_單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)

1、第第8 8章章 單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù) 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)n掌握單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤原理及接口技術(shù)掌握單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤原理及接口技術(shù)n掌握單片機(jī)擴(kuò)展掌握單片機(jī)擴(kuò)展LEDLED顯示器原理及接口技術(shù)顯示器原理及接口技術(shù)n掌握單片機(jī)擴(kuò)展掌握單片機(jī)擴(kuò)展LCDLCD顯示器原理及接口技術(shù)顯示器原理及接口技術(shù)n掌握常用掌握常用ADAD轉(zhuǎn)換器原理及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器原理及接口技術(shù)n掌握常用掌握常用DADA轉(zhuǎn)換器原理及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器原理及接口技術(shù)n掌握單片機(jī)擴(kuò)展開關(guān)量原理及接口技術(shù)掌握單片機(jī)擴(kuò)展開關(guān)量原理及接口技術(shù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容第第8 8章章單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù) 8.1 8.1

2、 人機(jī)接口技術(shù)人機(jī)接口技術(shù) 8.1.1 8.1.1 鍵盤及接口鍵盤及接口 8.1.2 LED8.1.2 LED顯示器及接口顯示器及接口 8.1.3 LCD8.1.3 LCD顯示器及接口顯示器及接口 8.2 A/D8.2 A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 8.2.1 A/D8.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 8.2.2 ADC0809 A/D8.2.2 ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換器芯片 8.2.3 ADC08098.2.3 ADC0809與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 8.2.4 ADC08098.2.4 ADC0809應(yīng)用應(yīng)用88路巡回檢測系統(tǒng)路巡回檢測系統(tǒng)主要內(nèi)

3、容主要內(nèi)容第第8 8章章 單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)8.3 D/A8.3 D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 8.3.1 D/A8.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 8.3.2 8.3.2 并行輸入并行輸入D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC0832DAC0832 8.3.3 DAC0832 8.3.3 DAC0832與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口8.4 8.4 開關(guān)量接口開關(guān)量接口 8.4.1 8.4.1 通道的隔離通道的隔離 8.4.2 8.4.2 開關(guān)量輸入接口開關(guān)量輸入接口 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口第第8 8章章 單片機(jī)典型外

4、圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口 鍵盤是一組常開型按鈕開關(guān)按鍵的集合，平時鍵的二個鍵盤是一組常開型按鈕開關(guān)按鍵的集合，平時鍵的二個觸點處于斷開（開路）狀態(tài)，按下鍵時它們才閉合（短路）。觸點處于斷開（開路）狀態(tài)，按下鍵時它們才閉合（短路）。鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，鍵盤鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，鍵盤上閉合鍵的識別是由專用硬件實現(xiàn)的，稱為編碼鍵盤，靠軟上閉合鍵的識別是由專用硬件實現(xiàn)的，稱為編碼鍵盤，靠軟件實現(xiàn)的稱為非編碼鍵盤。件實現(xiàn)的稱為非編碼鍵盤。 編碼式鍵盤是一種內(nèi)部帶有硬件編碼器的通用鍵盤，根編碼式鍵盤是一種

5、內(nèi)部帶有硬件編碼器的通用鍵盤，根據(jù)所按的鍵輸出相應(yīng)的編碼，這種鍵盤工作可靠，不花費據(jù)所按的鍵輸出相應(yīng)的編碼，這種鍵盤工作可靠，不花費CPUCPU的額外時間，和微型計算機(jī)接口也比較方便，并己有一些可的額外時間，和微型計算機(jī)接口也比較方便，并己有一些可編程專用接口芯片可供選用。非編碼鍵盤只簡單地提供行和編程專用接口芯片可供選用。非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實用，較多列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中。下面將重地應(yīng)用于單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中。下面將重點介紹非編碼鍵盤接口。點介紹非編碼鍵盤接

6、口。 8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口 1.1.按鍵抖動及去抖按鍵抖動及去抖 按鍵開關(guān)通常為機(jī)械彈性式開關(guān)，在按下或釋按鍵開關(guān)通常為機(jī)械彈性式開關(guān)，在按下或釋放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，機(jī)械觸點通常伴放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，機(jī)械觸點通常伴隨有一定的機(jī)械抖動，然后其觸點才能穩(wěn)定下來。隨有一定的機(jī)械抖動，然后其觸點才能穩(wěn)定下來。其抖動過程如圖其抖動過程如圖8-28-2所示。抖動的時間長短由按鍵開所示。抖動的時間長短由按鍵開關(guān)的機(jī)械特性及按鍵的人為因素決定，一般為關(guān)的機(jī)械特性及按鍵的人為因素決定，一般為520ms520ms。 8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口 1.1.按鍵抖動

7、及去抖按鍵抖動及去抖 在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，如果處理不當(dāng)在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，如果處理不當(dāng)會引起一次按鍵被誤處理多次，導(dǎo)致判斷出錯。為了確保會引起一次按鍵被誤處理多次，導(dǎo)致判斷出錯。為了確保CPUCPU對鍵的一次閉合僅作一次處理，則必須消除按鍵抖動。對鍵的一次閉合僅作一次處理，則必須消除按鍵抖動。 消除按鍵抖動就是要在鍵閉合穩(wěn)定時取鍵狀態(tài)，而一般消除按鍵抖動就是要在鍵閉合穩(wěn)定時取鍵狀態(tài)，而一般是判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。消除鍵抖動可從硬件、軟是判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。消除鍵抖動可從硬件、軟件兩方面予以考慮。通常在按鍵較少時，可采用硬件去抖，件兩方面予以考慮。通

8、常在按鍵較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)按鍵較多時，采用軟件去抖。而當(dāng)按鍵較多時，采用軟件去抖。 8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口 2.2.獨立式鍵盤及接口獨立式鍵盤及接口 獨立式鍵盤是直接用獨立式鍵盤是直接用I/OI/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根鍵單獨占用一根I/OI/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/OI/O口線的狀態(tài)。口線的狀態(tài)。圖圖8-48-4所示為一種簡單的鍵盤結(jié)構(gòu)，圖中電路為查詢方式電路。當(dāng)任何一所示為一種簡單的鍵盤結(jié)構(gòu)，圖中電路為查詢方式電路。當(dāng)任何一個鍵按下，則與之相連的輸入

9、數(shù)據(jù)線即被置為低電平，而平時該輸入線個鍵按下，則與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被置為低電平，而平時該輸入線的狀態(tài)為高電平。的狀態(tài)為高電平。 8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口3.3.矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤及其接口 矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點上，如圖叉點上，如圖8-58-5所示為教學(xué)實驗板中用所示為教學(xué)實驗板中用P2P2口實現(xiàn)的口實現(xiàn)的4 4 4 4矩陣矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)圖。式鍵盤結(jié)構(gòu)圖。 8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口3.3.矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤及其接口 對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，

10、對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，根據(jù)與按鍵相連的行線和列線的位置就能判斷按下的鍵在矩根據(jù)與按鍵相連的行線和列線的位置就能判斷按下的鍵在矩陣中的位置。若分別對行號和列號進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將陣中的位置。若分別對行號和列號進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個字節(jié)，高兩值合成一個字節(jié)，高4 4位是行號，低位是行號，低4 4位是列號。位是列號。若已知按鍵的行、列號，可根據(jù)如下公式采用計算法轉(zhuǎn)換按若已知按鍵的行、列號，可根據(jù)如下公式采用計算法轉(zhuǎn)換按鍵的鍵號：鍵號（值）鍵的鍵號：鍵號（值）= =行號每行的按鍵個數(shù)行號每行的按鍵個數(shù)+ +列號列號 4 4 4 4矩陣鍵盤矩陣鍵盤第第0 0列列第

11、第1 1列列第第2 2列列第第3 3列列第第3 3行行C CD DE EF F第第2 2行行08080909A AB B第第1 1行行0404050506060707第第0 0行行0000010102020303void keyscan()void keyscan();/;/定義行號、列號變量定義行號、列號變量 char lnum,rnumchar lnum,rnum / /全列置全列置0 0，全行掃描，全行掃描 P2=0 x0F; P2=0 x0F; / /判斷有無按鍵按下判斷有無按鍵按下if(P2&0 x0F)!=0 x0F) if(P2&0 x0F)!=0 x0F) / /有鍵按下延時消

12、抖處理有鍵按下延時消抖處理 delay(10); delay(10); if(P2&0 x0F)!=0 x0F) if(P2&0 x0F)!=0 x0F) / /* *- -以下確定行號以下確定行號- -* */ / if(P2=0 x07)lnum=3; if(P2=0 x07)lnum=3;if(P2=0 x0B)lnum=2;if(P2=0 x0B)lnum=2;if(P2=0 x0D)lnum=1;if(P2=0 x0D)lnum=1;if(P2=0 x0E)lnum=0;if(P2=0 x0E)lnum=0; / /* *以下確定列號以下確定列號* */ /P2=0 xF0; /P2

13、=0 xF0; /全行置全行置0 0，全列掃描，全列掃描 if(P2&0 xF0)!=0 xF0)if(P2&0 xF0)!=0 xF0) if(P2=0 xE0)rnum=0; if(P2=0 xE0)rnum=0; if(P2=0 xD0)rnum=1; if(P2=0 xD0)rnum=1; if(P2=0 xB0)rnum=2; if(P2=0 xB0)rnum=2; if(P2=0 x70)rnum=3; if(P2=0 x70)rnum=3; keysnum=lnum keysnum=lnum* *4+rnum;4+rnum; return(keysnum); return(key

14、snum); void delayms(uchar x)void delayms(uchar x) uchar j; uchar j; while(x-)!=0) while(x-)!=0) for(j=0;j125;j+) ; for(j=0;j125;j+) ; 編程掃描方式程序編程掃描方式程序8.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口3.矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤及其接口8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口3.3.矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤及其接口 實際使用鍵盤時常采用實際使用鍵盤時常采用定時掃描鍵盤的方式，它利定時掃描鍵盤的方式，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時器產(chǎn)生用單片機(jī)內(nèi)部的定時器產(chǎn)生一定時間

15、（例如一定時間（例如10ms10ms）的定）的定時間隔，當(dāng)定時時間到就產(chǎn)時間隔，當(dāng)定時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷，生定時器溢出中斷，CPUCPU響應(yīng)響應(yīng)中斷時對鍵盤進(jìn)行掃描取鍵中斷時對鍵盤進(jìn)行掃描取鍵值，以響應(yīng)鍵輸入請求。值，以響應(yīng)鍵輸入請求。 定時掃描方式程序流程圖定時掃描方式程序流程圖8.1.18.1.1鍵盤及接口鍵盤及接口3.3.矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤及其接口 采用上述兩種鍵盤掃描方式采用上述兩種鍵盤掃描方式時，無論是否有按鍵按下，時，無論是否有按鍵按下，CPUCPU都要定時掃描鍵盤，而按鍵按下都要定時掃描鍵盤，而按鍵按下往往不是經(jīng)常會發(fā)生的事件，這往往不是經(jīng)常會發(fā)生的事件，這樣樣

16、CPUCPU對鍵盤會時常進(jìn)行空掃描。對鍵盤會時常進(jìn)行空掃描。為進(jìn)一步提高為進(jìn)一步提高CPUCPU工作效率，可工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下：當(dāng)無鍵按下時，過程如下：當(dāng)無鍵按下時，CPUCPU處理自己的工作，當(dāng)鍵盤上有鍵處理自己的工作，當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時才產(chǎn)生一個外部中斷申請，閉合時才產(chǎn)生一個外部中斷申請，CPUCPU響應(yīng)鍵盤中斷申請，在中斷響應(yīng)鍵盤中斷申請，在中斷服務(wù)程序中掃描并判別鍵盤上閉服務(wù)程序中掃描并判別鍵盤上閉合的鍵號，再作相應(yīng)的處理。合的鍵號，再作相應(yīng)的處理。 中斷掃描方式8.1.2LED8.1.2LED顯示器及接口顯示器及接口 1.1.

17、靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式 靜態(tài)顯示方式就是當(dāng)顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定靜態(tài)顯示方式就是當(dāng)顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止，直到顯示另一個字符為止。這種顯示方式每一個七段地導(dǎo)通或截止，直到顯示另一個字符為止。這種顯示方式每一個七段LEDLED顯顯示器需要一個示器需要一個8 8位鎖存器輸出口控制段選位，各位選位連在一起固定接低電位鎖存器輸出口控制段選位，各位選位連在一起固定接低電平（共陰極時）或接高電平（共陽極時平（共陰極時）或接高電平（共陽極時).).8.1.2LED8.1.2LED顯示器顯示器及接口及接口 2.2.動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式 動態(tài)顯示方式

18、是采動態(tài)顯示方式是采用分時的方法輪流點亮用分時的方法輪流點亮各位顯示器，每一位顯各位顯示器，每一位顯示器間隔一定的時間輪示器間隔一定的時間輪流點亮一次。通常，將流點亮一次。通常，將七段七段LEDLED顯示器的所有顯示器的所有段選位并聯(lián)在一起，由段選位并聯(lián)在一起，由一個一個8 8位位I/OI/O口控制（稱口控制（稱為數(shù)據(jù)口或字形口），為數(shù)據(jù)口或字形口），而共陰極或共陽極的公而共陰極或共陽極的公共端分別由相應(yīng)的共端分別由相應(yīng)的I/OI/O口控制（稱為掃描口或口控制（稱為掃描口或字位口）。字位口）。 8.1.3LCD8.1.3LCD顯示器及接口顯示器及接口 n1 1）筆段型。）筆段型。筆段型是以筆段

19、式顯示像素組成一個字符顯筆段型是以筆段式顯示像素組成一個字符顯示位。該類型主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字母示位。該類型主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字母或某些字符。這種段型顯示通常有六段、七段、八段、九或某些字符。這種段型顯示通常有六段、七段、八段、九段、十四段和十六段等，在形狀上總是圍繞數(shù)字段、十四段和十六段等，在形狀上總是圍繞數(shù)字“8”8”的結(jié)的結(jié)構(gòu)變化，其中以七段顯示最常用，廣泛用于電子表、數(shù)字構(gòu)變化，其中以七段顯示最常用，廣泛用于電子表、數(shù)字儀表、筆記本計算機(jī)中。儀表、筆記本計算機(jī)中。n2 2）點陣字符型。）點陣字符型。點陣字符型是以點陣快組成一個字符顯點陣字符型是以點陣快組

20、成一個字符顯示位，專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶顯示位，專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶顯示模塊。在電極圖形設(shè)計上它是由若干個示模塊。在電極圖形設(shè)計上它是由若干個 5 5 8 8或或 5 51010點陣組成，每一個點陣顯示一個字符。這類模塊廣泛應(yīng)用點陣組成，每一個點陣顯示一個字符。這類模塊廣泛應(yīng)用于尋呼機(jī)、大哥大電話、電子筆記本等類電子設(shè)備中。于尋呼機(jī)、大哥大電話、電子筆記本等類電子設(shè)備中。n3 3）點陣圖形型。）點陣圖形型。點陣圖形型是在整個顯示區(qū)域形成矩陣點陣圖形型是在整個顯示區(qū)域形成矩陣形式的點陣，這類液晶顯示器可廣泛用于圖形顯示如游戲形式的點陣，這類液晶顯示器可廣

21、泛用于圖形顯示如游戲機(jī)、筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。機(jī)、筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。8.1.3LCD8.1.3LCD顯示器及接口顯示器及接口 點陣字符式點陣字符式LCDLCD模塊的引腳模塊的引腳 引引 線線 號號引引 腳腳 名名名名 稱稱功功 能能1 1VssVss接地接地0V0V2 2VDDVDD電路電源電路電源5V5V10%10%3 3VEEVEE液晶驅(qū)動電壓液晶驅(qū)動電壓 保證保證VDD-VDD-VEE=4.55VVEE=4.55V電壓差電壓差4 4RSRS寄存器選擇信寄存器選擇信號號H:H:數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器 L:L:指令寄指令寄存器存器5 5R/WR/W讀讀/ /寫信號寫信號H:

22、H:讀讀 L:L:寫寫6 6E E片選信號片選信號下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā), ,鎖存數(shù)據(jù)鎖存數(shù)據(jù)714714DB0DB7DB0DB7數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸1515A A背光電源正極背光電源正極接接+5V+5V1616K K背光電源負(fù)極背光電源負(fù)極接地接地8.1.3LCD8.1.3LCD顯示器及接口顯示器及接口 點陣字符式點陣字符式LCDLCD模塊的引腳模塊的引腳 其中其中RSRS是寄存器選擇信號，是寄存器選擇信號，R/WR/W是讀寫控制信號，數(shù)據(jù)是讀寫控制信號，數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器的讀寫控制邏輯關(guān)系寄存器和指令寄存器的讀寫控制邏輯關(guān)系 RSRSR/WR/W操操 作作0 00 0指令寄存器指

23、令寄存器(IR)(IR)寫入寫入0 01 1忙標(biāo)志和地址計數(shù)器讀出忙標(biāo)志和地址計數(shù)器讀出1 10 0數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器(DR)(DR)寫入寫入1 11 1數(shù)據(jù)寄存器讀出數(shù)據(jù)寄存器讀出 當(dāng)忙標(biāo)志為當(dāng)忙標(biāo)志為11時時, ,表明正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不能對指表明正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不能對指令或數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行寫入操作，要等內(nèi)部操作結(jié)束令或數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行寫入操作，要等內(nèi)部操作結(jié)束, ,即忙標(biāo)即忙標(biāo)志為志為00時才能進(jìn)行操作。時才能進(jìn)行操作。 8.1.3LCD8.1.3LCD顯示器及接口顯示器及接口 點陣字符式點陣字符式LCDLCD模塊的應(yīng)用模塊的應(yīng)用 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR1

24、6INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108031D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174LS373A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7774LS138VCC&11123456789101

25、112131414PINVCCDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7GNDVCCVOR/WERS10KHD44780接口8.1.3LCD8.1.3LCD顯示器及接口顯示器及接口 點陣字符式點陣字符式LCDLCD模塊的應(yīng)用模塊的應(yīng)用 主要內(nèi)容主要內(nèi)容第第8 8章章單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù) 8.1 8.1 人機(jī)接口技術(shù)人機(jī)接口技術(shù) 8.1.1 8.1.1 鍵盤及接口鍵盤及接口 8.1.2 LED8.1.2 LED顯示器及接口顯示器及接口 8.1.3 LCD8.1.3 LCD

26、顯示器及接口顯示器及接口 8.2 A/D8.2 A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 8.2.1 A/D8.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 8.2.2 ADC0809 A/D8.2.2 ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換器芯片 8.2.3 ADC08098.2.3 ADC0809與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 8.2.4 ADC08098.2.4 ADC0809應(yīng)用應(yīng)用88路巡回檢測系統(tǒng)路巡回檢測系統(tǒng)8.2.1A/D8.2.1A/D轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 A/D(Analog to Digital Converter)A/D(Analog to Digital Conver

27、ter)轉(zhuǎn)換器是一種用轉(zhuǎn)換器是一種用來將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字量的器件。模擬量來將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字量的器件。模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是聲、光、壓力、溫可以是電壓、電流等電信號，也可以是聲、光、壓力、溫度、濕度等隨時間連續(xù)變化的非電量的物理量。非電量的度、濕度等隨時間連續(xù)變化的非電量的物理量。非電量的模擬量可以通過合適的傳感器（如光電傳感器、壓力傳感模擬量可以通過合適的傳感器（如光電傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器）轉(zhuǎn)換成電信號。模擬量只有被轉(zhuǎn)換成數(shù)器、溫度傳感器）轉(zhuǎn)換成電信號。模擬量只有被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能被計算機(jī)采集、分析、計算。字量才能被計算機(jī)采集、分析、計

28、算。A/DA/D的種類很多，按的種類很多，按轉(zhuǎn)換原理可分為以下四種：計數(shù)式轉(zhuǎn)換原理可分為以下四種：計數(shù)式A/DA/D轉(zhuǎn)換器、雙積分式轉(zhuǎn)換器、雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器和并行式轉(zhuǎn)換器和并行式A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 目前最常用的是雙積分式目前最常用的是雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器。雙積分式轉(zhuǎn)換器。雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點是轉(zhuǎn)換精度高，抗轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價格便宜；但轉(zhuǎn)換速度較慢。因此這種轉(zhuǎn)換干擾性能好，價格便宜；但轉(zhuǎn)換速度較慢。因此這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高

29、的場合。另一種常用的器主要用于速度要求不高的場合。另一種常用的A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器是逐次逼近式的，逐次逼近式是逐次逼近式的，逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器是一種速度較快精轉(zhuǎn)換器是一種速度較快精度較高的轉(zhuǎn)換器。其轉(zhuǎn)換時間大約在幾微秒到幾百微秒之度較高的轉(zhuǎn)換器。其轉(zhuǎn)換時間大約在幾微秒到幾百微秒之間。間。 8.2.1A/D8.2.1A/D轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 1.A/D1.A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) n 分辨率分辨率n 量化誤差量化誤差n 轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換速率 8.2.2ADC0809 A/D8.2.2ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換器芯片 8.2.3

30、ADC08098.2.3 ADC0809與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 主要內(nèi)容主要內(nèi)容第第8 8章章 單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)單片機(jī)典型外圍接口技術(shù) 8.3 D/A8.3 D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 8.3.1 D/A8.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 8.3.2 8.3.2 并行輸入并行輸入D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC0832DAC0832 8.3.3 DAC0832 8.3.3 DAC0832與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口 8.4 8.4 開關(guān)量接口開關(guān)量接口 8.4.1 8.4.1 通道的隔離通道的隔離 8.4.2 8.4.2 開關(guān)量輸入接口開關(guān)量輸

31、入接口 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口 8.3.1 D/A 8.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 1.DA1.DA轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)n 分辨率分辨率 n 建立時間建立時間n 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度n 輸出電壓范圍輸出電壓范圍 8.3.2 8.3.2 并行輸入并行輸入D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC0832DAC0832 8.3.3 DAC08328.3.3 DAC0832與與5151單片機(jī)的接口單緩沖方式單片機(jī)的接口單緩沖方式 8.3.3 DAC0832 8.3.3 DAC0832與與5151單片機(jī)的接口雙緩沖方式單片機(jī)的接口雙緩沖方式 主要內(nèi)容主

32、要內(nèi)容第第8 8章章 單片機(jī)典型外圍接口技單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)術(shù)8.3 D/A8.3 D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 8.3.1 D/A8.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的概述轉(zhuǎn)換器的概述 8.3.2 8.3.2 并行輸入并行輸入D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC0832DAC0832 8.3.3 DAC0832 8.3.3 DAC0832與與5151單片機(jī)的接口單片機(jī)的接口8.4 8.4 開關(guān)量接口開關(guān)量接口 8.4.1 8.4.1 通道的隔離通道的隔離 8.4.2 8.4.2 開關(guān)量輸入接口開關(guān)量輸入接口 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口8.4 8.4 開關(guān)量接口開關(guān)量

33、接口 8.4.1 8.4.1 通道的隔離通道的隔離 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，為防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁的干擾或工頻在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，為防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁的干擾或工頻電壓通過通道串入到測控系統(tǒng)，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，一般電壓通過通道串入到測控系統(tǒng)，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，一般需要采用通道隔離技術(shù)，把單片機(jī)系統(tǒng)與干擾源隔開。通道需要采用通道隔離技術(shù)，把單片機(jī)系統(tǒng)與干擾源隔開。通道的隔離常用光藕合器件來實現(xiàn)。的隔離常用光藕合器件來實現(xiàn)。 8.4.2 8.4.2 開關(guān)量輸入接口開關(guān)量輸入接口1.1.撥碼開關(guān)與單片機(jī)的接口撥碼開關(guān)與單片機(jī)的接口 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口 開關(guān)量輸出是通過單片機(jī)的開

34、關(guān)量輸出是通過單片機(jī)的I/OI/O口或擴(kuò)展口或擴(kuò)展I/OI/O口輸出的，口輸出的，以控制外部對象處于以控制外部對象處于“開開”或或“關(guān)關(guān)”的狀態(tài)。在對外部設(shè)備的狀態(tài)。在對外部設(shè)備進(jìn)行控制時，控制狀態(tài)一般需要保持到下一個新狀態(tài)值給出進(jìn)行控制時，控制狀態(tài)一般需要保持到下一個新狀態(tài)值給出為止，所以一般需要增加為止，所以一般需要增加74LS27374LS273、74LS37374LS373等器件作為開關(guān)等器件作為開關(guān)量輸出鎖存器。另外，由于鎖存器的驅(qū)動能力有限，一般不量輸出鎖存器。另外，由于鎖存器的驅(qū)動能力有限，一般不足以驅(qū)動功率開關(guān)（如繼電器等），因此，經(jīng)常需要在鎖存足以驅(qū)動功率開關(guān)（如繼電器等），

35、因此，經(jīng)常需要在鎖存器后配接具有足夠驅(qū)動能力的輸出驅(qū)動電路。器后配接具有足夠驅(qū)動能力的輸出驅(qū)動電路。 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口1.1.小功率直流負(fù)載驅(qū)動電路小功率直流負(fù)載驅(qū)動電路 小功率直流負(fù)載主要有發(fā)光二極管、小功率直流負(fù)載主要有發(fā)光二極管、LEDLED數(shù)碼顯示器、小數(shù)碼顯示器、小功率繼電器和晶閘管等器件，要求提供功率繼電器和晶閘管等器件，要求提供5-40 mA5-40 mA的驅(qū)動電流。的驅(qū)動電流。通常采用小功率三極管（如通常采用小功率三極管（如90129012，90139013，90149014等）和集成電等）和集成電路（如路（如75451, 74LS24575451, 74LS245和和SN75466SN75466等）作驅(qū)動電路。等）作驅(qū)動電路。 8.4.3 8.4.3 開關(guān)量輸出接口開關(guān)量輸出接口2.2.中功率直流負(fù)載驅(qū)動電路中功率直流負(fù)載驅(qū)動電路 這類電路常用于驅(qū)動功率較大的繼電器和電磁開關(guān)等控這類電路常用于驅(qū)動功率較大的繼電器和電磁開關(guān)等控制對象，要求能提供制對象，要求能提供50-500 mA50-500 mA的電流驅(qū)動能力，可以采用達(dá)的電流驅(qū)動能力，可以采用達(dá)林頓管、中功率三極管來驅(qū)動。常用的達(dá)林頓管有林頓管、中功率三極管來驅(qū)動。常用的達(dá)林頓管有MC1412,