【2017年整理】MCS-51单片机的模拟量输入输出.ppt

第11讲 MCS-51的模拟量输入输出 电气工程系 赵志衡 E-mail:zhzhhe@hit.edu.cn 课程主要内容 ADC及DAC的基本原理及性能指标 A/D转换的实现（ADC0809） D/A转换的实现（DAC0832） 常见的A/D转换器工作原理 逐次逼近式A/D转换器 将输入模拟信号与推测信号比较，调节推测信号逼近输入信号，直至两者相等 双积分式A/D转换器 采用输入模拟信号与标准电压反向积分的方法，完成模拟信号的转换 V/F变换式A/D转换器 将输入模拟信号转化为线性对应的频率信号，通过测量频率实现模拟信号的转化 3. A/D转换器的选择 （4）工作电压和基准电压 选择使用单一+5V工作电压的芯片，与单片机系统共用一个电源比较方便。 基准电压源是提供给A/D转换器在转换时所需要的参考电压，在要求较高精度时，基准电压要单独用高精度稳压电源供给。 ADC0809接口电路设计及软件编程 ADC0809芯片结构 ADC0809功能及管脚 ADC0809与8031接口电路设计1及软件编程 ADC0809与8031接口电路设计2及软件编程 ADC0809功能特点为: 分辨率为8位 ADC0809最大不可调误差1LSB 模拟输入电压范围为0~5V，单电源供电 锁存控制的8路模拟开关 转换速度取决于芯片的时钟频率，其范围10~1280kHz，当频率为500kHz时，转换速度为128us ADC0809功能及管脚 ADC0809芯片管脚介绍 START： 为启动转换控制口，输入正脉冲将启动转换。 ALE：为地址锁存控制口，输入正脉冲将锁存3位地址。 EOC：为转换结束信号输出口，转换时为低电平，结束为高电平输出。 OE：为转换结果输出允许控制口，上升沿控制结果输出到数据线上。 REF(+)REF(-)： 为参考电压输入端，一般接VCC和GND。 CLK：为转换时钟输入端。 IN0~IN7：8路模拟量输入端 2-1~2-8：数字量输出 ADC0809操作时序 ADC0809编程要点 选通模拟量输入通道 发出启动信号 用查询或中断方法等待转换结束 初学建议采用延时方法等待转换结束 读取转换结果 ADC0809与8031接口电路设计1 AD接口设计 转换时钟的提供 转换完成判断，8031外接晶振6MHz 模拟通道的选择 例1：ADC0809接口电路编程 要求： 设计程序实现对8路模拟信号的采样，并把数据存储在RAM区30H~37H中。 例2：ADC0809与8031接口 AD接口设计 转换时钟的提供 例2编程 要求 编程实现对第0路模拟信号的采样并实时在数码上显示采样值，待显示的采样值存放在RAM区30H，31H中。 例2编程 DA转换的实现 DA转换的基础知识 DAC0832芯片结构 DAC0832功能及管脚 DAC0832与8031双缓冲接口电路设计及软件编程 DAC0832与8031单缓冲接口电路设计及软件编程 DAC0832的逻辑结构： DAC0832编程举例 单缓冲接口电路：得到一个三角波及锯齿波电压y(t)。 双缓冲接口电路：实现两路同时输出，一般作为二维图形中平面坐标（x,y）的输出。 例3：DAC0832与8031单缓冲接口硬件设计 0832地址8000H 例3：DAC0832单缓冲接口软件编程 要求： 设计程序在模拟量输出端产生一个锯齿波电压y（t） START: MOV DPTR,#8000H ；指向0832地址 MOV A,#00H ；设波形输出初值 LOOP: MOVX @DPTR,A ；输出模拟量 LCALL DELAY_100us ；延迟100微秒 INC A ；变化数值准备下次输出 AJMP LOOP ；循环输出 例5：DAC0832与8031双缓冲接口硬件设计 0832(1)输入寄存器地址DFFFH 0832(2)输入寄存器地址BFFFH 两片0832 DAC寄存器选通地址7FFFH 参考电压为-5V，DA输出0~5V 例5：DAC0832双缓冲接口软件编程 MCS51模拟量输入输出电路其他常用的芯片 AD转换器件 AD574、MC14433 DA转换器件 DAC1208、 DAC1230 END (2)建立时间 描述DAC转换快慢的参数,表明转换速度。 定义：为从输入数字量到输出达到终值误差(1/2)LSB (最低有效位)时所需的时间。电流输出时间较短，电压输出的，还要加上I-V转换的时间，因此建立时间要长一些。快速DAC可达1?s以下。 （3）精度 理想情况，精度