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实训课题七 D/A 与 A/D 转换

实训课题七 D/A 与 A/D 转换. 7.2. DAC0832 及其单片机的接口. 7.1. DAC0832 应用举例. 7.2. 7.3. ADC0809 及其与单片机的接口. ADC0809 应用举例. 7.4. 7.1 DAC0832 及其与单片机的接口. 一、 芯片主要特性与结构. 引脚功能 ： DI0 ～ DI7 ： 8 位数字信号输入端 ： 片选端，为低电平时，本芯片被选中。 I LE ： 数据锁存允许控制端，高电平有效。 ： 第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。

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实训课题七 D/A 与 A/D 转换

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Presentation Transcript

  1. 实训课题七 D/A与A/D转换 7.2 DAC0832及其单片机的接口 7.1 DAC0832应用举例 7.2 7.3 ADC0809及其与单片机的接口 ADC0809应用举例 7.4

  2. 7.1DAC0832 及其与单片机的接口 一、 芯片主要特性与结构

  3. 引脚功能： DI0～DI7：8位数字信号输入端 ：片选端，为低电平时，本芯片被选中。 ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效。 ：第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。 ：第二级DAC寄存器写选通控制，低电平有效。 ：数据传送控制，低电平有效。 VCC：电源输入端，在+5V～+15V范围内。 Rfb：内部反馈电阻引脚 DGND、AGND：分别为数字信号地和模拟信号地 4

  4. :负跳变时锁存数据，正脉冲时，输入锁存器的输出随输入变化。 ：作用与上面的类似。 IOUT1：模拟电流输出1端，约等于 输入数字量全为“1”时，IOUT1最大约为 输入数字量全为“0”时，IOUT1最小，为“0”。 IOUT2：模拟电流输出2端，IOUT2 + IOUT1 = 常数。 VREF:基准电压输入端，可在-10~+10V范围内调节。 5

  5. 二、D/A转换器的主要性能指标 1、分辨率 指单片机输入给D/A转换器的单位数字量的变化，所引起的模拟量输出的变化，通常定义为输出满刻度值与2n之比（n为D/A转换器的二进制位数）。 例如：对于5V的满量程，采用８位的DAC时，分辨率为5V/256＝19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4096＝1.22mV。显然，位数越多分辨率就越高。

  6. 2、建立时间 用于表明转换时间或转换速度的一个参数。电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。 根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）几档。

  7. DAC0832主要特性 • 分辨率８位； • 电流建立时间１μS； • 数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式； • 输入逻辑电平与TTL兼容； • 单电源供电（＋5V～＋15V）； • 低功耗，20mＷ。

  8. 由于DAC0832为电流输出型，要想输出电压，可外接运放，下图是一种典型应用电路由于DAC0832为电流输出型，要想输出电压，可外接运放，下图是一种典型应用电路

  9. 三、DAC0832与单片机的接口 1．直通方式： 当引脚 、 、 、直接接地，ILE接电源，DAC0832工作于直通方式，此时，8位输入寄存器和8位DAC寄存器都直接处于导通状态，8位数字量到达,就立即进行D/A转换。特点：转换速度快。

  10. 2．单缓冲方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出，输入数据在控制信号作用下，直接进入DAC寄存器中；WR1和WR2同时进行，并且与CPU的WR相连，CPU对0832执行一次写操作，将数据直接写入DAC寄存器中。 适用：只有一路模拟信号输出或几路模拟信号非同步输出。

  11. 3．双缓冲方式： 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。适用：同时输出几路模拟信号的场合，可构成多个0832同步输出电路。 当8位输入锁存器和8位DAC寄存器分开控制导通时，DAC0832工作于双缓冲方式，双缓冲方式时单片机对DAC0832的操作分两步，第一步，使8位输入锁存器导通，将8位数字量写入8位输入锁存器中；第二步，使8位DAC寄存器导通，8位数字量从8位输入锁存器送入8位DAC寄存器。第二步只使DAC寄存器导通，在数据输入端写入的数据无意义。

  12. 四、应用实例——简易锯齿波发生器

  13. 程序： #include<reg51.h> #include<absacc.h> //绝对地址访问头文件 #define uchar unsigned char #define unit unsigned int #define DAC0832 XBYTE[0x7fff] void delayms()//延时函数（T1定时实现） {TH1=0xfc; TL1=0x18; TR1=1;

  14. while(!TF1); TF1=0;} void main() {uchar i; TMOD=0x10; while(1) {for(i=0;i<=255;i++) {DAC0832=i;delayms();} } }

  15. 若将 for(i=0;i<=255;i++) {DAC0832=i;delayms();} 改为：for(i=255;i>=255;i--) {DAC0832=i;delayms();} 则示波器中观察到的波形有什么变化？ 问答：如果改变锯齿波的周期和幅值？ 答：改变延时时间可改变波形周期；改变输出二进制的最大值，可以改变波形的幅值。

  16. 7.3 ADC0809及其与单片机的接口 • ADC0809的结构与引脚 IN0～IN7：8路模拟信号输入端。 D0～D7：8位数字量输出端。 VR（+）、VR（−）：基准电压输入端。 A、B、C：8路输入通道的选择 CLK:为时钟信号输入端。 ALE:地址锁存允许信号 OE：输出允许端 START：为启动A/D转换的输入端，上升沿复位，下降沿开始转换。 EOC:转换结束信号输出端。转换结束后为高电平。

  17. ADC0809A/D转换器主要性能 • 分辨率为８位； • 精度：ADC0809小于±1LSB； • 单+5V供电，模拟输入电压范围为0～＋5V； • 具有锁存控制的８路输入模拟开关； • 可锁存三态输出，输出与TTL电平兼容； • 功耗为15mW； • 不必进行零点和满度调整； • 转换时间约为100µS（时钟频率640KHz时）。

  18. ADC0809的工作流程 1．输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中，经地址译码器译码从8路模拟通道中选通一路模拟量送到比较器。 2．送START一高脉冲，START的上升沿使逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使EOC信号为低电平。 3．当转换结束时，转换的结果送入到输出三态锁存器，并使EOC信号回到高电平，通知CPU已转换结束。 4．当CPU执行一读数据指令，使OE为高电平，则从输出端D0~D1读出数据。

  19. ADC0809与MCS-51单片机的接口 • 涉及2个问题： （1）8路模拟信号通道选择； （2）A/D转换完成后转换数据的传送。 • 转换数据的传送： ①定时传送方式； （不需接EOC脚） ②查询方式； （测试EOC脚的状态） ③中断方式。 （EOC脚接INTi脚） 注意： (1)不能用无条件方式； (2)2个ALE不能直接相接。

  20. P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE WR P2.7 RD INT0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ADDA ADDB ADDC CLK ALE START OE EOC IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 VREF+ VREF- ADC0809 分 频 器 8051 +5V GND + +

  21. ADC0809与单片机接口

  22. ADC0809采样通道3输入的模拟量，转换后的结果显示在数码管上。ADC0809采样通道3输入的模拟量，转换后的结果显示在数码管上。

  23. #include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define unit unsigned int uchar code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00}; unsigned char dispcount; sbit CLK=P3^0; //时钟信号 sbit ST=P3^3;//启动信号 sbit OE=P3^1; //输出使能 sbit EOC=P3^2;//转换结束信号

  24. void delayms(unit x)//延时函数 {uchar i,j; for(i=x;i>0;i--) for(j=0;j<120;j++) ;} void Display_Result(uchar d) //显示函数 {P0=0xfb; //第4个数码管显示个位数 P1=dispcode[d%100%10]; delayms(5); P0=0xfd; //第3个数码管显示十位数 P1=dispcode[d%100/10]; delayms(5);

  25. P0=0xfe; //第2个数码管显示百位数 P1=dispcode[d/100]; delayms(5); } void main(void) {TMOD=0x02; //T0工作模式2 TH0=0xf0; TL0=0xf0; IE=0x82; TR0=1; P3=0x3f; //选择ADC0809的通道3

  26. while(1) {ST=0; ST=1; ST=0; //启动A/D转换 while(EOC==0); //等待转换完成 OE=1; Display_Result(P2); OE=0;}} //T0定时器中断给ADC0808提供时钟信号 void Timer0_INT() interrupt 1 {CLK=~CLK;}

  27. 简易数字电压表 要求：通过调整电位器，采集0—5V连续可变的模拟电压信号，通过ADC0809转换为数字信号0x00-0xff后，送单片机处理，并在四位数码管上显示0.000—5.000V。

  28. #include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define unit unsigned int uchar code dispcode1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6, 0xed}; uchar code dispcode2[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar ch1,ch2,ch3,ch4; sbit ST=P3^3;//启动信号 sbit OE=P3^1; //输出使能 sbit EOC=P3^2;//转换结束信号 sbit CLK=P3^0;

  29. void delayms(unit x)//延时函数 {uchar i,j; for(i=x;i>0;i--) for(j=0;j<120;j++) ; } void Display (uchar i,uchar d) {if(i==1) P1=dispcode1[d]; else P1=dispcode2[d]; delayms(10);} void sepr(uchar x) {uchar ch;ch=x; ch1=ch/51; ch=ch%51; ch2=ch*10/51; ch=ch*10%51; ch3=ch*10/51;ch=ch*10%51;ch4=ch*10/51;}

  30. void main(void) {uchar a; TMOD=0x02; //T0工作模式2 TH0=0xf0; TL0=0xf0; IE=0x82; TR0=1; while(1) {ST=0;delayms(1); ST=1;delayms(1); ST=0; //启动A/D转换

  31. while(EOC==0); //等待转换完成 OE=1; P2=0xff; a=P2;sepr(a); P0=0xfe; Display(2,ch4); P0=0xfd; Display(2,ch3); P0=0xfb; Display(2,ch2); P0=0xf7; Display(1,ch1); OE=0;}} void Timer0_INT() interrupt 1 {CLK=~CLK;}

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