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第六章数/模和模/数转换接口

数/模和模/数转换电路的概念在单片机的实时控制和智能仪表等应用系统中，被控制或被测量对象的有关变量，往?往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等物理量。这些模拟量必须转换?成数字量后才能输入到计算机进行处理。计算机处理的结果，也常常需要转换为模拟信?号，驱动相应的执行机构，实现对被控对象的控制。若输入是非电的模拟信号，还需通过?传感器转换成电信号。实现模拟量变换成数字量的设备称为模数转换器(A／D)，数字量转?换成模拟量的设备称为数模转换器(D／A)。

模数＼数模转换技术是数字测量和数字控制领域中的一个专门分支。在微电子技术已?取得巨大成果的今天，对那些具有明确应用目标的单片微机产品的设计人员来说，只需?要合理地选用商品化的大规模A／D、D／A电路器件，了解它们的功能和接口方法即可。具有模拟量输入和模拟量输出的MCS-51应?用系统结构

14.2.1DAC0832的引脚功能DAC0832是一典型的8位并行D/A转换器。为20引脚的双列直插式封装DAC0832内部主要由两个8位的寄存器和一个8位的D／A转换器及一些控制逻辑组成。其内部结构及引脚排列如下图所示。

DI0~DI7：8位数据输入引脚。逻辑电平与TIL兼容。ILE：输入数据锁存允许端，高电平有效。/CS：芯片片选输人端，低电平有效。/WR1：输入寄存器的写信号，低电平有效。当/CS、ILE及信号/WR1同时有效时，DI0~DI7的数据被锁存到输入寄存器。/XFER：数据传送控制器信号，低电平有效。/WR2：DAC寄存器的写信号，低电平有效。当/WR2和/XFER信号同时有效时，将输入寄存器中的内容锁存到DAC寄存器中。VREF：基准参考电压源输入端。电压范围：－10~+10VIOUT1：输出电流1。其值随转换的输入数据线性变化，输入数据为0FFH时，IOUT1输出最大，输入数据为00H时，IOUT1输出最小。IOUT2：输出电流2。RFB：芯片内部反馈电阻输入引脚，为使用外部运算放大器时提供反馈电阻。VCC：芯片工作电源电压。范围：+5~+15V。AGND：模拟地。模拟信号和基准电源的参考地。DGND：数字地。工作电源和数字逻辑地。

14.2.2DAC0832的工作方式1．直通工作方式当0832所有的控制信号(/CS、/WR1、/WR2、ILE、/XFER)都为有效时，两个寄存器处于直通状态，此时数据线的数字信号经两个寄存器直接进入D／A转换器进行转换并输出。此工作方式适用于连续反馈控制中。2．单缓冲工作方式单缓冲工作方式是使两个寄存器始终有一个(多为DAC寄存器)处于直通状态，另一个处于受控状态。如使/WR2=0和/XFER=0，或将/WR1与/WR2相连及/XFER与/CS相连，则DAC寄存器处于直通状态，输入寄存器处于受控状态。应用系统中如只有一路D／A转换，或有多路转换但不要求同步输出时，可采用单缓冲工作方式。3．双缓冲工作方式双缓冲工作方式是使输入寄存器和DAC寄存器都处于受控状态。这主要用于多路D／A转换系统以实现多路模拟信号的同步输出。例如有三个八位二进制数，分别先后进入三个DAC0832芯片的输入寄存器，这时若将三个DAC0832的DAC寄存器的锁存信号同时变为低电平（三个DAC0832的引脚/WR2、/XFER分别接在一起，即可达到此目的），则分别先后锁存在三个DAC0832芯片的输入寄存器中的数据同时打入其DAC寄存器，并随之进行数模转换，同时输出相应的模拟量。若三个DAC0832芯片的DAC寄存器处于直通状态，就无法控制三路模拟信号的同步输出。

14.3DAC0832与单片机的接口及应用图中为采用单缓冲工作方式的一路D／A输出与8051单片机的连接图。图中采用将芯片两级寄存器的控制信号并接的方式，即将DAC0832的/WR1和/WR2并接后与805l的/WR信号线相连，/CS和/XFER并接后与P2.7相连，并将ILE接高电平。在这种工作方式下，输入数据在控制信号的作用下，送入DAC寄存器，再经D／A转换输出一个与输入数据对应的模拟量。D／A转换器的基准电压VREF由稳压管上的电压分压后提供。图中运算放大器的作用将D／A转换器输出电流转换成电压输出。

D/A转换程序设计图中的接法是采用线选法把DAC0832当作8031扩展的一个并行I／O口，当P2.7=0时，则信号/CS和/XFER有效，当P3.6=0时，则信号/WR1和/WR2有效，将一个8位数据送入DAC0832完成转换的指令如下：#includereg51.h//包含头文件reg51.hsbitDA_CS=P2^7;//定义DA的CS端口sbitDA_WR=P3^6;//定义DA的WR端口voiddelayms(u