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第二章 微型计算机接口技术 2.1 D/A转换器 2.2 MCS-51和D/A转换器的接口 2.3 A/D转换器 2.4 MCS-51和A/D转换器的接口 2.5 数据的采样及保持 2.6 常用输出驱动电路 在微机的各种接口中，完成外设信号到微机所需数字信号转换的，称为模拟∕数字转换（A/D转换）器；完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的，称为数字∕模拟转换（D/A转换）器。 D/A转换器（Digital to Analog Converter）是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件；A/D转换器（Analog to Digital Converter）则相反，它能把模拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中，经常要用到A/D和D/A转换器。它们的功能及在实时控制系统中的地位，如图2-1所示。 2.1 D/A转换器 2.1.1 D/A转换器的原理 2.1.2 D/A转换器的性能指标 2.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832 2.1.1 D/A转换器的原理 D/A转换器有并行和串行两种，在工业控制中，主要使用并行D/A转换器。D/A转换器的原理可以归纳为“按权展开，然后相加”。因此，D/A转换器内部必须要有一个解码网络，以实现按权值分别进行D/A转换。 解码网络通常有两种：二进制加权电阻网络和T型电阻网络。 为了说明T型电阻网络的工作原理，现以四位D/A转换器为例加以讨论，如图2-2所示。 2.1.2 D/A转换器的性能指标 1. 分辨率 2. 转换精度 3. 偏移量误差 4. 建立时间 2.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832 1. DAC0832内部结构 2. 引脚功能 3. DAC0832的技术指标 1. DAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成，如图2-3所示。 2. 引脚功能 DAC0832芯片为20引脚，双列直插式封装。其引脚排列如图2-4所示。 （1）数字量输入线D7~D0（8条） （2）控制线（5条） （3）输出线（3条） （4）电源线（4条） 3. DAC0832的技术指标 DAC0832的主要技术指标： （1）分辨率 8位 （2）电流建立时间 1μS （3）线性度（在整个温度范围内）8、9或10位 （4）增益温度系数 0．0002％ FS/℃ （5）低功耗 20mW （6）单一电源 +5 ~ +15V 因DAC0832是电流输出型D/A转换芯片，为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，Rf为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图2-5所示。 2.2 MCS-51和D/A转换器的接口 2.2.1 DAC0832的应用 2.2.2 MCS-51和8位DAC的接口 2.2.3 MCS-51和12位DAC的接口 2.2.1 DAC0832的应用 1. 单极性输出 2. 双极性输出 1. 单极性输出 在需要单极性输出的情况下，可以采用图2-6所示接线。 2. 双极性输出 在需要双极性输出的情况下，可以采用图2-7所示接线。 图2-7中，运算放大器OA2的作用是将运算放大器OA１的单向输出转变为双向输出。表达式（2-3）的比例关系可以用图2-8来表示。 2.2.2 MCS-51和8位DAC的接口 1. 直通方式 2. 单缓冲方式 3. 双缓冲方式 1. 直通方式 2. 单缓冲方式 所谓的单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图2-9所示。 例2.1 DAC0832用作波形发生器。试根据图2-9接线，分别写出产生锯齿波、三角波和方波的程序，产生的波形如图2-10所示。 解：由图2-9可以看出，DAC0832采用的是单缓冲单极性的接线方式，它的选通地址为7FFFH。 锯齿波程序： ORG 0000H MOV DPTR，#7FFFH ；输入寄存器地址 CLR A ；转换初值 LOOP： MOVX @DPTR，A ；D/A转换 INC A ；转换值增量 NOP ；延时 NOP NOP SJMP LOOP END 三角波程序： ORG 0100H CLR A MOV DPTR，#7FFFH DOWN： MOVX @DPTR，A ；线性下降段 INC A JNZ DOWN MOV A，#0FEH ；置上升阶段初值 UP： MOVX @DPTR，A ；线性上升段 DEC A JNZ UP SJMP DOWN