应稳定，为此应转换需要一定时间，这段时间内输入端的数字量应稳定，为此应在数字量输入端之前在数字量输入端之前(zhqin)(zhqin)设置锁存器，以提供数据锁存功能。根据设置锁存器，以提供数据锁存功能。根据芯片内是否带有锁存器，可分为内部无锁存器的和内部有锁存器的两类。芯片内是否带有锁存器，可分为内部无锁存器的和内部有锁存器的两类。*内部内部(nib)(nib)无锁存器的无锁存

5、器的D/AD/A转换器转换器 可与可与P1P1、P2P2口口直接相接（因直接相接（因P1P1口和口和P2P2口的输出有锁存功能）。但口的输出有锁存功能）。但与与P0P0口口相接，需增加锁存器。相接，需增加锁存器。*内部带有锁存器的内部带有锁存器的D/AD/A转换器转换器 内部不但有锁存器，还包括地址译码电路，有的还有双重或多内部不但有锁存器，还包括地址译码电路，有的还有双重或多重的数据缓冲电路，可与重的数据缓冲电路，可与89C5189C51的的P0P0口直接相接。口直接相接。第四页，共86页。2.2.主要主要(zhyo)(zhyo)技术技术指标指标(1)(1)分辨率分辨率 输入给输入给DACD

6、AC的单位数字量变化引起的单位数字量变化引起(ynq)(ynq)的模拟量输出的变化，的模拟量输出的变化，通常定义为输出满刻度值与通常定义为输出满刻度值与2n2n之比。显然，二进制位数越多，分之比。显然，二进制位数越多，分辨率越高。辨率越高。例如例如(lr)(lr)，若满量程为，若满量程为10V10V，根据定义则分辨率为，根据定义则分辨率为10V/2n10V/2n。设设8 8位位D/AD/A转换，即转换，即n=8n=8，分辨率为，分辨率为10V/2n=39.1mV10V/2n=39.1mV，该值占满量，该值占满量程的程的0.391%0.391%，用，用1LSB1LSB表示。表示。同理：同理：10

7、10位位 D/AD/A：1 1 LSB=9.77mV=0.1%LSB=9.77mV=0.1%满量程满量程1212位位 D/AD/A：1 1 LSB=2.44mV=0.024%LSB=2.44mV=0.024%满量程满量程根据对根据对DACDAC分辨率的需要分辨率的需要,来选定来选定DACDAC的位数。的位数。第五页，共86页。(2)(2)建立建立(jinl)(jinl)时间时间 描述描述DACDAC转换快慢的参数转换快慢的参数,表明转换速度。表明转换速度。定义：为从输入数字量到输出达到终值误差定义：为从输入数字量到输出达到终值误差(1/2)LSB(1/2)LSB(最低有效位最低有效位)时所需的

8、时间。电流输出时间较短，电压时所需的时间。电流输出时间较短，电压(diny)(diny)输出再加上输出再加上I-I-V V转换时间，因此建立时间要长一些。快速转换时间，因此建立时间要长一些。快速DACDAC可达可达1 1 s s以下。以下。(3(3）精度）精度(jn d)(jn d)理想情况，精度与分辨率基本一致，理想情况，精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。但由于位数越多精度越高。但由于电源电压、参考电压、电阻等各种因素存在着误差电源电压、参考电压、电阻等各种因素存在着误差,精度与分辨率并精度与分辨率并不完全一致。不完全一致。位数相同，分辨率则相同，但相同位数的不同转换器精度会有所不位数

9、相同，分辨率则相同，但相同位数的不同转换器精度会有所不同。同。例如例如，某型号的，某型号的8 8位位DACDAC精度为精度为0.19%0.19%，另一型号的，另一型号的8 8位位DACDAC精度为精度为0.05%0.05%。第六页，共86页。11.1.2 89C5111.1.2 89C51与与8 8位位DAC0832DAC0832的接口的接口(ji ku)(ji ku)1.DAC08321.DAC0832芯片芯片(xn pin)(xn pin)介绍介绍(1)DAC0832(1)DAC0832的特性的特性(txng)(txng)美国国家半导体公司产品，具有美国国家半导体公司产品，具有两个输入数据

10、寄存器两个输入数据寄存器的的8 8位位DAC,DAC,能直接与能直接与89C5189C51单片机相连。主要特性如下：单片机相连。主要特性如下：*分辨率为分辨率为8 8位位；*电流输出，电流输出，稳定时间为稳定时间为1 1 s s；*可双缓冲输入、单缓冲输入或直接数字输入；可双缓冲输入、单缓冲输入或直接数字输入；*单一电源供电（单一电源供电（+5+5+15+15V V）；）；第七页，共86页。（2 2）DAC0832DAC0832的引脚及逻辑的引脚及逻辑(lu j)(lu j)结构结构引脚：引脚：图图11-111-1第八页，共86页。DAC0832DAC0832的逻辑的逻辑(lu j)(lu j

11、)结构：结构：图图11-211-2第九页，共86页。引脚功能引脚功能(gngnng)(gngnng)：DI0DI0DI7DI7：8 8位数字信号输入位数字信号输入(shr)(shr)端端CSCS*：片选端。片选端。ILEILE：数据数据(shj)(shj)锁存允许控制端，高电平有效。锁存允许控制端，高电平有效。WR1WR1*：输入寄存器写选通控制端。当输入寄存器写选通控制端。当CSCS*=0=0、ILE=1ILE=1、WR1 WR1*=0=0时，数据信号被锁存时，数据信号被锁存在在输入寄存器中。输入寄存器中。XFERXFER*：数据传送控制。数据传送控制。WR2WR2*：DACDAC寄存器写选

12、通控制端。当寄存器写选通控制端。当XFERXFER*=0=0，WR2WR2*=0=0 时，输入寄存器状态传入时，输入寄存器状态传入DACDAC寄存器中。寄存器中。I IOUT1OUT1：电流输出电流输出1 1端，输入数字量全端，输入数字量全“1”“1”时，时，IOUT1IOUT1最大，最大，输入数字量输入数字量全为全为“0”“0”时，时，IOUT1IOUT1最小。最小。第十页，共86页。IOUT2IOUT2：D/AD/A转换器电流输出转换器电流输出(shch)2(shch)2端，端，IOUT2+IOUT1=IOUT2+IOUT1=常数。常数。RfbRfb：外部反馈信号输入端，：外部反馈信号输入

13、端，内部已有反馈电阻内部已有反馈电阻RfbRfb，根据，根据(gnj)(gnj)需要也可外接反馈电阻。需要也可外接反馈电阻。VccVcc：电源：电源(dinyun)(dinyun)输入端，可在输入端，可在+5V+15V+5V+15V范围内。范围内。DGNDDGND：数字信号地。数字信号地。AGNDAGND：模拟信号地。模拟信号地。“8“8位输入寄存器位输入寄存器”用于存放用于存放CPUCPU送来的数字量，使输入数字量得到送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由缓冲和锁存，由LE1LE1*控制；控制；“8“8位位DACDAC寄存器寄存器”存放待转换的数字量，由存放待转换的数字量，由LE2LE

14、2*控制；控制；“8“8位位D/AD/A转换电路转换电路”由由T T型电阻网络和电子开关组成，型电阻网络和电子开关组成，T T型电阻网络输型电阻网络输出和数字量成正比的模拟电流。出和数字量成正比的模拟电流。第十一页，共86页。2.DAC2.DAC的的单、双极性的电压的的单、双极性的电压(diny)(diny)输出输出 接口电路与接口电路与DACDAC的具体应用的具体应用(yngyng)(yngyng)有关。有关。(1)DAC(1)DAC用作单极性电压用作单极性电压(diny)(diny)输输出出 单极性模拟电压输出，可采用单极性模拟电压输出，可采用图图11-11-4 4或或图图11-11-8

15、8所示接线。所示接线。输出电输出电压压V Voutout与与输入数字量输入数字量B B的关系的关系:V Voutout =（B/256B/256）*V*VRFERFE 式中，式中，B=b72B=b727 7+b62+b626 6+b12+b121 1+b02+b020 0；B B为为0 0时，时，V Voutout也为也为0 0，输入数字量为，输入数字量为255255时，时，V Voutout为最大值为最大值,单极性。单极性。（2 2）DACDAC用作双极性电压输出用作双极性电压输出 第十二页，共86页。双极性电压输出双极性电压输出(shch)(shch)，采用图，采用图11-311-3接线：

16、接线：V Voutout=（B B128128）*（V VREFREF/128/128）由上式，在选用由上式，在选用+VREF+VREF时，（时，（1 1）若输入）若输入(shr)(shr)数字量数字量b7b71 1，则，则VoutVout为正；（为正；（2 2）若输入）若输入(shr)(shr)数字量数字量b7b70 0，则，则VoutVout为负。为负。在选用在选用-VREF-VREF时，时，VoutVout与与+VREF+VREF时极性相反。时极性相反。图图11-311-3第十三页，共86页。3.89C513.89C51与与DAC0832DAC0832的接口的接口(ji ku)(ji k

17、u)电电路路(1)(1)单缓冲单缓冲(hunchng)(hunchng)方式方式 DAC0832 DAC0832的两个数据缓冲器有一个处于直通方式，另一个处于受的两个数据缓冲器有一个处于直通方式，另一个处于受控的锁存方式。控的锁存方式。在不要求多路输出同步的情况下，可采用在不要求多路输出同步的情况下，可采用(ciyng)(ciyng)单缓冲方式。单缓冲方式。单缓冲方式的接口如单缓冲方式的接口如图图11-11-4 4:第十四页，共86页。图图11-411-4第十五页，共86页。第十六页，共86页。图图11-411-4中，中，WR2*WR2*和和XFER*XFER*接地，故接地，故DAC0832D

18、AC0832的的“8“8位位DACDAC寄存器寄存器”（见图（见图11-211-2）处于直通方式。）处于直通方式。“8“8位输入寄存器位输入寄存器”受受CS*CS*和和WR1*WR1*端控制，且由译码器输出端端控制，且由译码器输出端FEHFEH送来（也可由送来（也可由P2P2口的某一根口的某一根口线来控制）。因此，口线来控制）。因此，89C5189C51执行如下两条指令就可在执行如下两条指令就可在WR1*WR1*和和CS*CS*上产生低电平信号上产生低电平信号(xnho)(xnho)，使，使08320832接收接收89C5189C51送来的数字送来的数字量。量。MOVMOVR0R0，#0FEH

19、#0FEH ；DACDAC地址地址(dzh)FEHR0(dzh)FEHR0 MOVX R0MOVX R0，A A ；WR*WR*和译码器和译码器FEHFEH输出输出(shch)(shch)端有效端有效现说明现说明DAC0832DAC0832单缓冲方式的应用。单缓冲方式的应用。例例11-111-1 DAC0832DAC0832用作波形发生器。试根据用作波形发生器。试根据图图11-411-4，分别写出产生，分别写出产生锯锯齿波、三角波齿波、三角波和和矩形波矩形波的程序。的程序。第十七页，共86页。锯齿锯齿(jch)(jch)波的产生波的产生 ORG 2000HORG 2000HSTART:MOV

20、R0START:MOV R0，#0FEH#0FEH；DACDAC地址地址(dzh)FEH R0(dzh)FEH R0MOV AMOV A，#00H#00H；数字；数字(shz)(shz)量量AALOOP:MOVX R0LOOP:MOVX R0，A A；数字量数字量D/AD/A转换器转换器INC A INC A；数字量逐次加数字量逐次加1 1SJMP SJMP LOOPLOOP图图11-511-5第十八页，共86页。输入数字量从输入数字量从0 0开始开始(kish)(kish)，逐次加，逐次加1 1，为，为FFHFFH时，加时，加1 1则清则清0 0，模，模拟输出又为拟输出又为0 0，然后又循环

21、，输出锯齿波，如图，然后又循环，输出锯齿波，如图11-511-5。每一上升斜边分每一上升斜边分256256个小台阶，每个小台阶暂留时间个小台阶，每个小台阶暂留时间(shjin)(shjin)为执行后三条指令所需要的时间为执行后三条指令所需要的时间(shjin)(shjin)。三角三角(snjio)(snjio)波的产生波的产生ORG 2000HORG 2000HSTART:MOV R0START:MOV R0，#0FEH#0FEHMOV AMOV A，#00H#00HUP:MOVXUP:MOVXR0R0，A A ；三角波上升边三角波上升边INC AINC AJNZ UPJNZ UPDOWN:D

22、OWN:DEC A DEC A；A=0A=0时再减时再减1 1又为又为FFHFFHMOVX R0MOVX R0，A AJNZ DOWNJNZ DOWN ；三角波下降边三角波下降边SJMP UPSJMP UP第十九页，共86页。矩形矩形(jxng)(jxng)波的产生波的产生ORG 2000HORG 2000HSTART:START:MOV R0MOV R0，#0FEH#0FEHLOOP:LOOP:MOV AMOV A，#data1#data1MOVX R0MOVX R0，A A；置矩形波上限；置矩形波上限(shngxin)(shngxin)电平电平LCALL DELAY1LCALL DELAY

23、1；调用；调用(dioyng)(dioyng)高电平延时程序高电平延时程序MOV AMOV A，#data2#data2图图11-611-6第二十页，共86页。MOVX R0MOVX R0，A A；置矩形；置矩形(jxng)(jxng)波下限电平波下限电平LCALL DELAY2LCALL DELAY2；调用；调用(dioyng)(dioyng)低电平低电平延时程序延时程序SJMP LOOPSJMP LOOP；重复；重复(chngf)(chngf)进行下一个进行下一个周期周期 DELAY1 DELAY1、DELAY2DELAY2为两个延时程序，决定矩形波高、低电平时的为两个延时程序，决定矩形波

24、高、低电平时的持续持续时间时间。频率也可采用延时长短来改变。频率也可采用延时长短来改变。图图11-711-7第二十一页，共86页。（2 2）双缓冲）双缓冲(hunchng)(hunchng)方式方式 多路同步输出，必须采用双缓冲多路同步输出，必须采用双缓冲(hunchng)(hunchng)同步方式。接口电路如同步方式。接口电路如图图11-811-8：1#DAC0832 1#DAC0832因和译码器因和译码器FDHFDH相连相连(xin lin)(xin lin)，占有两个端口，占有两个端口地址地址FDHFDH和和FFHFFH。2 2#DAC0832DAC0832的两个的两个端口地址端口地址为

25、为FEHFEH和和FFHFFH。其中，其中，FDHFDH和和FEHFEH分别为分别为1 1#和和2 2#DAC0832DAC0832的数字量输入控制端口地址，而的数字量输入控制端口地址，而FFHFFH为启动为启动D/AD/A转换的转换的端口地址。端口地址。图图11-11-8 8中中DACDAC输出的输出的V VX X和和V VY Y信号要同步，控制信号要同步，控制X X-Y Y绘图仪绘制的曲绘图仪绘制的曲线光滑，否则绘制的线光滑，否则绘制的曲线是阶梯状曲线是阶梯状。控制程序如下：。控制程序如下：第二十二页，共86页。图图11-811-8第二十三页，共86页。第二十四页，共86页。例例11-2

26、11-2 内部内部RAMRAM中两个长度为中两个长度为2020的数据块，起始地址为分别的数据块，起始地址为分别为为addr1addr1和和addr2addr2，编写能把，编写能把addr1addr1和和addrr2addrr2中数据从中数据从1#1#和和2#DAC08322#DAC0832同步输出同步输出(shch)(shch)的程序。的程序。addr1addr1和和addr2addr2中的数据，中的数据，为绘制曲线的为绘制曲线的X X、Y Y坐标点。坐标点。DAC0832 DAC0832各端口地址：各端口地址：FDH:1#DAC0832 FDH:1#DAC0832数字量输入数字量输入(shr

27、)(shr)控制端口控制端口FEH:2#DAC0832FEH:2#DAC0832数字数字(shz)(shz)量输入控制端口量输入控制端口FFH:FFH:1 1#和和2 2#DAC0832DAC0832启动启动D/AD/A转换端口转换端口 工作寄存器工作寄存器0 0区区的的R1R1指向指向addr1addr1；1 1区区的的R1R1指向指向addr2addr2；0 0区的区的R2R2存存放数据块长度；放数据块长度；0 0区和区和1 1区的区的R0R0指向指向DACDAC端口地址。程序为：端口地址。程序为：第二十五页，共86页。ORG 2000HORG 2000Haddr1 DATA 20Hadd

28、r1 DATA 20H；定义定义(dngy)(dngy)存储单元存储单元addr2 DATA 40Haddr2 DATA 40H；定义定义(dngy)(dngy)存储单元存储单元DTOUT:MOV R1DTOUT:MOV R1，#addr#addr；0 0区区R1R1指向指向(zh xin)addr1(zh xin)addr1MOV R2MOV R2，#20#20；数据数据(shj)(shj)块长度送块长度送0 0区区R2R2SETB RS0SETB RS0；切换到工作寄存器切换到工作寄存器1 1区区MOV R1MOV R1，#addr2#addr2；1 1区区R1R1指向指向addr2add

29、r2CLR RS0CLR RS0；返回返回0 0区区NEXT:MOV R0NEXT:MOV R0，#0FDH#0FDH；0 0区区R0R0指向指向1 1#DAC0832DAC0832数数 ；字量控制端口；字量控制端口MOV AMOV A，R1R1；addr1addr1中数据送中数据送A AMOVX ROMOVX RO，A A；addr1addr1中数据送中数据送1 1#DAC0832DAC0832INC R1 INC R1 ；修改修改addr1addr1指针指针0 0区区R1R1SETB RS0 SETB RS0 ；转转1 1区。区。第二十六页，共86页。MOV R0MOV R0，#0FEH#

30、0FEH；1 1区区R0R0指向指向(zh xin)2#DAC0832(zh xin)2#DAC0832数字量数字量 ；控制端口；控制端口MOV AMOV A，R1 R1 ；addr2addr2中数据中数据(shj)(shj)送送A AMOVX R0MOVX R0，A A ；addr2addr2中数据中数据(shj)(shj)送送2#DAC08322#DAC0832INC R1 INC R1 ；修改修改addr2addr2指针指针1 1区区R1R1INC R0 INC R0 ；1 1区区R0R0指向指向DACDAC的启动的启动D/AD/A转换端口转换端口MOVX R0MOVX R0，A A ；

31、启动启动DACDAC进行转换进行转换CLR RS0 CLR RS0 ；返回返回0 0区区DJNZ R2DJNZ R2，NEXT NEXT ；若未完，则跳若未完，则跳NEXTNEXTLJMP DTOUT LJMP DTOUT ；若送完，则循环若送完，则循环ENDEND11.1.3 11.1.3 89C5189C51与与1212位电压输出型位电压输出型D/AD/A转换器转换器AD667AD667的接口的接口 8 8位位DACDAC分辨率不够，可采用分辨率不够，可采用1010位、位、1212位、位、1414位、位、1616位的位的DACDAC。本节介绍本节介绍89C5189C51与与1212位电压输

32、出型的位电压输出型的D/AD/A转换器转换器AD667AD667第二十七页，共86页。的接口设计。的接口设计。AD667AD667是分辨率为是分辨率为1212位的电压输出型位的电压输出型D/AD/A转换器，建立时间转换器，建立时间33 s s（至（至0.01%0.01%）。）。输入方式输入方式:双缓冲双缓冲(hunchng)(hunchng)输入；输入；输出方式输出方式:电压输出，通过硬件编程可输出电压输出，通过硬件编程可输出+5V+5V，+10V+10V，2.5V 2.5V，5V5V和和10V10V；内含高稳定的基准电压源内含高稳定的基准电压源可方便地与可方便地与4 4位、位、8 8位或位或

33、1616位微处理器接口；位微处理器接口；双电源工作电压双电源工作电压:12V:12V15V15V。第二十八页，共86页。1.1.引脚介绍引脚介绍标准标准2828脚双列直插式。图脚双列直插式。图11-911-9为为DIPDIP封装引脚图，表封装引脚图，表11-111-1为其引为其引脚说明脚说明(shumng)(shumng)。（1 1）内部功能结构及应用特性）内部功能结构及应用特性图图11-1011-10是是AD667AD667内部功能结构框图。内部功能结构框图。AD667AD667的应用特性的应用特性:模拟电压输出范围的配置模拟电压输出范围的配置AD667AD667通过片外引脚的不同连接，可获

34、得不同的输出电压量程范通过片外引脚的不同连接，可获得不同的输出电压量程范围。围。单极性工作时，可以获得单极性工作时，可以获得0 05V5V和和0 010V10V的电压。的电压。双极性工作时，可获得双极性工作时，可获得2.5V2.5V，5.5V5.5V和和10V10V的电压。具体量的电压。具体量程配置可由引脚程配置可由引脚1 1，2 2，3 3，9 9的不同连接实现，如表的不同连接实现，如表11-211-2所列。所列。第二十九页，共86页。图图11-911-9第三十页，共86页。第三十一页，共86页。图图11-1011-10第三十二页，共86页。由于由于(yuy)AD667(yuy)AD667内

35、置的量程电阻与其他元器件具有热跟踪性能，内置的量程电阻与其他元器件具有热跟踪性能，所以所以AD667AD667的增益和偏置漂移非常小。的增益和偏置漂移非常小。第三十三页，共86页。单极性电压输出单极性电压输出(shch)(shch)图图11-1111-11为为0 010V10V单极性电压输出单极性电压输出(shch)(shch)电路原理图。电路原理图。在电路运行之前，为保证转换精度，首先要进行电路调零和在电路运行之前，为保证转换精度，首先要进行电路调零和增益调节。增益调节。电路调零电路调零 数字输入量全为数字输入量全为“0”“0”时，调节时，调节50k50k 电位器电位器W1W1，使其模拟电压

36、输出使其模拟电压输出(shch)(shch)端（端（VOUTVOUT）电压为）电压为0.000V0.000V。在大多。在大多数情况下，并不需要调零，只要把数情况下，并不需要调零，只要把4 4脚与脚与5 5脚相连（接地）即可。脚相连（接地）即可。增益调节增益调节 数字输入量全为数字输入量全为“1”“1”时，调节时，调节100100 电位器电位器W2W2，使其模拟电压输出，使其模拟电压输出(shch)(shch)为为9.9976V,9.9976V,即满量程的即满量程的10.000V10.000V减去减去1LSB1LSB（约为（约为2.44mV2.44mV）所对应的模拟输出）所对应的模拟输出(shc

37、h)(shch)量。量。第三十四页，共86页。图图11-1111-11第三十五页，共86页。双极性电压输出双极性电压输出 图图11-1211-12是是-5V-5V+5V+5V双极性电压输出。在电路运行之前，双极性电压输出。在电路运行之前，为保证转换精度为保证转换精度(jn d)(jn d)，首先要进行偏置调节和增益调节。，首先要进行偏置调节和增益调节。图图11-1211-12第三十六页，共86页。内部内部/外部基准电压源的使用外部基准电压源的使用(shyng)(shyng)AD667 AD667有内置低噪声基准电源，其绝对精度和温度系数都是通过激光有内置低噪声基准电源，其绝对精度和温度系数都是

38、通过激光修正的，具有长期的稳定性。修正的，具有长期的稳定性。片内基准电源可提供片内片内基准电源可提供片内D/AD/A转换器所需的基准电流，典型值为转换器所需的基准电流，典型值为VREFINVREFIN端提供的端提供的0.5mA0.5mA，BPOFFBPOFF（Bipolar OffsetBipolar Offset）端提供的）端提供的1.0mA1.0mA。接地与动态电容的接法接地与动态电容的接法 模拟地模拟地AGNDAGND与电源地与电源地PGNDPGND分开，可以减少器件的低频噪声和增强高分开，可以减少器件的低频噪声和增强高速性能。把地回路分开的目的是为了尽量减少低电平信号路径中的电流。速性

39、能。把地回路分开的目的是为了尽量减少低电平信号路径中的电流。AGNDAGND是输出放大器中的地端，应与系统中的模拟地直接相连。是输出放大器中的地端，应与系统中的模拟地直接相连。第三十七页，共86页。电源地电源地PGNDPGND可以与模拟电源的接地点就近连接。最后可以与模拟电源的接地点就近连接。最后AGNDAGND与与PGNDPGND在一点上进行在一点上进行(jnxng)(jnxng)连接，一般连接到电源地连接，一般连接到电源地PGNDPGND上。上。另外，另外，AD667AD667的电源引脚到模拟地引脚间应加上适当的去耦电的电源引脚到模拟地引脚间应加上适当的去耦电容。容。在输出放大器反馈电阻两

40、端加一个在输出放大器反馈电阻两端加一个20pF20pF的小电容，可以明显改的小电容，可以明显改善输出放大器的动态性能。善输出放大器的动态性能。数字输入控制与数据代码数字输入控制与数据代码AD667AD667的总线接口逻辑由的总线接口逻辑由4 4个独立的可寻址锁存器组成，其中有个独立的可寻址锁存器组成，其中有3 3个个4 4位的输入数据锁存器（第一级锁存器）和位的输入数据锁存器（第一级锁存器）和1 1个个1212位的位的DACDAC锁存锁存器（第二级锁存器）。利用器（第二级锁存器）。利用3 3个个4 4位锁存器可以直接从位锁存器可以直接从4 4位、位、8 8位或位或1616位微处理器总线分次或一

41、次加载位微处理器总线分次或一次加载1212位数字量；一旦数字量被装位数字量；一旦数字量被装入入1212位的输入数据锁存器，就可以把位的输入数据锁存器，就可以把1212位位 第三十八页，共86页。数据传入第二级的数据传入第二级的DACDAC锁存器，这种双缓冲结构可以避免产生错误锁存器，这种双缓冲结构可以避免产生错误的模拟输出。的模拟输出。4 4个锁存器由个锁存器由4 4个地址输入个地址输入A0A0A3A3和控制，所有的控制都是低和控制，所有的控制都是低电平有效，对应关系如表电平有效，对应关系如表11-311-3所列。所列。所有锁存器都是电平触发，当控制信号有效时，锁存器输出所有锁存器都是电平触发

42、，当控制信号有效时，锁存器输出跟踪输入数据；当控制信号无效时，数据就被锁存。它允许一个跟踪输入数据；当控制信号无效时，数据就被锁存。它允许一个以上的锁存器被同时锁存。以上的锁存器被同时锁存。建议任何未使用的数据和控制引脚最好与电源地相连，以改建议任何未使用的数据和控制引脚最好与电源地相连，以改善抗噪声善抗噪声(zoshng)(zoshng)干扰特性。干扰特性。AD667 AD667使用正逻辑编码。使用正逻辑编码。第三十九页，共86页。第四十页，共86页。单极性输出单极性输出(shch)(shch)时，输入编码采用直接二进制编码，输入时，输入编码采用直接二进制编码，输入000H000H产生产生零

43、模拟输出零模拟输出(shch)(shch)；输入；输入FFFHFFFH产生比满量程少产生比满量程少1LSB1LSB的模拟输出的模拟输出(shch)(shch)。双极性输出双极性输出(shch)(shch)时，输入编码采用偏移二进制编码。时，输入编码采用偏移二进制编码。输入为输入为000H000H时，产生负的满量程输出时，产生负的满量程输出(shch)(shch)；输入为输入为FFFHFFFH时，产生比满量程少时，产生比满量程少1LSB1LSB的模拟输出的模拟输出(shch)(shch)；输入为输入为800H800H时，模拟输出时，模拟输出(shch)(shch)为为0 0。其中。其中1LSB1

44、LSB为最低位对应的模拟电为最低位对应的模拟电压。双极性输出压。双极性输出(shch)(shch)时输入与输出时输入与输出(shch)(shch)关系如图关系如图11-1311-13所示，所示，输入数字量输入数字量N N与输出与输出(shch)(shch)模拟电压模拟电压VOUTVOUT的关系为：的关系为：式中，式中，VRVR为输出为输出(shch)(shch)电压量程。电压量程。第四十一页，共86页。图图11-1311-13第四十二页，共86页。与微处理器的接口与微处理器的接口(ji ku)(ji ku)数据格式数据格式AD667AD667与位微处理器接口与位微处理器接口(ji ku)(ji

45、 ku)的数据格式为左对齐或右对的数据格式为左对齐或右对齐的数据格式。齐的数据格式。左对齐调整数据格式为左对齐调整数据格式为D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0右对齐调整数据格式为右对齐调整数据格式为 D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0 D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D02 2AD667AD667与与89C5189C51单片机的接口单片机的接口(ji ku)(ji ku)图图11-1411-14所示为所示为AD667AD667与与89C5189C51单片机接口单片机接口(ji ku)(ji

46、ku)电路。电路。第四十三页，共86页。图图11-1411-14第四十四页，共86页。89C51 89C51把把AD667AD667所占的所占的3 3个端口地址视为外部数据存储器的个端口地址视为外部数据存储器的3 3个单个单元，对其进行选通。假定元，对其进行选通。假定(jidng)(jidng)低低8 8位数据存于位数据存于20H20H单元，高单元，高4 4位位数据存入数据存入21H21H的低的低4 4位，实现位，实现D/AD/A转换的程序如下：转换的程序如下：MOVMOVA,20HA,20HMOVMOVDPTR,#7FFEHDPTR,#7FFEHMOVXMOVXDPTR,ADPTR,A;低低

47、8 8位进第一级锁存器位进第一级锁存器MOVMOVA,21HA,21HMOVMOVDPTR,#7FFDHDPTR,#7FFDHMOVXMOVXDPTR,ADPTR,A;高高4 4位进第一级锁存器位进第一级锁存器MOVMOVDPTR,#7FFBHDPTR,#7FFBHMOVXMOVXDPTR,A DPTR,A;启动第二级锁存器启动第二级锁存器RETRET第四十五页，共86页。11.2.1 A/D11.2.1 A/D转换器概述转换器概述 A/D A/D转换器（转换器（ADCADC）的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于计）的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。算机进行处理。随着超大

48、规模集成电路技术的飞速发展，随着超大规模集成电路技术的飞速发展，A/DA/D转换器的新设计思转换器的新设计思想和制造技术层出不穷想和制造技术层出不穷(cng ch b qing)(cng ch b qing)。为满足各种不同的。为满足各种不同的检测及控制任务的需要，大量结构不同、性能各异的检测及控制任务的需要，大量结构不同、性能各异的A/DA/D转换芯片应转换芯片应运而生。运而生。1 1A/DA/D转换器简介转换器简介 尽管尽管A/DA/D转换器的种类很多，但目前广泛应用在单片机应用系统转换器的种类很多，但目前广泛应用在单片机应用系统中的主要有以下几种类型：逐次比较型转换器、双积分型转换器、中

49、的主要有以下几种类型：逐次比较型转换器、双积分型转换器、-式转换器。式转换器。第四十六页，共86页。逐次比较型逐次比较型:精度、速度和价格精度、速度和价格(jig)(jig)都适中，是最常用的都适中，是最常用的A/DA/D转换转换器件。器件。双积分型双积分型:精度高、抗干扰性好、价格精度高、抗干扰性好、价格(jig)(jig)低廉低廉,但转换速度慢，但转换速度慢，得到广泛应用。得到广泛应用。-型型:具有积分式与逐次比较式具有积分式与逐次比较式ADCADC的双重优点。的双重优点。对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力，不亚于双积分对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力，不亚于双积分ADCADC，

50、但比双积分但比双积分ADCADC的转换速度快，与逐次比较式的转换速度快，与逐次比较式ADCADC相比，有较高的信噪相比，有较高的信噪比，分辨率高，线性度好不需采样保持电路。因此，比，分辨率高，线性度好不需采样保持电路。因此，-型得到重型得到重视。视。V/FV/F转换型转换型:适于转换速度要求不太高，远距离信号传输。适于转换速度要求不太高，远距离信号传输。第四十七页，共86页。2.A/D2.A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标（1 1）转换时间和转换速率）转换时间和转换速率 完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。并行式：