[信息与通信]第七章外围电路设计.ppt

本章小结 单片机I/O口直接应用 通过并行总线扩展I/O口 8255A可编程并行I/O口扩展芯片 8155可编程I/O口扩展芯片 单片机键盘接口技术 单片机LED显示器接口技术 DAC接口技术 ADC接口技术 * * ACALL 5 A,R3 7.7 DAC 接口 电源 - + 数字输入 参考电源 电流输出 I0 I0 输入二进制数，输出为电压或电流，大多数情况是电流 内部无锁存器：DAC800(8) AD7520(10) AD7521(12) 内部有锁存器：DAC0832 DAC1230 AD7542 AD9549 D/A转换器的主要性能指标 1、分辨率 分辨率是指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。 分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS /2n。FS表示满量程输入值，n为二进制位数。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。 2、线性度 线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如±１％是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±１％以内。 3、绝对精度和相对精度 绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。绝对精度是由DAC的增益误差（当输入数码为全1时，实际输出值与理想输出值之差）、零点误差（数码输入为全０时，DAC的非零输出值）、非线性误差和噪声等引起的。绝对精度（即最大误差）应小于1个LSB。 相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度的百分比表示。 4、建立时间 建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需的时间。是描述D/A转换速率的一个动态指标。 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。 应当注意，精度和分辨率具有一定的联系，但概念不同。DAC的位数多时，分辨率会提高，对应于影响精度的量化误差会减小。但其它误差（如温度漂移、线性不良等）的影响仍会使DAC的精度变差。 7.7.2 D/A转换器的接口电路 1．数据线的连接 D/A转换器与单片机的数据线的连接主要考虑两个问题： 一是位数，当高于8位的D/A转换器与8位数据总线的MCS-51单片机接口时，MCS-51单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分时传送的格式和输出电压的“毛刺”问题； 二是D/A转换器有无输入锁存器的问题，当D/A转换器内部没有输入锁存器时，必须在单片机与D/A转换器之间增设锁存器或I/O接口。 2．地址线的连接 一般的D/A转换器只有片选信号，而没有地址线。这时单片机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器输出来控制D/A转换器的片选信号，也可由某一位I/O线来控制D/A转换器的片选信号。 3．控制线的连接 D/A转换器主要有片选信号、写信号及启动转换信号等，一般由单片机的有关引脚或译码器提供。 AD7520内部无锁存器代表： 分辨率 10位；建立时间 500ns；非线性 ±0.05%；参考电压 ± 15V；电源电压 +5V~+15V 80C51 P1.7 ~ P1.0 D8 ~ D1 Q8 ~ Q1 74HC273 D2 Q2 D1 Q1 P3.2 P3.1 P3.0 AD7520 DB9 ~ DB0 IOUT1 IOUT2 Rbf Vref 数字信号放在20H21H中 CLR P3.2 ；禁止所存器输出数据 MOV R0, #20H ；指向数据缓冲区 MOV A, @R0 ；取高8位数据 MOV P1, A ；输出高8位 INC R0 MOV A, @R0 ；取低2位数据 MOV P3, A ；输出低2位 SETB P3.2 ；产生上升沿，锁存输出数据 DAC0832芯片及其与单片机接口 DAC0832是使用非常普遍的８位D/A转换器，内部有锁存器，可以直接与单片机接口。 属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0