AD与DA接口.ppt

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1、2 21 1 常用常用D/AD/A转换接口芯片转换接口芯片一、一、DADA转换器转换器二、主要技术指标二、主要技术指标三、常用三、常用D/A转换芯片转换芯片四、四、MCS51-和和D/A的接口的接口3 3一、一、DADA转换器转换器把输入数字量转换成相应的模拟量输出。把输入数字量转换成相应的模拟量输出。电压或电流电压或电流功能：功能：转换原理：转换原理：“按权展开相加求和按权展开相加求和”。权电阻权电阻权电流权电流T T型电阻网络型电阻网络倒倒T T型电阻网络型电阻网络转换形式转换形式uD/A转换器把输入的数字量中每位都按其权值分别转换转换器把输入的数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通

2、过运算放大器求和相加。成模拟量，并通过运算放大器求和相加。uD/A转换器内部必须要有一个转换器内部必须要有一个解码网络解码网络，一般采用，一般采用“T”型电阻网络，以实现按权值分别进行型电阻网络，以实现按权值分别进行D/A转换。转换。4 4u T T型电阻网络桥上电阻为型电阻网络桥上电阻为R R，桥臂电阻为，桥臂电阻为2R2R；假设反馈；假设反馈电阻为电阻为R R。u V VREFREF为参考电压；为参考电压；S S3 3-S-S0 0为电子开关，受四位为电子开关，受四位DACDAC寄存器寄存器中中b3 b2 b1 b0b3 b2 b1 b0控制。控制。四位DAC寄存器b3 b2 b1 b0V

3、REFVOUTOAS3 S2 S1 S0 I3I2I1I0IRfIout14 4位位T T型电阻网络型电阻网络DADA转换原理转换原理5 5输出电压与输入数字量关系推导输出电压与输入数字量关系推导RVRVIREFREF433222RVIIREF4232222RVIIREF4121222RVIIREF4010222162)2222(4001122331REFfREFfOUTfRfOUTVBRRVbbbbRIRIV012R2R2R2R010101RRRRR6 6对于对于n位位T型电阻网络型电阻网络nREFfnREFnnnnOUTVBRRVbbbbV22)22.22(001122117 7二、主要技

4、术指标二、主要技术指标 在设计在设计D/AD/A转换器与单片机接口之前，一般要根据转换器与单片机接口之前，一般要根据D/AD/A转换器的转换器的技术指标选择技术指标选择D/AD/A转换器芯片。转换器芯片。 如如VREF=10VVREF=10V，n=8n=8时，时， 分辨率分辨率1. 分辨率：分辨率：DAC能分辨的最小输出模拟增量，取能分辨的最小输出模拟增量，取决于决于DAC的位数的位数n。mV39210 8 如如VREF=10VVREF=10V，n=16n=16时，分辨率时，分辨率V 153210 16 nREFV2 DAC的的分分辨辨率率8 82. 建立时间（转换速度）建立时间（转换速度）

5、转换器输入变化为满度值时转换器输入变化为满度值时（全（全00全全1 1，或全，或全11全全0 0 ），），输出模拟量达到稳定所需要的输出模拟量达到稳定所需要的时间。时间。 不含运放的不含运放的DACDAC的建立时间，一般小于的建立时间，一般小于0.1S0.1S。 含运放的集成含运放的集成DACDAC的建立时间，一般小于的建立时间，一般小于1.5S1.5S。超高速超高速 100 ns 100 ns较高速较高速 100 ns100 ns1 s1 s高高 速速 1 110 s10 s中中 速速 1010100 s100 s低低 速速 100 s100 s3. 转换精度转换精度RV2561LSB DA

6、C81：位位如如转换精度转换精度理论满度值实际满度值理论满度值实际满度值= 1/2LSBRV512LSB2119 94. 线性度线性度 在全量程范围内，实际输出偏离理想转换特性的最大值。在全量程范围内，实际输出偏离理想转换特性的最大值。一般一般 1/2LSB。5. 其它指标其它指标电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。选择选择DACDAC需考虑的需考虑的次要指标：输出方式、输出范围（次要指标：输出方式、输出范围（V VR R取值）。取值）。主要指标：分辨率、转换速度。主要指标：分辨率、转换速度。其它指标集成其它指标集成DACDAC一般都

7、能满足。一般都能满足。1010三、常用三、常用D/AD/A转换芯片转换芯片位位 数：数：8 8系列产品：系列产品： DAC0830 、DAC0831、 DAC0832管脚封装：管脚封装：2020脚双插直列式封装，同系列产品兼容。脚双插直列式封装，同系列产品兼容。生产厂家：美国生产厂家：美国National SemiconductorNational Semiconductor公司公司特特 点：点： COMS COMS工艺工艺 倒倒T T型电阻网络型电阻网络 内部有内部有2 2个数据寄存器个数据寄存器 直通、单缓冲、双缓冲直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式三种工作方式基准电压：基准电压：10V10

8、V10V 10V 电源电压：电源电压：5V5V15V15V输输 出：电流出：电流1.DAC08301.DAC0830系列系列11 112.DAC822.DAC82系列系列位位 数：数：8 8系列产品：系列产品： DAC82管脚封装：管脚封装：生产厂家：美国生产厂家：美国B-B公司公司特特 点：点：片内带有基准电压和调节电阻。片内带有基准电压和调节电阻。能完全与微处理器兼容，无需外接器件能完全与微处理器兼容，无需外接器件 即可与单片机即可与单片机8 8位数据线相连。位数据线相连。电源电压：电源电压：15V15V输输 出：出：电压：单极性电压：单极性 0 0+10V+10V，双极性，双极性10 V

9、10 V 电流：电流： 0 01.6mA, 1.6mA, 0.8 mA0.8 mA12123.DAC1020/AD75203.DAC1020/AD7520系列系列系列产品：系列产品：DAC1020DAC1020、DAC1021DAC1021、DAC1022DAC1022 AD7520 AD7520、D7530D7530、AD7533AD7533位位 数：数：1010电源电压：电源电压：5V5V15V15V管脚封装：管脚封装：1616脚双插直列式封装。脚双插直列式封装。生产厂家：生产厂家：DAC1020DAC1020美国美国National SemiconductorNational Semic

10、onductor公司公司 AD7520AD7520美国美国Analog DevicesAnalog Devices公司公司建立时间：建立时间：500 ns500 ns 两系列完两系列完全兼容。全兼容。13134.DAC1220/AD75214.DAC1220/AD7521系列系列系列产品：系列产品：DAC1220 DAC1220 、DAC1221DAC1221、 DAC1222DAC1222 AD7521 AD7521、AD7531AD7531位位 数：数：1212电源电压：电源电压：5V5V15V15V管脚封装：管脚封装：1818脚双插直列式封装。脚双插直列式封装。生产厂家：生产厂家：DAC

11、1220DAC1220美国美国National SemiconductorNational Semiconductor公司公司 AD7521AD7521美国美国Analog DevicesAnalog Devices公司公司建立时间：建立时间：500 ns500 ns14145.DAC1208 5.DAC1208 系列系列系列产品：系列产品： DAC1208 DAC1208 、DAC1209DAC1209、 DAC1210DAC1210等等。位位 数：数：1212电源电压：电源电压：5V5V15V15V数数 据据 线：线：1212根根管脚封装：管脚封装：2424脚双插直列式封装。脚双插直列式封

12、装。生产厂家：美国生产厂家：美国National SemiconductorNational Semiconductor公司公司6.DAC1230 6.DAC1230 系列系列系列产品：系列产品：DAC1230DAC1230、DAC1231DAC1231、DAC1232DAC1232等。等。位位 数：数：1212电源电压：电源电压：5V5V15V15V数数 据据 线：线：8 8根根管脚封装：管脚封装：2020脚双插直列式封装。脚双插直列式封装。生产厂家：美国生产厂家：美国National SemiconductorNational Semiconductor公司公司15157.DAC708/7

13、097.DAC708/709位位 数：数：1616电源电压：电源电压：15V15V输输 入：串行或并行。入：串行或并行。输输 出：出：电压或电流。电压或电流。生产厂家：美国生产厂家：美国B-BB-B公司公司特特 点：点：片内带有基准电压。片内带有基准电压。 片内带有电压输出放大器。片内带有电压输出放大器。 具有双缓冲输入寄存器具有双缓冲输入寄存器 能完全与微处理器兼容。能完全与微处理器兼容。16168.8.串行串行DACDAC（MAX517MAX517、518518、51985198）8 8位位DACDAC串行串行2 2线接口线接口满摆幅输出，满摆幅输出，多种参考电压多种参考电压低功耗低功耗主

14、要特点：主要特点：1717四、四、MCS51-MCS51-和和D/AD/A的接口的接口 D/AD/A转换器与单片机接口具有硬、软件相转换器与单片机接口具有硬、软件相依性。各种依性。各种D/AD/A转换器与单片机接口的方法有转换器与单片机接口的方法有些差异，但就其基本连接方法，还是有共同些差异，但就其基本连接方法，还是有共同之处：都要考虑到之处：都要考虑到数据线数据线、地址线地址线和和控制线控制线的连接。的连接。1.1.概述概述1818数据线连接数据线连接 当高于当高于8 8位的位的D/AD/A转换器与转换器与8 8位数据总线的位数据总线的MCS-51MCS-51单片机接口时，单片机接口时，MC

15、S-51MCS-51单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分时传送单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分时传送的格式和输出电压的的格式和输出电压的“毛刺毛刺”问题。问题。 “ “毛刺毛刺”可通过可通过D/AD/A转换芯片内部或外部增加锁存器，达到两转换芯片内部或外部增加锁存器，达到两级缓冲，使被转换数据完整进入二级缓冲器，开始转换。级缓冲，使被转换数据完整进入二级缓冲器，开始转换。 当当D/AD/A转换器内部没有输入锁存器时，必须在单片机与转换器内部没有输入锁存器时，必须在单片机与D/AD/A转换转换器之间增设锁存器或器之间增设锁存器或I/OI/O接口。最常用、也是最简单的连接是接口

16、。最常用、也是最简单的连接是8 8位位带锁存器的带锁存器的D/AD/A转换器和转换器和8 8位单片机的接口，这时只要将单片机的位单片机的接口，这时只要将单片机的数据总线直接和数据总线直接和D/AD/A转换器的转换器的8 8位数据输入端一一对应连接即可。位数据输入端一一对应连接即可。位数：位数： 输入锁存输入锁存需考虑的两个问题：需考虑的两个问题：1919 一般的一般的D/AD/A转换器只有转换器只有片选信号片选信号，而没有地址线。这时单片，而没有地址线。这时单片机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器的输出控制片选机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器的输出控制片选信号，也可由某一位信号，也

17、可由某一位I/OI/O线来控制片选信号。线来控制片选信号。 也有少数也有少数D/AD/A转换器有少量的地址线，用于选中片内转换器有少量的地址线，用于选中片内独立的独立的寄存器寄存器或或选择输出通道选择输出通道( (对于多通道对于多通道D/AD/A转换器转换器) )，这时单片机的，这时单片机的地址线与地址线与D/AD/A转换器的地址线对应连接。转换器的地址线对应连接。地址线连接地址线连接 D/A D/A转换器主要有转换器主要有片选信号片选信号、写信号写信号及及启动转换信号启动转换信号等，一等，一般由单片机的有关引脚或译码器提供。一般来说，写信号多由般由单片机的有关引脚或译码器提供。一般来说，写信

18、号多由单片机的单片机的“WR”WR”信号控制；启动信号常为片选信号和写信号的信号控制；启动信号常为片选信号和写信号的合成。合成。控制线连接控制线连接20202.MCS-512.MCS-51和和DAC0832DAC0832的连接的连接转换原理：转换原理：倒倒T T型电阻网络型电阻网络DATADATA端：端：8 8个个, , D7D7（MSBMSB） D0D0（LSBLSB） DI7DI0DI7DI0常和常和CPUCPU数据总线相连，用于输入数据总线相连，用于输入CPUCPU送来的待转送来的待转换数字量。换数字量。电流输出端：电流输出端：2 2个个(Io1,Io2) (Io1,Io2) Io1+I

19、o2=Io1+Io2=常数常数V VR R/R/R 输入全输入全1 1时，时，Io1Io1最大，最大，Io2Io2最小；反之则反。最小；反之则反。 DAC0832 DAC0832引脚引脚2121电源端电源端: :4 4个个(Vcc,Vref,AGND,DGND(Vcc,Vref,AGND,DGND）uVCCVCC为电源输入线，可在为电源输入线，可在+5V+5V+15V+15V范围内；范围内；uVREFVREF为参考电压，一般在为参考电压，一般在-10V-10V+10V+10V范围内，由稳压电源提供；范围内，由稳压电源提供；uDGNDDGND为数字量地线；为数字量地线；uAGNDAGND为模拟量

20、地线，通常两条地线接在一起。为模拟量地线，通常两条地线接在一起。反馈电阻反馈电阻: :1 1个个,Rf,Rfu常常接到运算放大器输出端。常常接到运算放大器输出端。控制端控制端: :5 5个个(/CS,/WR1,/WR2,/XF,ILE)(/CS,/WR1,/WR2,/XF,ILE)uCSCS为片选线，低有效。为片选线，低有效。uILEILE为允许数字量输入线，当它为高电平时为允许数字量输入线，当它为高电平时“8 8位输入寄存器位输入寄存器”允允许数字量输入。许数字量输入。uXFERXFER为传送控制输入线，低电平有效。为传送控制输入线，低电平有效。uWR1WR1和和WR2WR2为两条写命令输入

21、线，低电平有效。为两条写命令输入线，低电平有效。 DAC0832 DAC0832引脚（续）引脚（续）2222DAC0832DAC0832的工作方式的工作方式111WRCSILEWRCSILELE01LE：数据锁存。：数据锁存。11LE：数据直通。：数据直通。XFERWRXFERWRLE22202 LE：数据锁存。：数据锁存。12 LE：数据直通。：数据直通。锁存：锁存：寄存器输出不随输寄存器输出不随输 入变化。入变化。直通：直通：转换数据随输入变转换数据随输入变 化。化。时时）或或或或1 110( WRCSILE时时）或或 112( XFERWR时时）并并且且 011(WRCSILE 时时）

22、01(WRCS23238 8位倒位倒T T型电阻网络型电阻网络DADA转换原理转换原理 R 2R 2R 2R I0 I0 I I d0 d7 d1 VR RF uo + S7 S0 S1 I7 P P ）（00117782d2d2d21 FRFORRVRIVRRF取取BRONVV82 输出：输出：I Io1o1I Io2o2R Rf f2424直通工作方式：数据不作任何锁存；直通工作方式：数据不作任何锁存；单缓冲工作方式：数据被一个寄存器锁存；单缓冲工作方式：数据被一个寄存器锁存；双缓冲工作方式：两个寄存器都对数据进行锁存。双缓冲工作方式：两个寄存器都对数据进行锁存。直通工作方式直通工作方式1

23、11WRCSILELE122XFERWRLE2525单缓冲工作方式单缓冲工作方式可可控控:1LE12 LE双缓冲工作方式双缓冲工作方式可可控控:1LE可可控控:2LE11WRCSILELE XFERWRLE 222626DAC0832DAC0832的输出的输出单极性反相电压输出单极性反相电压输出BRBRFONVNVRIV25628 输出从输出从0 0正满度变化正满度变化(V(VR R0)0)0)1111111111111111 10000001100000011000000010000000 000000010000000100000000 00000000 622555RV模拟量模拟量621

24、295RV621285RV6215RV6205RV数字量数字量DAC0832-+I I0101d d0 0d d1 1d dn-1n-1V VO OR RfbfbI I0202V VR R2727偏偏移二进制码输入的双极性输出移二进制码输入的双极性输出)2( )1128(ORRBOVVVNV单单双双 1111111111111111 100000011000000110000000100000000111111101111111 000000010000000100000000 00000000 数字量数字量输出输出128127RV1281RV1281RV128127RV128128RV0 0

25、如如V VR R5V5VN NB B0 0：VoVo5V5VN NB B128128：VoVo0 0N NB B255255：VoVo0.99V0.99VR R=4.96V=4.96V256;2;2;013211321REFOUTREFOUTOUTVBVRVIRVIRVIIII2828作控制放大器输出作控制放大器输出0, 256 BinBONVNVVinVo IIRfbfbRR取取08320832内部已具备内部已具备放大倍数：放大倍数：1256 2552561256 ADAC0832-+I I0101d d0 0d d1 1d dn-1n-1V VO OR RfbfbI I0202V VR R

26、单极性反相电压输出单极性反相电压输出2929作控制放大器输出作控制放大器输出VoVin IIRfb R 2R 2R 2R I0 I0 I01 I d0 d7 d1 VR RF Vo + S7 S0 S1 I7 P P Vin IRfb I02 Iout1IIRfbIout2RVBRVBoREFNNI 256256fbinRVRfbI 0 IIRfb256 fbBinORRNVV3030图图88 单路单路DAC0832与单片机接口逻辑图与单片机接口逻辑图 08320832与与MCS-51MCS-51的连接的连接单极性输出（单缓冲工作方式）单极性输出（单缓冲工作方式）控制其它芯片控制其它芯片11W

27、RCSILELE XFERWRLE 22-5V-5V3131DAC0832DAC0832的地址的地址：7H(P2.7=0)可取为：7FFFHMOV DPTR，#7FFFH ；端口地址送；端口地址送DPTRMOV A，#DATA ；8位数字量送累加器位数字量送累加器MOVX DPTR，A ；向锁存器写入数字量，同时启动转换；向锁存器写入数字量，同时启动转换转换程序：转换程序：-5V-5V3232单路单路DAC0832控制时序控制时序 11WRCSILELE XFERWRLE 220201 LELE，：数据锁存。：数据锁存。12, 11 LELE：数据直通。：数据直通。该时刻数据锁存该时刻数据锁存

28、3333产生电压锯齿波程序产生电压锯齿波程序 START：MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#00 LOOP ：MOVX DPTR，A INC A MOV R0，#data ；data为延时常数为延时常数 DJNZ R0，$ ；延时，改变；延时，改变data可改变锯齿波周期可改变锯齿波周期T值值 SJMP LOOPTVot设设V VREFREF= - 5V= - 5V，5V5V思考：思考：1. 波形为何能从最高点跳至最低点？波形为何能从最高点跳至最低点？ 2. 如果只需输出如果只需输出n个周期的波形，程序如何改编？个周期的波形，程序如何改编？ 3. 如何实现三角波输出？如何实现三角波

29、输出？3434三角波三角波 ORG 1000HSTART: CLR A MOV DPTR, #7FFFHDOWN: MOVX DPTR, A INC A JNZ DOWN MOV A, #0FEHUP: MOVX DPTR, A DEC A JNZ UP SJMP DOWN设设V VREFREF= + 5V= + 5V，3535锯齿波锯齿波 ORG 1000HSTART: MOV DPTR, #7FFFH MOVX DPTR, A INC A SJMP START 设设V VREFREF= + 5V= + 5V，3636 ORG 1000HORG 1000H MOV DPTR MOV DPTR

30、，#7FFFH#7FFFHLOOP:MOV ALOOP:MOV A，00H00H MOVX DPTR MOVX DPTR，A A ; ;输出输出0 0 MOV R2,#02H MOV R2,#02H LCALL delay LCALL delay ; ;调延时调延时 MOV AMOV A，0FFH0FFH MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A ; ;输出输出1 1 MOV R2,#02H MOV R2,#02H LCALL delay LCALL delay ; ;调延时调延时 SJMP LOOPSJMP LOOP END END产生电压方波程序产生电压方波程序设设V VREFR

31、EF= - 5V= - 5V，TVot思考：如何调整占空思考：如何调整占空 比和周期比和周期? ?3737输入寄存器地址输入寄存器地址：DAC_1 (P2.5=0) 取取: DFFFHDAC_2 (P2.6=0) 取取: BFFFH两路两路DAC0832DAC0832与单片机的连接与单片机的连接DACDAC寄存器地址寄存器地址：两片两片DAC相同相同 (P2.7=0) 取取: 7FFFH控制其它芯片控制其它芯片11WRCSILELE XFERWRLE 223838 如果图中的模拟输出分别用于示波器的如果图中的模拟输出分别用于示波器的X、Y偏转，则偏转，则MCS-51执行下面的程序后，可使示波器

32、上的光点根据参数执行下面的程序后，可使示波器上的光点根据参数X、Y的值的值同步移动。同步移动。MOV DPTRMOV DPTR，#0DFFFH #0DFFFH ；DAC_1DAC_1输入寄存器地址输入寄存器地址MOV AMOV A，#X#XMOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；将参数；将参数X X写入写入DAC_1DAC_1的数据输入锁存器的数据输入锁存器MOV DPTRMOV DPTR，#0BFFFH #0BFFFH ；DAC_2DAC_2输入寄存器地址输入寄存器地址MOV AMOV A，#Y#YMOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；将参数；将参数Y Y写入写入DAC_2

33、DAC_2的数据输入锁存器的数据输入锁存器MOV DPTRMOV DPTR，#7FFFH #7FFFH ；2 2片的片的DACDAC寄存器地址寄存器地址MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；两片；两片DACDAC同时启动转换，同步输出同时启动转换，同步输出39398位系统的位系统的12位数据格式位数据格式(a) 左对齐格式；左对齐格式； (b) 右对齐格式右对齐格式 3.MCS-513.MCS-51和和DAC1208(12DAC1208(12位位DA)DA)的连接的连接 高于高于8位的位的D/A转换器芯片与转换器芯片与8位单片机接口，被转换的数据至位单片机接口，被转换的数据至少要分两

34、次送出，输出格式有左对齐和右对齐两种，如下图所示。少要分两次送出，输出格式有左对齐和右对齐两种，如下图所示。4040DAC1208系列的结构与引脚功能系列的结构与引脚功能11 WRCS8位、位、4位输入锁存器控制：位输入锁存器控制：数据锁存。数据锁存。4141DAC1208系列的结构与引脚功能系列的结构与引脚功能12/1 BYTEBYTE8位、位、4位输入锁存器直通。位输入锁存器直通。02/1 BYTEBYTE8位输入锁存器锁存。位输入锁存器锁存。 送数时应先送高送数时应先送高8 8位数据，后送低位数据，后送低4 4位数据。位数据。4242DAC1208系列的结构与引脚功能系列的结构与引脚功能

35、11 WRXFER12位位DAC锁存器控制：锁存器控制：数据锁存。数据锁存。4343DAC1208与与MCS-51单片机的接口单片机的接口8位输入位输入锁存控制锁存控制P2.765 010A01选取选取:4001H4位输入位输入锁存控制锁存控制P2.765 010A00选取选取:4000HDAC寄存器锁存寄存器锁存控制控制P2.765 011选取选取: 6000HP0.7 P0.4P0.7 P0.04444MOV DPTR，#4001H ；使；使DPTR指向指向8位输入锁存器位输入锁存器MOV R1，#D_H ；使；使R1指向指向12位数的高位数的高8位单元位单元MOV A，R1 ；取高；取高

36、8位转换数据位转换数据MOVX DPTR，A ；向；向DAC1208送高送高8位数据位数据DEC DPTR ；使；使DPTR指向指向4位输入锁存器位输入锁存器INC R1 ；使；使R1指向指向12位数的低位数的低4位单元位单元MOV A，R1 ；取低；取低4位转换数据位转换数据SWAP A ;MOVX DPTR，A ；再向；再向DAC1208送低送低4位数据位数据MOV DPTR，#6000H ；使；使DPTR指向指向DAC锁存器锁存器MOVX DPTR，A ；完成；完成12位位D/A转换转换D/A转换程序转换程序D_H10000D_L1D_H20000D_L2D_H30000D_L3D_H4

37、0000D_L4(R1)存数单元存数单元45454.MCS-514.MCS-51和串行和串行DACDAC（MAX517MAX517、518518、519519）的连接）的连接8位位DAC串行串行2线接口线接口满摆幅输出，满摆幅输出，多种参考电压多种参考电压低功耗低功耗主要特点：主要特点：4646MAX518MAX518内部结构内部结构串行输入串行输入芯片地址芯片地址2路路输输出出Vcc作参考作参考电压电压4747MAX517MAX517、MAX519MAX519内部结构内部结构串行输入串行输入芯片地址芯片地址2路路输输出出参考电压参考电压4848多片多片DACDAC相联相联分配不同分配不同的地

38、址的地址不同的参不同的参考电压考电压VrefVcc不同的参不同的参考电压考电压不同的参不同的参考电压考电压4949多片多片I I2 2C C总线芯片相联总线芯片相联带WatchDog功能的E2ROM5050输出电压输出电压5151有关时序有关时序指令起始位指令结束位SDA：串行数据SCL：串行时钟5252完成一次转换的时序图完成一次转换的时序图ACK: ACKNOWLEDGE BIT. THE MAX517/MAX518/MAX519 PULLS SDA LOW DURING THE 9TH CLOCK PULSE.地址字节命令字节数字输出字节5353地址字节地址字节1234567895454

39、命令字节命令字节保留位：置0。复位位：置1复位。睡眠位：置1进入。通道选择位1239复位命令复位命令 =10H，DA转换命令转换命令 =00H（01H），睡眠命令），睡眠命令 =08H5555完成一次转换的指令完成一次转换的指令地址字节命令字节数字输出字节5656MCS51MCS51与与MAX518MAX518的连接的连接P1.4: SCLP1.4: SCLP1.5: SDAP1.5: SDA518518地址：地址：00005757编程举例编程举例;MAX518;R1=DA数据数据;R3=M518_ADDORG 0100HSTR: NOP;主程序主程序MOV R1,#DA_data;MOV R

40、3,#MAX518_AddLCALL M_RST;调复位指令调复位指令LCALL M_DA;调调DA程序程序 . 对对MAX518MAX518进行一进行一次复位操作和一次次复位操作和一次DADA转换。转换。5858复位指令复位指令M_RST: MOV P1,#0FFHM_RST: MOV P1,#0FFHCLR P1.5CLR P1.5;SDA=0 START,;SDA=0 START,NOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0MOV A,R3MOV A,R3;M518-Add;M518-AddLCALL MMMLCALL MMM; ;8 8位数据串行输出位数据串行输

41、出, ,发送发送518518地址地址SETB P1.4SETB P1.4;SCL=1 ;SCL=1 接收接收ACKACKNOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0MOV A,#10HMOV A,#10H; ;复位命令复位命令 RST COMM=10HRST COMM=10HLCALL MMMLCALL MMM; ;发送复位命令发送复位命令SETB P1.4SETB P1.4;SCL=1 ;SCL=1 接收接收ACKACKNOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0NOPNOPSETB P1.4SETB P1.4;STOP;STOPNOPNOPS

42、ETB P1.5SETB P1.5RETRETP1.4: SCLP1.4: SCLP1.5: SDAP1.5: SDA518518地址：地址：0000指指令令结结束束处处理理5959M_DA:M_DA:MOV P1,#0FFHMOV P1,#0FFH; ;NOPNOPCLR P1.5CLR P1.5;SDA=0 START;SDA=0 STARTNOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0MOV A,R3MOV A,R3;M518 ADD;M518 ADDLCALL MMMLCALL MMMSETB P1.4SETB P1.4;SCL=1;SCL=1接收接收ACKACK

43、NOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0MOV A,#00HMOV A,#00H;COMM=00H;COMM=00HLCALL MMMLCALL MMMSETB P1.4SETB P1.4;SCL=1 ;SCL=1 NOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0MOV A,R1MOV A,R1; ;送入送入DADA数据数据LCALL MMMLCALL MMMSETB P1.4SETB P1.4;SCL=1;SCL=1NOPNOPCLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0NOPNOPSETB P1.4SETB P1.4;STOP ;

44、STOP NOPNOPSETB P1.5SETB P1.5NOPNOPRETRET一次一次DADA转换程序转换程序P1.4: SCLP1.4: SCLP1.5: SDAP1.5: SDA518518地址：地址：0000指指令令结结束束处处理理P1.5P1.5P1.4P1.46060MMM:MMM:MOV R7,#08HMOV R7,#08H ; ;输出循环位数输出循环位数8 8MMM1:MMM1: NOPNOPRLC ARLC A;A;A中存放要传送的数据中存放要传送的数据MOV P1.5,CMOV P1.5,C;SDA;SDANOPNOPSETB P1.4SETB P1.4;SCL=1,;S

45、CL=1,NOPNOP; ;CLR P1.4CLR P1.4;SCL=0;SCL=0NOPNOPDJNZ R7,MMM1DJNZ R7,MMM1;FINISH send ;FINISH send CLR P1.5CLR P1.5RETRET8 8位数据发送位数据发送123456789先送数据：先送数据：SDASDA后发脉冲：后发脉冲：SCKSCK61612 2 常用常用A/DA/D转换接口芯片转换接口芯片一、一、AD转换器转换器二、主要技术指标二、主要技术指标三、常用三、常用A/D 转换芯片转换芯片四、四、MCS51-和和A/D的接口的接口6262一、一、ADAD转换器转换器把输入模拟量转换成

46、相应的数字量输出。把输入模拟量转换成相应的数字量输出。一般为电压一般为电压功能功能: :转换过程转换过程: :转换转换形式形式并行比较型并行比较型逐次逼近型逐次逼近型双积分型双积分型V/FV/F转换型转换型时间离散时间离散采样定理采样定理，辐值离散辐值离散量化编码量化编码结构简单、抗干扰较强，速度慢，结构简单、抗干扰较强，速度慢，用于变化缓慢量测量。用于变化缓慢量测量。换精度高、抗干扰较强，速度较慢，换精度高、抗干扰较强，速度较慢，常用于仪表。常用于仪表。结构不太复杂、换精度高、速度较快，结构不太复杂、换精度高、速度较快，常用于计算机常用于计算机ADAD接口。接口。速度最快、结构复杂、常用要求

47、转换速速度最快、结构复杂、常用要求转换速度极高的场合。度极高的场合。6363逐次逼近型逐次逼近型ADAD转换原理框图转换原理框图VxVxVsVs转换步骤转换步骤1 1 启动转换，而后在启动转换，而后在CPCP作用作用下产生逐次比较结果。下产生逐次比较结果。2 CP1 2 CP1 控制电路使控制电路使N N位寄存器位寄存器最高位为最高位为1 1，经，经DADA产生产生VsVs，若，若VxVs,VxVs,则控制电路使该则控制电路使该1 1保留，保留，否则去掉。否则去掉。3 CP23 CP2、CP3CP3、CPn CPn 控控制电路使制电路使N N位寄存器位寄存器逐位逐位产生产生1 1，经，经DAD

48、A产生各个产生各个VsVs，若，若VxVs,VxVs,则控制电路使该则控制电路使该1 1保留，保留，否则去掉，直至产生最终结否则去掉，直至产生最终结果。果。转换时间估算：转换时间估算：n n位位ADAD的转换需要的转换需要n n个个CPCP脉冲，脉冲，1 1个启动个启动脉冲，启动脉冲时间按脉冲，启动脉冲时间按2Tcp2Tcp估算。估算。6464直接比较型直接比较型ADAD转换器原理转换器原理3 3位编码的位编码的ADAD电路电路Vx输出13/14VR 1116565二、主要技术指标二、主要技术指标 在设计在设计A/DA/D转换器与单片机接口之前，一般要根据转换器与单片机接口之前，一般要根据A/

49、DA/D转转换器的技术指标选择换器的技术指标选择A/DA/D转换器芯片。转换器芯片。转换精度转换精度分辨率：理论精度用分辨率：理论精度用ADAD转换位数表示。转换位数表示。 n n位输出，有位输出，有2 2n n个等级，每个等级相差个等级，每个等级相差1/21/2n nFSRFSR。FSRFSR满量程输出。满量程输出。 一般分辨率指对参考电压的一般分辨率指对参考电压的1/21/2n n。转换误差：实际转换数字量与理论转换数字量的差值。转换误差：实际转换数字量与理论转换数字量的差值。一般用最低有效位的倍数表示，一般用最低有效位的倍数表示，1/2LSB1/2LSB。2. 转换速度转换速度主要由转换

50、类型决定。直接比较：几十主要由转换类型决定。直接比较：几十nsns 逐次逼近：几十逐次逼近：几十ss 双双 积积 分：几十分：几十msms6666三、常用三、常用A/DA/D转换芯片转换芯片逐次逼近型转换器的常用产品有：逐次逼近型转换器的常用产品有：ADC0801ADC0805型8位MOS型A/D转换器、ADC0808/0809型8位MOS型A/D转换器、ADC0816/0817型8位MOS型A/D转换器、AD574型快速12位A/D转换器。 最常用的转换器主要为逐次逼近型和双积分型。最常用的转换器主要为逐次逼近型和双积分型。双重积分型转换器的常用产品有双重积分型转换器的常用产品有ICL710