AD转换器和DA转换器.ppt

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1、第11章 AT89S51与D/A及A/D转换器接口11.1 AT89S51与DAC的接口11.2 AT89S51与ADC的接口 D/A转换器转换器（Digital to Analog Converter）能把数字量转换为模拟量的电子器件（简称为DAC）。A/D转换器转换器（Analog to Digital Converter）能把模拟量转换成相应数字量（简称为ADC）。单片机测控系统中的ADC和DAC 11.1 AT89S51与DAC的接口电流输出型DA转换原理 总电流总电流分支电流分支电流I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比，即与与D0D7口输入的二进制数成正比口输入的

2、二进制数成正比。转换电流转换电流转换电压转换电压DAC0832外接放大器反馈电阻即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压DAC的性能指标：1、分辨率通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率能够转换的二进制的位数称为分辨率。位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等。分辨率为8位时，若参考电压为10V，则输出的最小电压为10V/25639.1mV；若参考电压为5V，则19.5.1mVDAC0832的分辨率为8位。2、转换时间将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间转换时间；DAC的转换时间一般在几十纳秒(ns)几微秒(s)；DAC0

3、832的转换时间为1 s。DAC0832电流输出型D/A转换器20只引脚8位并行输入方式分辨率19.5mV(VREF=5V）电流建立时间S 输入与TTL电平兼容 单一电源供电（5V15V）低功耗，20m DAC0832的结构内部组成：1个8位输入锁存器1个8位DAC寄存器1个8位D/A转换器5个控制逻辑（2级控制）工作过程工作过程：8位数据并行送入锁存器在第1级控制信号作用下进入寄存器在第2级控制信号作用下进入转换器转换结果由Iout1电流输出。DAC0832的3种控制方式直通方式直通方式 两个寄存器都处于直通状态直通方式不能直接与系统的数据总线相连，需另加锁存器，故较少应用。下面介绍单缓冲与

4、双缓冲两种连接方式。单缓冲方式单缓冲方式 一一个寄存器处于直通，另一个处于受控状态双缓冲方式双缓冲方式 两个寄存器都分别处于受控状态例例1 根据如下电路,编程实现由DAC0832输出一路正弦波的功能。电路分析电路分析：1、采用I/O口方式接线2、直通控制方式4个控制端都接低电平，ILE接高电平 例1 参考程序例1 运行效果例2：根据如下电路,编程实现由DAC0832输出一路三角波的功能电路分析电路分析:1、第1级受控，第2级直通2、总线接口方式：DAC第1级地址：1111 1110（0 xfeff）例2 参考程序例2 运行效果例3：根据如下电路，编程实现两路锯齿波发生器的功能DAC1第1级地址

5、：1111 1110（0 xfeff）DAC2第1级地址：1111 1101（0 xfdff）DAC1和2第二级地址：1110 1111（0 xefff）电路分析：电路分析：1、双缓冲方式：DAC1和DAC2的第1级各设1个控制端，两个DAC的第2级共用1个控制端；2、总线接口方式：例3参考程序语句DAOUT=num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关系。例例3 运行效果运行效果（多路（多路D/A同步输出）同步输出）逐次逼近型逐次逼近型双积分型-型并行比较型/串行比较型压频变换型AD转换器的分类按转化原理按转化速度超高速（转换速度1ns）高速（转换速度20s）中速（转换速度中速（转换

6、速度1ms）低速（转换速度1s）8位位12位14位16位按转化位数11.2 AT89S51与ADC的接口逐次逼近式ADC的工作原理从最高位开始通过试探值逐次进行测试，直到试探值经D/A转换器输出VN与VIN相等或达到允许误差范围为止。则该试探值就为A/D转换所需的数字量。逐次逼近寄存器ADC主要技术指标：转换时间转换时间（convertion time）是指完成一次AD转换所需要的时间。逐次逼近型ADC的典型值为1200s。分辨率分辨率（resolution）是指系统在标准参考电压时可分辨的最小模拟电压，即1个个bit对应的模拟电压大小对应的模拟电压大小。28只引脚ADC0809逐次比较型模数

7、转换芯片分辨率为位 转换时间00S 工作量程为05V功耗为15m工作电压为+5V具有锁存控制的8路模拟开关输出与TTL电平兼容 8路模拟输入信号用三根地址线A,B,C选通IN0IN7；引脚START启动AD转换，CLK转换时钟，VR参考电压，EOC结束标志，OE输出使能，ALE地址锁存使能ADC0809的结构组成工作时序ALEALE锁存ADDA、ADDB、ADDCSTARTSTART正脉冲启动AD转换 EOCEOC由高变低（AD启动后）保持低电平(转换期间)由低变高（转换结束）OEOE正脉冲，打开三态门输出第8章 单片机接口技术实例4：采用ADC0809设计数据采集电路，将IN7通道输入的模拟

8、量信号进行测量，结果以16进制显示。模拟通道地址，经373对低8位地址进行锁存：IN0的低8位地址为1111 1000B(0 xf8)，IN1为0 xf9，IN7为0 xff。电路分析电路分析 采用总线连接方式电路分析电路分析 由P2.0形成高8位地址（0 xfe），与WR信号合成START/ALE正脉冲启动ADC，与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据；启动IN0IN7通道AD转换的命令的地址为：0 xfef8，0 xfeff。读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0 xfe的地址均可。EOC信号经非门接P3.3可形成一负脉冲信号（查询转换结束标志）；AD转换的时钟由虚拟信号发生器提供，频率

9、5kHz；电路分析电路分析 例4参考程序例4运行效果第8章 单片机接口技术ADC0809与与AT89S51单片机的查询方式接口图单片机的查询方式接口图1、8位数据输出线可直接与数据部线相连。2、地址及控制信号：地址译码引脚A、B、C分别与地址总线的低三位A0、A1、A2相连，以选通IN07中的一个通路。因此，在启动转换时，要先确定某条通道的地址，存入DPTR中。P2.7作为片选信号，由单片机的写信号WR#和P2.7控制ADC的地址锁存和转换启动，又由于ADC0809的START和ALE连在一起，因此在锁存通道地址的同时，启动转换启动转换。MOVX DPTRMOVX DPTR，A A P2.7和

10、低电平的读信号RD#经一级或非门后，产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器，用以单片机读转换结果。MOVX A，DPTR3、时钟信号：时钟信号：利用AT89S511提供的地址锁存允许信号ALE经D触发器二分频后获得，ALE脚的频率是fosc*1/6。如果单片机时钟频率采用6MHz，则ALE脚的输出频率为1MHz，再二分频后为500KHz，恰好符合ADC0809对时钟频率的要求对对8 8路模拟信号轮流采样一次路模拟信号轮流采样一次，并依次把结果转储到数，并依次把结果转储到数据存储区的转换程序。据存储区的转换程序。MAIN：MOVR1，#data；置数据区首地址MOVDPTR，#7FF8

11、H；端口地址送DPTR，；P2.7=0，且指向通道IN0MOVR7，#08H；置通道个数LOOP：MOVX DPTR，A；启动A/D转换MOVR6，#0AH；软件延时，等待转换结束DELAY：NOPNOPNOPDJNZR6，DELAYMOVX A，DPTR；读取转换结果（1 1）查询方式：）查询方式：MOVR1，A；存储转换结果INCDPTR；指向下一个通道INCR1；修改数据区指针DJNZR7，LOOP；8个通道全采样完；否？未完则继续（2 2）中断方式）中断方式硬件：硬件：需将转换结束线EOC经一非门与AT89S51的 INT1相连，用以中断请求。参考程序如下：参考程序如下：INIT1：SETB IT1；选择外部中断1为跳沿触发方式SETB EA；总中断允许SETB EX1；允许外部中断1中断MOV DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTRMOVA，#00HMOVXDPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换；完成其他的工作中断服务程序：中断服务程序：PINT1：MOVDPTR，#7FF8H；读取结果送内部RAM30H MOVX A，DPTR MOV30H，A MOVA，#00H；启动ADC0809对IN0的转换 MOVX DPTR，A RETI