單片微型計算機與接口技術(shù)（第2版）第十章 接口

1、 10.1 單片機和并行D/A的接口 在前一章并行接口的擴展中，解決了數(shù)字量或開關(guān)量的檢測和控制，然而很多應(yīng)用系統(tǒng)中， 測控的對象是模擬量，計算機只能處理數(shù)字量，因此必須進行數(shù)字量和模擬量之間的轉(zhuǎn)換， 這就需要使用A/D或D/A接口。近年來，慢速的A/D轉(zhuǎn)換，多采用V/F（電壓/頻率）式A/D轉(zhuǎn)換器和F/V（頻率/電壓）式D/A轉(zhuǎn)換器等。 A/D和D/A接口又有串行接口和并行接口之分。本章主要介紹并行D/A轉(zhuǎn)換器，并行A/D 轉(zhuǎn)換器，V/F（電壓/頻率）轉(zhuǎn)換器、F/V（頻率/電壓）轉(zhuǎn)換器 A/D和D/A接口又有串行接口和并行接口之分。本章主要介紹并行D/A和A/D轉(zhuǎn)換接口。 D/A和A/D的技

2、術(shù)指標(biāo)包括以下幾方面：1.分辨率： 指數(shù)字量對應(yīng)于模擬量的分辨能力，通常用數(shù)字量的位數(shù)表示，如8位、10位、1 2位等，對n位的轉(zhuǎn)換器，分辨率為 。例如8位的轉(zhuǎn)換器分辨率1 LSB為1/2，用百分數(shù)表示為0.39%。對BCD碼的A/D轉(zhuǎn)換器用BCD碼的位數(shù)表示，如3位半的BCD碼A/D轉(zhuǎn)換，滿刻度輸出為1999，其分辨率為1/2000，用百分數(shù)表示為0.05%，相當(dāng)于二進制11位的A/D轉(zhuǎn)換器 。12n82.轉(zhuǎn)換精度：可用絕對精度和相對精度表示，絕對精度是理論值與實際值之間的偏差，而相 對精度是偏差相對于滿量程的百分比。3.轉(zhuǎn)換時間：完成一次數(shù)字量和模擬量之間轉(zhuǎn)換所需要的時間。4.量化誤差：有

3、限數(shù)字對模擬值進行離散取值(量化)而引起的誤差，理論值為1/2LSB。5.量程：轉(zhuǎn)換模擬電壓的范圍。 DAC0832是八位的D/A轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有兩個數(shù)據(jù)緩沖器：輸入寄存器和 DAC 寄存器，兩控制端LE1和LE2分別受I LE、CS、WR1和WR2、XFER的控制。DI0DI7為數(shù)據(jù)輸入線，轉(zhuǎn)換結(jié)果 從IOUT1、IOUT2以模擬電流形式輸出。 當(dāng)輸入數(shù)字為全“1”，IOUT1最大，全“0” 其IOUT1值最小，IOUT1和IOUT2之和為常數(shù)，當(dāng)希望輸出模擬電壓時需外接運算放大 器進行 I / V轉(zhuǎn)換。下圖中DAC0832接成單緩沖形式和單片機接口，運算放大器組成的模擬電壓輸出電路，完成電流

4、到電壓的轉(zhuǎn)換。10.1 并行 D/A轉(zhuǎn)換器tP0P2.7IOUT1IOUT2VREFREF+-XFERCSWR1WR2VCCILED0-D7V0WRAGNDDGND+5V-5V89C51DAC0832 MOV DPTR，#7FFFHDA1：MOV R0 ，#00H DA2：MOV A，R0 MOVX DPTR， A INC R0 ACALL TIMER AJMP DA2TIMER為延時子程序 單片機執(zhí)行以下匯編程序可在輸出端得到鋸齒波電壓信號, 圖中0832地址為7FFFH ; 。 ADC0809是逐次逼近型八位A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有八路模擬開關(guān)，可對八路模擬電壓量實現(xiàn)分時轉(zhuǎn)換。典型轉(zhuǎn)換速度10

5、0s 。片內(nèi)帶有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機的數(shù)據(jù)總線相連接 。 ADC0809的引腳見圖，其信號意義如下： CLK 時鐘信號，典型值為500640KHZVREF+、VREF- 基準電壓輸入，通常 VREF+ 接5V、VREF- 接地 ALE 地址鎖存允許，其上升緣鎖存 ADDCADDA的地址信號 10。2單片機和并行A / D轉(zhuǎn)換器的接口ALEADDAADDBADDCSTARTEOCD0D7OECLK VREF+ VREF-VCCIN0IN7GNDADC0809 START A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，上升緣啟動A/D轉(zhuǎn)換。 EOC 轉(zhuǎn)換完成信號，啟動轉(zhuǎn)換后，EOC輸出低電平，轉(zhuǎn)換完成后輸出高電平

6、。該信號可用作向單片機提出中斷申請，或者作為查詢信號。 OE 數(shù)字量輸出允許信號，該引腳輸入高電平時，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量從D0D7腳輸出。 IN0IN7 模擬電壓輸入，八個引腳可分別接八路模擬信號。 ADDA、ADDB、ADDC 通道選擇信號，其輸入電平的組合選擇模擬通道IN0IN7之一 ： ADDC、ADDB 、ADDA 模擬通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 1 1 1 IN7 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC根據(jù)不同的方式和單片機的 連結(jié)方式不同， 采用延時方式 EOC懸空，在啟動轉(zhuǎn)換后延時 100 s，再讀轉(zhuǎn)換結(jié)果； 采用查詢方式時，可將EOC接并行口(P1或P3)的 某線，檢測EOC變高后，

7、再讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果。 采用中斷方式可將EOC經(jīng)非門反相接到單片機的 中斷請求端，一旦轉(zhuǎn)換完成EOC變?yōu)楦唠娖剑?8XX51提出中斷請求，進入中斷服務(wù)后讀入轉(zhuǎn)換 結(jié)果。如圖10.12是一個中斷方式的接口電路。圖10.12 ADC0809和8XX51的連結(jié)ALE2731D0D7Q0Q1Q2373G1INT1P08XX51RDWRCLKQALEDQALEADDAADDBADDCSTARTEOCD0D7OECLKIN0IN7VREF+VREF-VCCGNDADC080988P2.7+5V11 主程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H ；INT1中斷入口地址 LJMP INT1 ORG 0030H MAIM：MOV R0，#60H ；置數(shù)據(jù)存儲區(qū)首址 MOV R2，#08H ；置八路數(shù)據(jù)采集初值 SETB IT1 ；設(shè)置邊延觸發(fā)中斷 SETB EA SETB EX1 ；開放外部中斷1 MOV DPTR，#7FF8H ；指向0809通道0RD： MOVX DPTR，A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換HE： MOV A，R2 ；八路巡回檢測數(shù)送A JNZ HE ；等待中斷，八路未完繼續(xù)INT1：MOVX A，DPTR ； 讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 M