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第11章 STC89C52和AD、DA转换器接口
11.1 STC89C52与A/D转换器的接口
11.2 STC89C52与D/A转换器的接口
;;11.1 STC89C52与A/D转换器的接口
1.概述
A/D转换器把模拟量转换成数字量,以便于单片机进行数据处理。A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,有些过程是合并进行的,如采样和保持,量化和编码在转换过程中是同时实现的。
目前单片的ADC芯片较多,对设计者来说,只需合理的选择芯片即可。现在部分的单片机片内集成了A/D转换器,仅在片内A/D转换器不能满足需要的情况下,需外扩。当然作为扩展A/D转换器的基本方法,还是应该掌握。;AD转换器的分类; 双积分型A/D转换器,具有精度高、抗干扰性好、价格低廉等优点,与逐次比较型A/D转换器相比,转换速度较慢,近年来在单片机应用领域中也得到广泛应用。
?-?式ADC具有积分式与逐次比较型ADC的双重优点。它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ADC,它比双积分ADC有较高的转换速度,与逐次比较型ADC相比,有较高的信噪比,分辨率高,线性度好,不需要采样保持电路。
A/D转换器按照转换速度可大致分为超高速(转换时间≤1ns)、高速(转换时间≤1?s)、中速(转换时间≤1ms)、低速(转换时间≤1s)等几种不同转换速度的芯片。
按照输出数字量的有效位数分为4位、8位、10位、12位、14位、16位并行输出以及BCD码输出的3位半、4位半、5位半等多种。
;; 2.ADC主要技术指标
(1)转换时间和转换速率
A/D完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。
(2)分辨率
分辨率是衡量A/D转换器能够分辨出输入模拟量最小变化程度的技术指标。分辨率取决于A/D转换器的位数,习惯上用输出的二进制位数或BCD码位数表示。例如,AD1674的满量程输入电压为5V,可输出12位二进制数,即用212个数进行量化,其分辨率为12位,或A/D转换器能分辨出输入电压5V/212=1.22mV的变化。
;;3.逐次逼近式ADC的工作原理
;11.1.2 STC89C52与并型8位A/D转换器ADC0809的接口
1.ADC0809芯片---逐次比较型ADC芯片
;8路模拟输入信号——用三根地址线A,B,C选通IN0~IN7;A、B、C分别与单片机的三条地址线相连,三位编码对应8个通道地址端口。C、B、A?=?000~111分别对应IN0~IN7通道的地址。
引脚——START启动AD转换,CLOCK转换时钟,VR参考电压,EOC转换结束标志, OE输出使能,ALE地址锁存。;工作时序;2. STC89C52与ADC0809的接口
单片机读取ADC的转换结果时,可采用查询和中断控制两种方式。
(1)查询方式
查询方式是在单片机把启动信号送到ADC之后,执行其他程序,同时对ADC0809的EOC脚不断进行检测,以查询ADC变换是否已经结束,如查询到变换已经结束,则读入转换完毕的数据。;;;;; 【例11-1】采用ADC0809设计数据采集电路.该电路通过调节滑线变阻器,调节IN5的输入电压,A/D转换结果存放至片内数据存储器50H单元,并通过两个BCD数码管显示出来。;IN0~IN7的地址分别为0x7FF8~0x7FFF。ADC0809的EOC引脚经非门74HC14与单片机的外部中断输入引脚 相连,A/D转换结束后变为低电平,单片机采用查询或中断方式读取A/D转换结果。;(2)中断方式
采用中断方式完成对IN0通道的输入模拟量信号的采集,当A/D转换结束后,EOC发出一个脉冲向单片机提出中断申请,单片机响应中断请求后,由外部中断1的中断服务程序读取A/D转换结果,并启动ADC0809的下一次转换。外部中断1采用边沿触发方式。中断控制方式效率高,所以特别适合于转换时间较长的ADC。
;void data_acquisition(void) interrupt 2{
EA=0;
temp=AD_IN0; //转换数据显示
P1=temp;
AD_IN0=0; //启动A/D信号
EA=1;
} ;11.1.3 STC89C52与并型12位A/D转换器AD1674的接口
在某些应用中,8位ADC常常不够,必须选择分辨率大于8位的芯片,由于10位、16位接口与12位类似,因此仅以常用的12位A/D转换器AD1674为例进行介绍。
1.AD1674简介
美国AD公司12位逐次比较型A/D转换器。转换时间为10?s,
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