第8章--单片机典型外围接口技术.ppt

第二部分第八章单片机典型外围接口技术8.1A/D与单片机接口设计及应用8.2D/A与单片机接口设计及应用8.3V/F(电压－频率变换)与单片机接口设计8.4人机界面(键盘与数码显示)接口技术及应用（单片机与8279接口设计、编程及应用）8.5LCD（液晶）显示器接口设计及应用8.6微型打印机与单片机接口设计及应用程序设计8.1.1A/D概述 模数AD转换器是一种用来将连续的模拟信号转换成二进制数的器件。一个完整的A/D变换器通常包括这样的一些输入、输出信号：模拟输入信号和参考电压；数字输出信号；启动转换信号；转换结束信号；数据输出允许信号等。高速A/D一般还应有采样保持电路，以减少孔径误差（在A/D转换的孔径时间内，因输入模拟量的变动所引起输出的不确定性误差）。8.1.2A/D转换器的主要技术指标有：①分辨率:输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。通常用位数表示,对n位的A/D转换器,分辨率为满刻度电压的1/2n。②转换误差:指一个实际的A/D转换器量化值与一个理想的A/D转换器量化值之间的最大偏差，通常以最低有效位的倍数给出。转换误差和分辨率一起共同描述A/D转换器的转换精度。值得一提的是，转换误差或转换精度的概念在国内外不同的参考文献上含义或形式可能会有所不一样，读者在阅读时应该注意类别区别。③转换时间与转换速率:A/D转换器完成一次转换所需要的时间为A/D的转换时间。转换时间的倒数为转换速率，即1秒种完成转换的次数。8.1.4AD574的扩展接口AD574是逐位比较式12位模数转换器，转换时间小于25微秒，可以方便地与8位或16位单片机接口。其内部结构框图和引脚如图10.3所示。1）芯片引脚①与外围器件接口的引脚10VIN：0V～+10V的单极性或-5V～+5V的双极性输入线。20VIN：0V～+20V的单极性或-10V～+10V双极性输入线。REFOUT：片内基准电压输出线。REFIN：片内基准电压输入线。BIPOFF：极性调节线。模拟量从10VIN或20VIN输入，输入极性由REFIN，REFOUT和BIPOFF的外部电路确定。如图10.3所示，不论输入模拟量是单极性还是双极性，均按从小到大的顺序将输入模拟量变换为数字量000H～FFFH。对单极性的模拟量，0伏对应000H,最大电压值对应FFFH；对双极性的模拟量，负幅值对应0，0伏对应800H，正幅最大值对应FFFH如果把转换结果减去800H，可以得到与模拟量极性与大小对应的数字量。0-800H=800H(负幅值)，800H-800H=0（零值）FFFH-800H=7FFH（正幅值）②与单片机接口的引脚：12位转换方式或8位转换方式控制引脚。，12位转换结果同时输出到数据线上；，则根据A0的状态来确定输出是高8位或低4位有效。当A0＝0，读出高8位数据；当A0＝1，读出低4位数据。通常数据线低4位连接到数据线高4位上：片选线，低电平选通芯片。A0：端口地址线。启动转换时：A0＝0启动12位转换；A0＝1，启动8位转换；输出转换数据时：A0＝0输出高8位数据；A0＝1输出低4位数据。：读结果/启动转换线，高电平读结果，低电平启动转换。CE：芯片允许线，高电平允许转换。以上5个控制信号之间的组合逻辑关系如表10-1所示。STS：转换状态指示，转换开始变为高电平，转换结束后输出变为低电平。图8.4AT89C51与AD574A的接口电路AD574A控制信号功能组合表③电路设计说明：◆模拟输入量程与极性：0~10V单极性；◆译码方式即地址选择：74138的A,B,C输入：A15,A14,A13。采用部分译码方式，未用位取1为有效，则Y2为：010111111111111=AFH◆AD转换启动：CE=1,CS=0,R/C=0,A0=0，即写5FFFH:◆转换结束识别：中断方式INT1(STS送单片机的INT1)；◆数据输出方式：12/8＝0为字节输出方式；◆高8位读出：CE=1,CS=0,R/C=1,12/8=0,A0=0,即读5FFEH◆低4位读出：CE=1,CS=0,R/C=1,12/8=0,A0=1,即读5FFFH以中断方式为例，编程如下。 ORG 00