单片机第十章.pptx

第10章 AT89S51单片机输入输出通道接口技术;【知识目标】 1.熟悉ADC0809、DA0832芯片。 2.掌握D/A、A/D接口的硬件接口电路设计。 3.掌握D/A、A/D接口的软件驱动程序设计。 4.熟悉TLC5615、TLC2543芯片。 4.理解串行A/D，D/A转换器的硬件电路设计及驱动程序的设计 【技能目标】 1.掌握的并行D/A、A/D接口电路的仿真与调试。 2.熟悉调试串行A/D，D/A转换器的仿真与调试。 ;10.1　A/D转换器及接口技术 10.2　D/A转换器及接口技术 10.3案例：数字电压表设计 10.4 案例： 波形发生器 ;A/D转换器（ADC）的作用就是把模拟量转换成数字量，便于计算机进行处理。 10.1.1 A/D转换器的概述 1.A/D转换器的分类 目前应用较为广泛的A/D转换器主要有以下几种类型：逐次比较型、双积分型、量化反馈型和并行型。 逐次比较型A/D转换器，在精度、速度和价格上都适中，是最常见的A/D转换器件。双积分A/D转换器，具有精度高、抗干扰性好、价格低廉等优点，但转换速度慢，近年来在单片机应用领域中也得到广泛应用。 ;;;A/D完成一次转换所需要的时间称为转换时间，转换时间的倒数为转换速率。不同类型的转换器转换速度相差甚远。其中并行比较A/D转换器转换速度最高，8位二进制输出的单片集成A/D转换器转换时间可达50ns以内。逐次比较型A/D转换器次之，它们多数转换时间在10～50 之间，也有达几百纳秒的。间接A/D转换器的速度最慢，如双积A/D转换器的转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。 ;A/D转换器的转换精度定义为一个实际A/D转换器和一个理想A/D转换器在量化值上的差值。可用绝对误差或相对误差表示。 ;A/D转换器按照输出代码的有效位数分为4位、8位、10位、12位、14位、16位和BCD码输出等多种，按照转换速度可分为超高速（转换时间≤1ns）、高速（转换时间≤1μs）、中速（转换时间≤1ms）、低速（转换时间≤1s）等几种不同的转换速度的芯片。在设计数据采集系统、测控系统和智能仪器仪表时，重要问题就是如何选择合适的A/D转换器以满足应用系统设计的要求。 ;A/D转换器位数的确定与整个测量控制系统所要测量控制的范围和精度有关，但又不能唯一确定系统的精度。估算时，A/D转换器的位数至少要比总精度要求的最低分辨率高一位。实际选取的A/D转换器的位数应与其他环节所能达到的精度相适应。只要不低于它们就行，选得太高既没有意义，而且价格还要高得多。 （2）A/D转换器速率的确定 逐次比较型的A/D转换器的转换时间可从1～100μs，属于中速A/D转换器，常用于工业多通道单片机控制系统和声频数字转换系统等。 ;（3）采样保持器的确定 原则上直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持器。其他情况都要加采样保持器。 （4）基准电压 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，这是保证转换精度的基本条件。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是典型的8位8通道逐次比较型A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，转换时间为100μs左右。 1.信号引脚 ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其逻辑符号如图10-1所示。ADC0809芯片信号引脚的功能如下： IN0~IN7：8路模拟量输入通道。 ADC0809芯片对输入的模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围0~5V，若信号过小还需要放大。 ;;ALE：地址锁存允许信号。当ALE上跳沿，ADDA、ADDB、ADDC地址状态送入地址锁存器中。 START：转换启动信号。当START上跳沿，所有内部寄存器清零；当START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。 MSB2-1~LSB2-8：数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。LSB2-8为最低位，MSB2-1为最高位。 OUTPUT ENABLE：输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OUTPUT ENABLE =0，输出数据线呈高阻；OUTPUT ENABLE =1，输出转换得到的数据。;;首先用指令选择ADC0809和一个模拟输入通道，当执行MOVX @DPTR,A时单片机的 信号有效，从而产生一个启动信号，给ADC0809的START引脚送入脉冲，开始对选中通道进行转换。当转换结束后，ADC0809发出转换结束EOC（高电平）信号，该信号可供单片机查询，也可反相后作为向单片机发出的中断请求信号；当执行指令 MOVX A,@DPTR，单片机发出读控制 信号，OUTPUT ENABLE端有高电平，且把经过ADC0809转换完