第四章 单片机教学16.ppt

测控系统中的一些控制对象需要模拟信号进行驱动，例如电动机、变频压缩机、音响、电视等，这就需要把单片机输出的数字量转换为模拟量，以满足模拟控制的需要。 D/A转换芯片很多，DAC0832为美国国家半导体公司生产的DAC0830系列中的一个芯片。 DAC0832为8位D/A转换芯片，单一+5 V电源供电，基准电压的幅度范围为±10 V，电流建立时间为1μs，采用CMOS工艺，低功耗(20 mW)，芯片为20引脚双列直插式封装。 DAC0832的内部结构如下图所示： 电阻解码网络包含在图中的8位D/A转换器中。输入通道由输入寄存器和DAC寄存器构成两级数据输入锁存，由3个“与”门电路组成控制逻辑，产生LE1和LE2信号，分别对两个输入寄存器进行控制。 DAC0832的20引脚双列直插式引脚结构如右图所示。 DI7～DI0： 转换数据输入 。 CS： 片选信号(输入)，低电平有效。 ILE： 数据锁存允许信号(输入)，高电平有效。 WR1： 第1写信号(输入)，低电平有效。 XFER： 数据传送控制信号(输入)，低电平有效。 WR2： 第2写信号(输入)，低电平有效。 IOUT1： 电流输出1。当数据为全1时，输出电流最大；为全0时，输出电流最小。 IOUT2： 电流输出2。 RFB： 反馈电阻端，即运算放大器的反馈电阻端，电阻(15 kΩ)已固化在芯片中。DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，RFB即为运算放大器的反馈电阻 VREF： 基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10～+10 V。基准电压决定D/A转换器的输出电压范围，例如，若VREF接+10 V，则输出电压范围是0～-10 V。 DGND： 数字地 AGND： 模拟地 D/A转换器与单片机的接口是数字量输出接口，与并行I/O输出接口一样，必须通过数据锁存器挂到数据总线上。 D/A转换有一个过程，所需要的时间称为建立时间，不同D/A转换芯片的建立时间各不相同，从几纳秒到几微秒不等。 转换时，单片机通过指令送出的数据仅在总线上存在很短的时间，如80C51只有1个机器周期左右，因此必须在单片机与D/A转换器之间加入数据锁存器，先把单片机送出的数据放在锁存器中保存，供转换器使用。 许多D/A转换器芯片自带锁存器。 所谓单缓冲连接方式，就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个(多为DAC寄存器)处于直通状态，另一个处于受控的锁存状态。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出，或虽是多路模拟量输出但并不要求输出同步的情况下，就应当采用单缓冲方式。其连接如下图所示。 【例】锯齿波的生成。可通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现，其电路连接如下： 假定输入寄存器地址为5000H，则程序清单如下： ORG 8000H AJMP DASAW ORG 8200H DASAW:MOV DPTR, #5000H ;输入寄存器地址 MOV R0, #00H ;转换初值 WW: MOV A, R0 MOVX @DPTR, A ;D/A转换 INC R0 ;转换值增量 NOP ;延时 NOP NOP AJMP WW 所谓双缓冲连接方式，就是把DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器都接成受控锁存方式。在多路D/A转换中，如果要求同步输出，就应当采用双缓冲连接方式。DAC0832的双缓冲方式连接如下图所示。 【例】XY绘图仪由X、Y两个方向的步进电机驱动，其中一个电机控制绘笔沿X轴方向运动，另一个电机控制绘笔沿Y轴方向运动。因此，对XY绘图仪的控制就有两点基本要求： 一是需要两路D/A转换器分别给X通道和Y通道提供驱动信号，驱动绘图笔沿XY轴作平面运动；二是两路模拟信号要保证同步输出，以使绘制出的曲线光滑。否则，绘制出的曲线就会呈台阶状。 单片机控制下的X-Y绘图仪输出 在使用单片机控制绘图仪时，要使用两片DAC0832，并采用双缓冲方式连接，如右图所示。 电路中以译码法产生地址。两片DAC0832共占据3个单元地址，其中两个输入寄存器各占一个地址，而两个DAC寄存器则合用一个地址。 假定X方向DAC0832输入寄存器的地址为F0H，Y方向DAC0832输入寄存器的地址为F1H，两个DAC寄存器公用地址为F2H。X坐标数据存于Data单元中，Y坐标数据存于Data＋1单元中。则绘图仪的驱动程序为： MOV R1, #DATA ;X坐标数据单元地址 MOV R0, #0F0H ;X向输入寄存器地址 MOV A, @R1 ;X坐标数据送A MOVX @