第6章A-D轉(zhuǎn)換和D-A轉(zhuǎn)換

1、第第6章章 顯示與鍵盤顯示與鍵盤 基于基于Keil和和Proteus 配套配套50例全部取自于本書項目和練習(xí)題，免費(fèi)下載例全部取自于本書項目和練習(xí)題，免費(fèi)下載 機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案張志良主編張志良主編 Email：單片機(jī)應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用 項目式教程項目式教程第第6章章 目錄目錄 C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備6.1 A-D轉(zhuǎn)換基本概念轉(zhuǎn)換基本概念6.2 ADC 0809芯片簡介芯片簡介項目項目18 并行并行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換任務(wù)任務(wù)18.1 80C51 ALE控制控制 0809并行并行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換任務(wù)任務(wù)18.2 虛擬虛擬CLK控制控制080

2、9 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備6.3 ADC 0832芯片簡介芯片簡介項目項目19 串行串行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換任務(wù)任務(wù)19.1 80C51 串行口控制串行口控制0832 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換任務(wù)任務(wù)19.2 虛擬虛擬CLK控制控制0832 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備6.4 D-A轉(zhuǎn)換基本概念轉(zhuǎn)換基本概念6.5 DAC 0832芯片簡介芯片簡介項目項目20 DAC 0832 D-A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備 6.1 A-D轉(zhuǎn)換基本概念轉(zhuǎn)換基本概念 將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過程稱為A-D轉(zhuǎn)換 設(shè)D為N位二進(jìn)制數(shù)字量，UA為電壓模擬量，UR

3、EF為參考電壓，無論A-D或D-A，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為： UA = DUREF / 2N （其中：D=D020+D121+ +DN-12N-1） A-D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo) 分辨率： UREF / 2N N為A-D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，N越大，分辨率越高 轉(zhuǎn)換時間 轉(zhuǎn)換時間越短，適應(yīng)輸入信號快速變化能力越強(qiáng) A-D轉(zhuǎn)換器分類轉(zhuǎn)換器分類 逐次逼近式 雙積分式 V-F變換式 轉(zhuǎn)換精度高，轉(zhuǎn)換時間較長，一般要4050ms 轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性強(qiáng)，便于長矩離傳送，價廉，但轉(zhuǎn)換速度偏低 轉(zhuǎn)換精度較高，速度較快，價格適中，目前種類最多、應(yīng)用最廣 IN0IN7：8路模擬信號輸入端。 ADDA、ADDB、

4、ADDC：3位地址碼輸入端。 CLK：外部時鐘輸入端。允許范圍為101280KHz 。 D0D7：A-D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)字量輸出端。 OE：A-D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。 ALE：地址鎖存允許信號輸入端。 START：啟動A-D轉(zhuǎn)換信號輸入端。 EOC：A-D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。 UREF（+）、UREF（-）：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。 VCC：正電源電壓（+5V）。GND：接地端。 6.2 ADC 0809芯片簡介芯片簡介 ADC 0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A-D轉(zhuǎn)換器 引腳功能引腳功能 74LS373Q0Q2輸出地址000111，選擇IN0IN7 A-D八路通道 ALE輸出fOSC/6，

5、用作0809CLK 寫0809時，WR和P2.7有效，全0出1，使START和ALE有效，且鎖定 A-D通道地址A0A2。 讀0809時， RD和P2.7均有效，全0出1，使 OE有效，允許讀0809A-D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC=1，反相后，觸發(fā)INT1中斷 典型連接電路典型連接電路 電路電路 任務(wù)任務(wù)18.1 80C51 ALE控制控制 0809并行并行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 電路左半部分是為了驗證和觀測A-D效果而添加的顯示電路，依次循環(huán)輸出8路A-D轉(zhuǎn)換結(jié)果。第0位顯示A-D通道號，加小數(shù)點(diǎn)以示分隔區(qū)別；后3位為A-D轉(zhuǎn)換值，單位（V）。右半部分是傳統(tǒng)經(jīng)典的ADC 0809 A-D轉(zhuǎn)換電路， 項目項

6、目18 并行并行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 程序程序 Keil 調(diào)試和調(diào)試和Proteus 虛擬仿真虛擬仿真 可打開本書配套的任務(wù)任務(wù)18.1 ，直接操作。 由于Proteus中的0809不起作用，用0808替代。且注意，0808引腳OUT8（編號17）是LSB，OUT1（編號21）是MSB，即0808輸出端OUT1OUT8對應(yīng)數(shù)據(jù)端D7D0，數(shù)據(jù)相位反。 任務(wù)任務(wù)18.2 虛擬虛擬CLK控制控制0809 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 0809 A-D轉(zhuǎn)換的CLK信號既可由80C51ALE提供，也可由80C51I/O端虛擬控制 。 電路電路 程序程序 Keil 調(diào)試和調(diào)試和Proteus 虛擬仿真虛擬仿真 可打開本書配

7、套的任務(wù)任務(wù)18.2 ，直接操作。 C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備6.3 ADC 0832芯片簡介芯片簡介 VDD：電源端，同時兼任UREF；VSS：接地端； CS：片選端，低電平有效；DI：數(shù)據(jù)信號輸入端；DO：數(shù)據(jù)信號輸出端；CLK：時鐘信號輸入端，低于600kHz；CH0、CH1：模擬信號輸入端（雙通道）； 任務(wù)任務(wù)19.1 80C51 串行口控制串行口控制0832 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 電路電路 程序程序 TXD發(fā)送時鐘信號輸入ADC0832 CLK端；RXD與DI、DO端連接在一起。根據(jù)ADC 0832特點(diǎn)，DI端在接收主機(jī)起始和通道配置信號后關(guān)斷，直至CS再次出現(xiàn)下跳變，DO端在

8、DI端有效期間始終處于三態(tài)，因此，DI端與DO端可與RXD端連接在一起，不會引起沖突。 項目項目19 串行串行A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 Keil 調(diào)試和調(diào)試和Proteus 虛擬仿真虛擬仿真 可打開本書配套的任務(wù)任務(wù)19.1 ，直接操作。 任務(wù)任務(wù)19.2 虛擬虛擬CLK控制控制0832 A-D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 電路電路 程序程序 P2.7片選ADC 0832；P2.6發(fā)送虛擬CLK信號；P2.5輸入輸出數(shù)據(jù)信號。其余條件和要求同任務(wù)19.1 。 Keil 調(diào)試和調(diào)試和Proteus 虛擬仿真虛擬仿真 可打開本書配套的任務(wù)任務(wù)19.2 ，直接操作。 C51編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備編程基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備6.4 D-A轉(zhuǎn)換基本概

9、念轉(zhuǎn)換基本概念 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的過程稱為D-A轉(zhuǎn)換。 基本概念基本概念 若T很短，1LSB也很小，曲線的臺階就很密，則模擬量曲線仍然可以看作是連續(xù)的。 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 相對分辨率：1/2N 數(shù)字量D與模擬量UA的關(guān)系： UA = DUREF / 2N （其中：D=D020+D121+ +DN-12N-1） 由于數(shù)字量不是連續(xù)的，其轉(zhuǎn)換后的模擬量自然也不會連續(xù)，同時由于計算機(jī)每次輸出數(shù)據(jù)和D-A轉(zhuǎn)換需要一定的時間，因此實際上D-A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量隨時間的變化曲線不是連續(xù)的，而是呈階梯狀， 6.5 DAC 0832芯片簡介芯片簡介 8位數(shù)字信號輸入端： DI0DI7 模擬信號輸出

10、端： IOUT1、IOUT2 5個控制端：WR1輸入寄存器寫選通 、 WR2DAC寄存器寫選通 XFER數(shù)據(jù)傳送控制 、輸入數(shù)據(jù)允許鎖存 ILE、CS片選 、 基準(zhǔn)電壓輸入端：UREF 反饋電流輸入端：RFB 正電源端： VCC；模擬地：AGND；數(shù)字地：DGND DAC 0832工作方式工作方式 DAC 0832內(nèi)部有二個寄存器，輸入信號要經(jīng)過這兩個寄存器，才能進(jìn)入D-A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D-A轉(zhuǎn)換。而控制這二個寄存器的控制信號有5個： DAC寄存器由 、 控制。WR2XFER輸入寄存器由ILE、 、 控制；WR1CS因此，用軟件指令控制這5個控制端，可實現(xiàn)三種工作方式： 直通工作方式 單緩沖工作方

11、式 雙緩沖工作方式 三種工作方式的區(qū)別是：直通方式不選通，直接D-A；單緩沖方式，一次選通；雙緩沖方式，二次選通。至于5個控制引腳如何應(yīng)用，可靈活掌握。 項目項目20 DAC 0832 D-A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 電路電路 程序程序 輸出鋸齒波波形 需要說明的是，單片機(jī)進(jìn)行D-A轉(zhuǎn)換時，有一個時間過程。因此，輸出鋸齒波從微觀上看并不連續(xù)，而是有臺階的鋸齒波。若臺階很?。〞r間過程很短），從宏觀上看相當(dāng)于一個連續(xù)的鋸齒波。臺階大小與程序有關(guān)。C51程序產(chǎn)生的臺階明顯大于匯編程序產(chǎn)生的臺階。因此，C51程序的實時控制性能劣于匯編程序。 Keil 調(diào)試和調(diào)試和Proteus 虛擬仿真虛擬仿真 可打開本書配套的項目項目20 ，直接操作。 第第6章章 A-D轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換和D-A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換項目18 并行A-D轉(zhuǎn)換任務(wù)18.1 80C51 ALE控制 0809并行A-D轉(zhuǎn)換任務(wù)18.2 虛擬CLK控制0809 A-D轉(zhuǎn)換項目19 串行A-D轉(zhuǎn)換任務(wù)19.1 80C51 串行口控制0832 A-D轉(zhuǎn)換任務(wù)19.2 虛擬CLK控制0832