單片機系統(tǒng)的擴展ppt課件

1、1第九章第九章 單片機系統(tǒng)的擴展單片機系統(tǒng)的擴展docin/sundae_meng2圖圖9-1 89C51最小應(yīng)用系統(tǒng)最小應(yīng)用系統(tǒng)docin/sundae_meng3MCS-51MCS-51系列典型產(chǎn)品資源配置系列典型產(chǎn)品資源配置系列典型芯片I/O口定時/計數(shù)器中斷源串行通信口片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM51系列80C314x8位2x16位51128字節(jié)無80C514x8位2x16位51128字節(jié)4kB掩膜ROM87C514x8位2x16位51128字節(jié)4kB EPROM89C514x8位2x16位51128字節(jié)4kB Flash52系列80C324x8位3x16位61256字節(jié)無80C524x8位3

2、x16位61256字節(jié)8kB掩膜ROM87C524x8位3x16位61256字節(jié)8kB EPROM89C524x8位3x16位61256字節(jié)8kB Flashdocin/sundae_meng4圖圖9-2 89C51單片機三總線擴展方法單片機三總線擴展方法（非總線型的單片機不能采用）（非總線型的單片機不能采用）docin/sundae_meng5圖圖9-3 89C51單片機擴展框圖單片機擴展框圖docin/sundae_meng6圖圖9-4 P0口地址和數(shù)據(jù)復(fù)用圖口地址和數(shù)據(jù)復(fù)用圖ALEP0P2A0-A7DATA OUTA0-A7A8-A15A8-A15docin/sundae_meng7單片

3、機單片機P0口地址和數(shù)據(jù)分離電路口地址和數(shù)據(jù)分離電路docin/sundae_meng8單片機擴展能力單片機擴展能力 受地址信號限制，受地址信號限制，64K空間?？臻g。 程序空間和數(shù)據(jù)空間獨立。程序空間和數(shù)據(jù)空間獨立。 其它功能共用數(shù)據(jù)空間操作方法與數(shù)據(jù)存儲器其它功能共用數(shù)據(jù)空間操作方法與數(shù)據(jù)存儲器相同）。相同）。 控制信號產(chǎn)生方法控制信號產(chǎn)生方法 在指令控制下，自動產(chǎn)生，不用在指令控制下，自動產(chǎn)生，不用BIT操作。如操作。如ALE、/RD、/WR和和/PSEN等。等。docin/sundae_meng99.1 數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器RAM擴展方法擴展方法 常用的數(shù)據(jù)存儲器常用的數(shù)據(jù)存儲器SRA

4、M芯片有芯片有61166264和和62256等。等。docin/sundae_meng10D0D7： 三態(tài)數(shù)據(jù)線三態(tài)數(shù)據(jù)線CE ： 片選線片選線OE ： 讀出選通線讀出選通線WE ： 寫允許信號輸入線寫允許信號輸入線VCC： 電源線，接電源線，接+5VGND: 電源地電源地A0Ai： 地址輸入線，地址輸入線， i=106116），）， i=126264） i=1362128），）， i=1462256）docin/sundae_meng11數(shù)據(jù)存儲器擴展電路數(shù)據(jù)存儲器擴展電路OE6264A7:A0A8-A12D0D774LS573OEGALE89C51D7:D0Q7:Q0RDEAP2.0-P2

5、.4P0CS+5VWEWRP2.7CEdocin/sundae_meng12存儲器片選信號的連接存儲器片選信號的連接 線選法：地址信號直接連接片選。地址不連續(xù)。線選法：地址信號直接連接片選。地址不連續(xù)。 譯碼法：地址組合譯碼后連接片選。增加芯片。譯碼法：地址組合譯碼后連接片選。增加芯片。 編址：地址的確定。編址：地址的確定。 時序配合時序配合 存儲器的時序和單片機提供的時序必須一致見存儲器的時序和單片機提供的時序必須一致見教材教材P217的時序圖）。的時序圖）。docin/sundae_meng13P2.7P2.7P2.5P2.5P2.6P2.6P0P0口口/CE/CE/CE/CE/CE/CE

6、P2.2-2.0P2.2-2.0RAM RAM （2K2K） A10 A9 A8A10 A9 A8P2.5 P2.5 做做 RAM RAM 片選線片選線 （C000HC7FFHC000HC7FFH）P2.2,P2.1,P2.0P2.2,P2.1,P2.0與與P0P0口共同尋址口共同尋址 2K 2K字節(jié)存儲單元字節(jié)存儲單元地址范圍：地址范圍： 110X X000 0000 0000 110X X000 0000 0000 110X X111 1111 1111 110X X111 1111 1111說明：說明：X X可取可取1 1或或0 0，一般取，一般取0 0線選例子：用地址線對外尋址線選例子

7、：用地址線對外尋址 MCS-51MCS-51單片機單片機AD7-0AD7-0D7-0D7-0D7-0D7-0Q7-0Q7-0Q7-0Q7-0鎖存器鎖存器緩沖器緩沖器docin/sundae_meng14P2.7P2.7P2.5P2.5P2.6P2.6P0P0口口/CE/CE/CE/CE/CE/CEP2.2-2.0P2.2-2.0RAM RAM （2K2K） A10 A9 A8A10 A9 A8P2.7 P2.7 做輸出鎖存器的片選線做輸出鎖存器的片選線 地址范圍：地址范圍：011X XXXX XXXX XXXX011X XXXX XXXX XXXXMCS-51MCS-51單片機單片機AD7-0

8、AD7-0D7-0D7-0D7-0D7-0Q7-0Q7-0P2.6 P2.6 做輸入緩沖器的片選線做輸入緩沖器的片選線 地址范圍：地址范圍：101X XXXX XXXX XXXX101X XXXX XXXX XXXX鎖存器鎖存器緩沖器緩沖器( (例例:6000H):6000H)( (例例:A000H):A000H)docin/sundae_meng15P2.7P2.7P2.5P2.5P2.6P2.6/CE/CE/CE/CE/CE/CE常用譯碼器件：常用譯碼器件： 74LS138 74LS138：3-83-8譯碼器譯碼器C C高高A A低）低）譯碼例子：地址線經(jīng)過譯碼器后對外尋址譯碼例子：地址線

9、經(jīng)過譯碼器后對外尋址 P0.7-P0.7-P0.0P0.074LS13874LS138Y0Y0A AB BC CG G G2A G2A G2BG2B0#0#8K8K1#1#8K8K2#2#7#7#+5V+5VMCSMCS-51-51Y1Y1Y2Y2Y7Y7/CE/CE74LS13974LS139：雙：雙2-42-4譯碼器譯碼器0000H0000H1FFFH1FFFH2000H2000H3FFFH3FFFH4000H4000HE000HE000Hdocin/sundae_meng16訪問擴展數(shù)據(jù)存儲器的方法訪問擴展數(shù)據(jù)存儲器的方法如對如對4000H的地址單元操作，指令是：的地址單元操作，指令是：

10、MOV DPTR, #4000HMOVX A, DPTR;讀操作讀操作MOVX DPTR, A;寫操作寫操作操作時，數(shù)據(jù)、地址和操作時，數(shù)據(jù)、地址和/RD，/WR控制信號自動控制信號自動產(chǎn)生，不需要其它指令。產(chǎn)生，不需要其它指令。docin/sundae_meng17C51操作擴展操作擴展RAM的例子的例子 #include unsigned char newdata; unsigned char xdata ramdata _at_ 0 x4000; void main( void ) XBYTE0 x4000 = 0 xaa; newdata = XBYTE0 x4000; ramdata

11、 = 0 xaa; newdata = ramdata; while(1); docin/sundae_meng189.2 程序存儲器程序存儲器flash ROM擴展方法擴展方法 常用常用AT29系列芯片進行擴展。系列芯片進行擴展。三種封裝三種封裝AT29010A的引腳圖的引腳圖docin/sundae_meng19程序存儲器擴展電路程序存儲器擴展電路OE29C010AA7:A0A8-A15CED0D774LS573OEGALE89C51D7:D0Q7:Q0PSENEAP2P0+5VA16docin/sundae_meng20訪問程序存儲器的方法編程不區(qū)分訪問程序存儲器的方法編程不區(qū)分是否擴展

12、）是否擴展）如對如對5000H的地址單元操作，指令是：的地址單元操作，指令是：MOV DPTR, #5000HCLR AMOVC A, A+DPTR;只有讀操作只有讀操作C51的操作方法：的操作方法：#include unsigned char newdata;void main( void ) newdata = CBYTE0 x9000; while(1); docin/sundae_meng21接口：在微型計算機系統(tǒng)中，接口：在微型計算機系統(tǒng)中，CPU 與外部設(shè)備之與外部設(shè)備之間的聯(lián)系，需要有特定的硬件連接和相應(yīng)的軟件間的聯(lián)系，需要有特定的硬件連接和相應(yīng)的軟件控制。完成這一任務(wù)的軟、硬件

13、綜合稱為接口?？刂啤Ｍ瓿蛇@一任務(wù)的軟、硬件綜合稱為接口。端口：指接口電路中那些完成信息傳送，可由程端口：指接口電路中那些完成信息傳送，可由程序?qū)ぶ愤M行讀寫的寄存器。序?qū)ぶ愤M行讀寫的寄存器。四種數(shù)據(jù)傳送方式：無條件、查詢、中斷、四種數(shù)據(jù)傳送方式：無條件、查詢、中斷、DMA可用可用74系列芯片和可編程芯片進行擴展。操作方系列芯片和可編程芯片進行擴展。操作方法與數(shù)據(jù)存儲器相同。法與數(shù)據(jù)存儲器相同。9.3 I/O9.3 I/O端口的擴展方法端口的擴展方法docin/sundae_meng22常用的常用的74系列芯片有：系列芯片有：通常輸出需要鎖存，輸入需要三態(tài)緩沖。通常輸出需要鎖存，輸入需要三態(tài)緩沖。

14、CLR VCC CLR VCC 1Q 8Q 1Q 8Q 1D 8D 1D 8D 2D 7D 2D 7D 2Q 7Q 2Q 7Q 3Q 6Q 3Q 6Q 3D 6D 3D 6D 4D 5D 4D 5D 4Q 5Q 4Q 5Q GND CLKGND CLKOE VCC OE VCC 1D 1Q 1D 1Q 2D 2Q 2D 2Q 3D 3Q 3D 3Q 4D 4Q 4D 4Q 5D 5Q 5D 5Q 6D 6Q 6D 6Q 7D 7Q 7D 7Q 8D 8Q 8D 8Q GND CPGND CPDIR VCC DIR VCC A1 OE A1 OE A2 B1 A2 B1 A3 B2 A3 B2

15、A4 B3 A4 B3 A5 B4 A5 B4 A6 B5 A6 B5 A7 B6 A7 B6 A8 B7 A8 B7 GND B8GND B874LS27374LS24574LS574docin/sundae_meng23利用利用74LS245擴展輸入口擴展輸入口原理：地址、數(shù)據(jù)分離，編址原理：地址、數(shù)據(jù)分離，編址DIR1A12A23A34A45A56A67A78A89B811B712B613B514B415B316B217B118G19U474LS245-1DIR1A12A23A34A45A56A67A78A89B811B712B613B514B415B316B217B118G19U574

16、LS245-2VCCVCCVCCD0-D716 INPUTA1B2C3G2A4G2B5G16Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y015U374LS138OE1D02D13D24D35D46D57D68D79LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019U274HCT573EA/VP31X119X218RESET9INT012INT113T014T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P

17、2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728RD17WR16PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U189C51docin/sundae_meng24簡單簡單I/OI/O擴展電路擴展電路輸出指令：輸出指令： MOV DPTR，#0100H;P2.1=0, P2.0=1 MOVX DPTR， A輸入指令：輸入指令： MOV DPTR，#0200H;P2.1=1, P2.0=0 MOVX A， DPTR注意：注意：273的的CLK在上升沿有效，在上升沿有效，244的的CE在低電平有效。在低電平有效。單片機單片機鎖存器鎖存器74LS273P0.0-P0.7P2.0P

18、2.1RDWRD0 D0 D7D7Q0 Q0 Q7Q7Q0 Q0 Q7Q7D0 D0 D7D7緩沖器緩沖器74LS2441111CLKCLKCE1CE1CE2CE2輸出輸出輸入輸入或門或門docin/sundae_meng25其它常用擴展芯片的連接圖其它常用擴展芯片的連接圖245的的G為低電平有效，為低電平有效，573的的C為高電平有為高電平有效。操作時效。操作時P2.7為低。為低。圖圖9-19 采用采用74系列邏輯電路擴展輸入和輸出接口系列邏輯電路擴展輸入和輸出接口OC1C111D21Q192D32Q183D43Q174D54Q165D65Q156D76Q147D87Q138D98Q1274

19、HCT573G19DIR1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B81174HCT245ORNORP3.6/WR16P2.7/A1528P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039P3.7/RD17MCS-51docin/sundae_meng26用可編程芯片用可編程芯片(8255)(8255)擴展擴展I/OI/O口口docin/sundae_meng27可編程并行可編程并行I/OI/O接口芯片接口芯片825582

20、55管腳管腳PA3 PA4PA3 PA4PA2 PA5PA2 PA5PA1 PA6PA1 PA6PA0 PA7PA0 PA7RD WRRD WRGND D0GND D0A1 D1A1 D1A0 D2A0 D2PC7 D3PC7 D3PC6 D4PC6 D4PC5 D5PC5 D5PC4 D6PC4 D6PC0 D7PC0 D78255PC2 PB7PC2 PB7PC3 PB6PC3 PB6PB0 PB5PB0 PB5PB1 PB4PB1 PB4PB2 PB3PB2 PB3CS RESETCS RESETPC1 VCCPC1 VCC40 PIN82558255的基本特性與引腳：的基本特性與引腳：

21、 PA PA，PBPB，PC PC 三個三個8 8位位I/OI/O口口; ; PC PC口分高口分高4 4位和低位和低4 4位。高位。高4 4位位 可與可與PAPA口合為一組口合為一組(A(A組組),),低低4 4 位可與位可與PBPB口合為一組口合為一組(B(B組組) )。 3 3種工作方式。內(nèi)部有種工作方式。內(nèi)部有4 4個寄存?zhèn)€寄存 器，由器，由A1,A0A1,A0與讀與讀, ,寫信號選擇。寫信號選擇。 片選低有效片選低有效, ,復(fù)位高有效。復(fù)位高有效。 PC PC可按位置位可按位置位/ /復(fù)位。復(fù)位。 40 40條引腳，條引腳，DIPDIP封裝。須注意封裝。須注意 VCC VCC與與GN

22、DGND引腳的位置。引腳的位置。 一個一個8 8位的數(shù)據(jù)口位的數(shù)據(jù)口D0D0D7D7。docin/sundae_meng2882558255的的PA,PB,PCPA,PB,PC口有三種工作方式：口有三種工作方式： 三種方式中只有方式三種方式中只有方式0 0用得最多且最容易使用。用得最多且最容易使用。 基本輸入基本輸入/ /輸出方式就是簡單輸入輸出方式就是簡單輸入/ /輸出方式。輸出方式。 方式方式1 1 和方式和方式2 2 使用復(fù)雜。因單片機能自動提供使用復(fù)雜。因單片機能自動提供 各種應(yīng)答信號，這兩種方式已不用于單片機系統(tǒng)。各種應(yīng)答信號，這兩種方式已不用于單片機系統(tǒng)。工作方式工作方式A口口B口

23、口C口口0基本輸入基本輸入/輸出輸出輸出鎖存輸出鎖存, 輸入三態(tài)輸入三態(tài)基本輸入基本輸入/輸出輸出輸出鎖存輸出鎖存, 輸入三態(tài)輸入三態(tài)基本輸入基本輸入/輸出輸出輸出鎖存輸出鎖存, 輸入三態(tài)輸入三態(tài)1應(yīng)答式輸入應(yīng)答式輸入/輸出輸出輸入輸入/輸出均鎖存輸出均鎖存應(yīng)答式輸入應(yīng)答式輸入/輸出輸出輸入輸入/輸出均鎖存輸出均鎖存提供提供A口和口和B口的口的應(yīng)答信號應(yīng)答信號2應(yīng)答式雙向輸入應(yīng)答式雙向輸入/輸出輸出輸入輸入/輸出均鎖存輸出均鎖存B口無此方式口無此方式提供提供A口的口的應(yīng)答信號應(yīng)答信號docin/sundae_meng29PAPA，PBPB，PCPC口的三種工作方式示意圖：口的三種工作方式示意圖

24、：RD WR D7D0 A1 A0RD WR D7D0 A1 A0地址總線地址總線控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線A AB BC CPA0-7PA0-7PB0-7PB0-7PC4-7PC4-7PC0-3PC0-3A A組組B B組組82558255的方式的方式 0 0A AB BPA0-7PA0-7PB0-7PB0-7控制線控制線控制線控制線A A組組B B組組A AB BPA0-7PA0-7PB0-7PB0-7控制線控制線I/OI/OA A組組B B組組7 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0PCPC口口82558255的方式的方式 1 182558255的方式的方式 2

25、 27 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0PCPC口口docin/sundae_meng3082558255的端口選擇表：的端口選擇表：注意：對注意：對A A，B B，C C 三個口的任何讀三個口的任何讀/ /寫操作，就是對寫操作，就是對 PA PA，PBPB，PCPC這三個寄存器進行這三個寄存器進行I/OI/O操作操作 第第4 4個寄存器是控制字寄存器個寄存器是控制字寄存器( (命令字寄存器命令字寄存器) )A1A0A1A0RDRDWRWRCSCS操操 作作 說說 明明0 00 00 01 10 0CPUCPU讀取讀取PAPA口數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)從從82558255的的I/OI

26、/O口口讀有效讀有效0 10 1CPUCPU讀取讀取PBPB口數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)1 01 0CPUCPU讀取讀取PCPC口數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)0 00 01 10 0CPUCPU向向PAPA口輸出數(shù)據(jù)口輸出數(shù)據(jù)向向82558255的的I/OI/O口口寫有效寫有效0 10 1CPUCPU向向PBPB口輸出數(shù)據(jù)口輸出數(shù)據(jù)1 01 0CPUCPU向向PCPC口輸出數(shù)據(jù)口輸出數(shù)據(jù)1 11 11 10 00 0對對控制寄存器控制寄存器寫控制字寫控制字初始化初始化82558255時必須做的工作時必須做的工作X X X X X XX X1 1沒有選中，沒有選中，82558255不工作不工作82558255對系統(tǒng)總線呈對系統(tǒng)總

27、線呈高阻態(tài)高阻態(tài)1 11 10 01 10 0非法狀態(tài)非法狀態(tài)控制寄存器只能寫不能讀控制寄存器只能寫不能讀X XX X1 11 10 0非法狀態(tài)非法狀態(tài)82558255對系統(tǒng)總線呈對系統(tǒng)總線呈高阻態(tài)高阻態(tài)docin/sundae_meng318255方式選擇及方式控制字方式選擇及方式控制字方式選擇控制字方式選擇控制字 各口控制位定義：各口控制位定義：1輸入，輸入，0輸出輸出D7D6D5D4D3D2D1D0 C C口下半部控制位口下半部控制位B B口控制位口控制位B B組方式控制位，組方式控制位，D2=1D2=1方式方式1 1，反之方式，反之方式0 0C C口上半部控制位口上半部控制位A A口控

28、制位口控制位A A組方式控制組方式控制 D6D5=00 D6D5=00 方式方式0 0 01 方式1 1X 方式2總控制選擇位總控制選擇位 D7=1 D7=1 選擇選擇A A、B B、C C口工作方式口工作方式 D7=0 C口進行位操作docin/sundae_meng32 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 特征位特征位=0=0Dont care bitsDont care bits選中的選中的位將要位將要輸出的輸出的狀態(tài)狀態(tài)= 0= 0，清，清0 0= 1= 1，置，置1 182558255控制寄存器可對控制寄存器可對PCPC口按位進行口按位進行“置置1 1和和“清清0 0操作

29、。操作。具體命令格式如下具體命令格式如下: :（地址同樣是：（地址同樣是：A1,A0 = A1,A0 = 1111）例如：設(shè)例如：設(shè)82558255的控制寄存器在的控制寄存器在系統(tǒng)中的地址是系統(tǒng)中的地址是: 0003H,: 0003H,要將要將PC5PC5引腳置引腳置 1, 1, 可用如下指令可用如下指令完成：完成： MOV DPTR MOV DPTR，#0003H#0003H MOV A MOV A， #0BH #0BH MOVX DPTR MOVX DPTR，A AD3D3D2D2D1D1選中選中PCxPCx引腳引腳0 00 00 0PC0PC00 00 01 1PC1PC10 01 10

30、 0PC2PC20 01 11 1PC3PC31 10 00 0PC4PC41 10 01 1PC5PC51 11 10 0PC6PC61 11 11 1PC7PC7docin/sundae_meng3382558255與單片機的連接：與單片機的連接：AT89C51AT89C518255825574LS37374LS373P0.0-P0.7P0.0-P0.7ALEALEP2.7P2.78D8DQ0Q0Q1Q1CSCSRESETRESETA0A0A1A1D0-D7D0-D7G GEAEAOEOERESETRESETRDRDWRWRWRWRRDRD+5VPAPCPBP2.7P2.7接片選接片選/C

31、S/CS端端,8255,8255的的( (一組一組) )寄存器地址可以是：寄存器地址可以是：PAPA口口:7000H PB:7000H PB口口:7001H PC:7001H PC口口:7002H :7002H 命令口命令口:7003H:7003Hdocin/sundae_meng3482558255的其它連接方式的其它連接方式cscs不同）：不同）：AT89C51AT89C518255825574LS37374LS373P0.0-P0.7P0.0-P0.7ALEALE8D8DQ0Q0Q1Q1Q7Q7CSCSRESETRESETA0A0A1A1D0-D7D0-D7G GEAEAOEOERESE

32、TRESETRDRDWRWRWRWRRDRD+5VPAQ7Q7接片選接片選/CS/CS端端,8255,8255的的( (一組一組) )寄存器地址可以是：寄存器地址可以是：PAPA口口:0000H PB:0000H PB口口:0001H PC:0001H PC口口:0002H :0002H 命令口命令口:0003H:0003H也可以是：也可以是：007CH,007DH,007EH,007FH007CH,007DH,007EH,007FHPC7PC7PC0PC0微型微型 打印機打印機docin/sundae_meng358255的初始化的初始化例如，要求例如，要求82558255為方式為方式0 0

33、，PAPA、PBPB和和PCPC口都為輸出?？诙紴檩敵觥?MOV DPTR, #7003H MOV DPTR, #7003H ；82558255控制口地址控制口地址 MOV A MOV A， #80H #80H ；滿足以上要求的控制字；滿足以上要求的控制字 MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A ；控制字送入；控制字送入82558255控制口控制口如要求為方式如要求為方式0 0，PAPA輸出，輸出，PBPB和和PCPC輸入，則控制字為：輸入，則控制字為：MOV A, #8BHMOV A, #8BH設(shè)置設(shè)置8255三個端口的工作方式主要使用方式三個端口的工作方式主要使用方式0和輸入、

34、輸出方式。和輸入、輸出方式。docin/sundae_meng3682558255應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：A A、B B和和C C口輸出方波口輸出方波 ORG 0000H ORG 0000HWAVE: MOV DPTR,#03H ;8255 WAVE: MOV DPTR,#03H ;8255 控制字寄存器地址控制字寄存器地址 MOV A, #80H ; MOV A, #80H ;初始化初始化A,B,CA,B,C口為基本輸出口口為基本輸出口 MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A MOV A, #55H ;8 MOV A, #55H ;8位高位高/ /低電平相間輸出低電平相間輸出REPT

35、: MOV DPTR,#00H ;8255 AREPT: MOV DPTR,#00H ;8255 A口地址口地址 MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A INC DPTR ;8255 B INC DPTR ;8255 B口地址口地址01H01H） MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A INC DPTR ;8255 C INC DPTR ;8255 C口地址口地址10H10H） MOVX DPTR, A MOVX DPTR, A LCALL DELY1S ; LCALL DELY1S ;延時延時 CPL A ; CPL A ;取反取反 SJMP RETP ; SJMP

36、RETP ;循環(huán)：輸出連續(xù)波形循環(huán)：輸出連續(xù)波形docin/sundae_meng3782558255應(yīng)用例子：應(yīng)用例子：A.B.CA.B.C口輸出方波口輸出方波PA0輸出PA1輸出PA2輸出PA3輸出PA4輸出PA5輸出PA6輸出PA7輸出PB0輸出docin/sundae_meng38非總線方式擴展系統(tǒng)資源非總線方式擴展系統(tǒng)資源擴展的功能包括擴展的功能包括I/OI/O端口和端口和D/AD/A轉(zhuǎn)換等簡單功能。轉(zhuǎn)換等簡單功能。特點：使用靈活，編程不如總線方式簡練。特點：使用靈活，編程不如總線方式簡練。圖中可使用多個鎖存器擴展輸出端口。圖中可使用多個鎖存器擴展輸出端口。docin/sundae_

37、meng399.4 A/D和和D/A轉(zhuǎn)換器擴展方法轉(zhuǎn)換器擴展方法 在工業(yè)系統(tǒng)的控制和測量等場合，在工業(yè)系統(tǒng)的控制和測量等場合，常用到模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。常用到模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。微微機機功放功放放大放大A/DD/A執(zhí)行部件執(zhí)行部件傳感器傳感器工工業(yè)業(yè)系系統(tǒng)統(tǒng)docin/sundae_meng40 在其它控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合，也需要模數(shù)和數(shù)在其它控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合，也需要模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。模轉(zhuǎn)換器。連續(xù)變化的物理量連續(xù)變化的物理量 如：溫度、壓力、流量如：溫度、壓力、流量 速度、位移等速度、位移等物理過程物理過程微微 機機傳感器傳感器A/DD/A執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)物理過程物理過程v / iDataDat

38、a過程控制示意圖過程控制示意圖模擬量模擬量docin/sundae_meng41一、一、D/AD/A轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理 常用的是形電阻網(wǎng)絡(luò)常用的是形電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換器，輸出轉(zhuǎn)換器，輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系，電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)系，因為輸出電壓與電流成比例關(guān)系，而因為輸出電壓與電流成比例關(guān)系，而電流電流 In = 2In-1 In = 2In-19.4.1 D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用docin/sundae_meng42權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換 與與T T形電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的原理相似形電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的原理相似VoVo- -（D3/R+D2/2R+

39、D1/4R+D0/8RD3/R+D2/2R+D1/4R+D0/8R）VrVrRfRfdocin/sundae_meng43二、二、D/AD/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1 1、分辨率、分辨率分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位LSBLSB發(fā)生變化時，發(fā)生變化時，所對應(yīng)的輸出模擬量常為電壓的變化量。它反映了輸所對應(yīng)的輸出模擬量常為電壓的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。出模擬量的最小變化值。分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成FS FS /2n/2n。FSFS表示滿量程輸入值，表示滿量程輸

40、入值，n n為二進制位數(shù)。對于為二進制位數(shù)。對于5V5V的滿的滿量程，采用位的量程，采用位的DACDAC時，分辨率為時，分辨率為5V/2565V/25619.5mV19.5mV；當(dāng)采；當(dāng)采用用1212位的位的DACDAC時，分辨率則為時，分辨率則為5V/40965V/40961.22mV1.22mV。顯然，位。顯然，位數(shù)越多分辨率就越高。數(shù)越多分辨率就越高。2 2、線性度、線性度線性度也稱非線性誤差是實際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想線性度也稱非線性誤差是實際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對于滿量程的百分?jǐn)?shù)直線特性之間的最大偏差。常以相對于滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。如是指實際輸出值與理論值之差

41、在滿刻度表示。如是指實際輸出值與理論值之差在滿刻度的以內(nèi)。的以內(nèi)。docin/sundae_meng443、絕對精度和相對精度、絕對精度和相對精度絕對精度簡稱精度是指在整個刻度范圍內(nèi)，任絕對精度簡稱精度是指在整個刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)碼所對應(yīng)的模擬量實際輸出值與理論值之一輸入數(shù)碼所對應(yīng)的模擬量實際輸出值與理論值之間的最大誤差。絕對精度是由間的最大誤差。絕對精度是由DAC的增益誤差當(dāng)?shù)脑鲆嬲`差當(dāng)輸入數(shù)碼為全輸入數(shù)碼為全1時，實際輸出值與理想輸出值之差）、時，實際輸出值與理想輸出值之差）、零點誤差數(shù)碼輸入為全時，零點誤差數(shù)碼輸入為全時，DAC的非零輸出的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對

42、精度即值）、非線性誤差和噪聲等引起的。絕對精度即最大誤差應(yīng)小于最大誤差應(yīng)小于1個個LSB。相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對于滿刻度的百分比表示。對于滿刻度的百分比表示。docin/sundae_meng454、建立時間、建立時間建立時間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時，輸建立時間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時，輸出模擬信號達(dá)到滿刻度值的出模擬信號達(dá)到滿刻度值的1/2LSB所需的時間。所需的時間。是描述是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個動態(tài)指標(biāo)。轉(zhuǎn)換速率的一個動態(tài)指標(biāo)。電流輸出型電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型的建立時間短。電壓輸出型D

43、AC的建立時間主要決定于運算放大器的響應(yīng)時間。根的建立時間主要決定于運算放大器的響應(yīng)時間。根據(jù)建立時間的長短，可以將據(jù)建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（分成超高速（1S)、高速、高速101S）、中速）、中速10010S）、）、低速（低速（100S幾檔。幾檔。 應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但應(yīng)當(dāng)注意，精度和分辨率具有一定的聯(lián)系，但概念不同。概念不同。DAC的位數(shù)多時，分辨率會提高，對的位數(shù)多時，分辨率會提高，對應(yīng)于影響精度的量化誤差會減小。但其它誤差應(yīng)于影響精度的量化誤差會減小。但其它誤差如溫度漂移、線性不良等的影響仍會使如溫度漂移、線性不良等的影響仍會使DAC的精度變差。的精度

44、變差。docin/sundae_meng46三、三、DAC0832DAC0832芯片及其與單片機接口芯片及其與單片機接口 DAC0832 DAC0832是使用非常普遍的位是使用非常普遍的位D/AD/A轉(zhuǎn)換器，由于其片轉(zhuǎn)換器，由于其片內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機接口。內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機接口。DAC0832DAC0832以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運算以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運算放大器。屬于該系列的芯片還有放大器。屬于該系列的芯片還有DAC0830DAC0830、DAC0831DAC0831，它們，它們可以相互代換精度不同）。可

45、以相互代換精度不同）。DAC0832DAC0832主要特性：主要特性：分辨率位；分辨率位；電流建立時間電流建立時間SS；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；T T形電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；形電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；邏輯電平輸入與邏輯電平輸入與TTLTTL電平兼容；電平兼容；單電源供電（單電源供電（5V5V15V15V），低功耗，），低功耗，20m20m。 docin/sundae_meng47DAC 0832 DAC 0832 引腳定義引腳定義CS VCCCS VCCWR1 ILEWR1 ILEAGND WR2AGND WR2D3 XFERD3 XFERD2 D4D2

46、D4D1 D5 D1 D5 D0 D6D0 D6Vref D7Vref D7Rfb Iout2Rfb Iout2DGND Iout1DGND Iout1DAC0832DAC083220 PIN DIP20 PIN DIP封裝封裝D0D7：8位數(shù)字量輸入端位數(shù)字量輸入端/CS： 片選端，低有效片選端，低有效ILE： 數(shù)據(jù)鎖存允許數(shù)據(jù)鎖存允許,高有效高有效/WR1： 寫控制信號寫控制信號1,低有效低有效/WR2： 寫控制信號寫控制信號2,低有效低有效/XFER： 數(shù)據(jù)傳送控制信號數(shù)據(jù)傳送控制信號Iout1： 電流輸出端電流輸出端1Iout2： 電流輸出端電流輸出端2Rfb： 內(nèi)置反饋電阻端內(nèi)置反饋

47、電阻端Vref: 參考電壓源參考電壓源,-10+10VDGND：數(shù)字量地：數(shù)字量地AGND：模擬量地：模擬量地Vcc: +5+15V單電源供電端單電源供電端docin/sundae_meng48DAC 0832DAC 0832內(nèi)部框圖內(nèi)部框圖RfbRfb：內(nèi)置反饋電阻端。：內(nèi)置反饋電阻端。VrefVref：參考電壓源：參考電壓源,-10+10V,-10+10V方框中方框中LE1LE1、LE2LE2高有效，跟隨；為低時鎖存高有效，跟隨；為低時鎖存docin/sundae_meng49DAC0832DAC0832與單片機的連接與單片機的連接89C5189C51單片機單片機DAC0832DAC083

48、2P0.0P0.7P0.0P0.7P2.0P2.08 8位位DI0DI7DI0DI7EAEAWRWRXFERXFERCSCS+5V+5V6MHz6MHz30p30p2 2WR1WR1WR2WR2+5V+5VVccVccVrefVrefILEILE + +uA741uA741-12V-12V+12V+12VGNDGNDAGNDAGNDDGNDDGNDIout1Iout1Iout2Iout2RfbRfb接接示示波波器器編程：輸出與數(shù)字量編程：輸出與數(shù)字量DATADATA相對應(yīng)的模擬量：相對應(yīng)的模擬量：MOVMOVDPTRDPTR，#0FEFFH#0FEFFHMOVMOVA A，#DATA#DATA

49、MOVXMOVXDPTR,ADPTR,Adocin/sundae_meng50輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量模擬量輸出模擬量輸出（V V）MSB LSBMSB LSB1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1-VREF (255/256)-VREF (255/256)1 0 0 0 0 0 1 01 0 0 0 0 0 1 0-VREF (130/256)-VREF (130/256)1 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0-VREF (128/256)-VREF (128/256)0 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1-VREF (127/2

50、56)-VREF (127/256)0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0-VREF (0/256)-VREF (0/256)輸出電壓的輸出電壓的D/AD/A關(guān)系關(guān)系= - Vref= - VrefD/256D/256，可接反相器得到正電壓。，可接反相器得到正電壓。數(shù)數(shù)字字量量與與模模擬擬量量的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換關(guān)關(guān)系：系： docin/sundae_meng51DAC0832與與80C51單片機的連接方式單片機的連接方式1、直通工作方式單片機鎖存）、直通工作方式單片機鎖存）當(dāng)當(dāng)DAC0832芯片的片選信號、寫信號、及傳送控制信芯片的片選信號、寫信號、及傳送控制信號的引腳全部接地

51、，允許輸入鎖存信號號的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號ILE引腳接引腳接5V時，即為直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接時，即為直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進入進入DAC寄存器，進行寄存器，進行D/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。docin/sundae_meng522、單緩沖工作方式、單緩沖工作方式 此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)。路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)。 docin/sundae_meng533、雙緩沖工作方式、雙緩沖工作方式 多路多路D/A轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進行，轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進行，就應(yīng)該采用雙緩沖器

52、同步方式就應(yīng)該采用雙緩沖器同步方式 。docin/sundae_meng54DAC0832DAC0832的應(yīng)用及編程舉例單緩沖方式）的應(yīng)用及編程舉例單緩沖方式）例例1 1 產(chǎn)生矩形波產(chǎn)生矩形波例例2 2 產(chǎn)生鋸齒波產(chǎn)生鋸齒波 MOV DPTR,#0FEFFH MOV DPTR,#0FEFFHLL:MOV ALL:MOV A，#00H ;#00H ;低電平低電平 MOVX DPTR,A ; MOVX DPTR,A ;送轉(zhuǎn)換送轉(zhuǎn)換 LCALL DMS1 ; LCALL DMS1 ;低寬度低寬度 MOV A MOV A，#0FFH ;#0FFH ;高電平高電平 MOVX DPTR,A ; MOVX

53、DPTR,A ;送轉(zhuǎn)換送轉(zhuǎn)換 LCALL DMS2 ; LCALL DMS2 ;高寬度高寬度 SJMP LL SJMP LL MOV A MOV A，#00H ;#00H ;起始值起始值 MOV DPTR,#0FEFFH MOV DPTR,#0FEFFHMMMM：MOVX DPTR,A ;MOVX DPTR,A ;送轉(zhuǎn)換送轉(zhuǎn)換 INC A INC A NOP NOP NOP NOP NOP ; NOP ;決定坡度決定坡度 SJMP MM SJMP MMdocin/sundae_meng55例例3 3產(chǎn)生三角波產(chǎn)生三角波 MOV A MOV A，#00H#00H MOV DPTR,#0FEFFH

54、 MOV DPTR,#0FEFFHSS1: MOVX DPTR,A ;SS1: MOVX DPTR,A ;送轉(zhuǎn)換送轉(zhuǎn)換 NOP NOP NOP NOP NOP NOPSS2: INC A ;SS2: INC A ;等速上升等速上升 JNZ SS1 JNZ SS1SS3: DEC ASS3: DEC A MOVX DPTR MOVX DPTR，A A NOP NOP NOP NOP NOP ; NOP ;等速下降等速下降 JNZ SS3 JNZ SS3 SJMP SS2 SJMP SS2同樣的編程思路，若要產(chǎn)生同樣的編程思路，若要產(chǎn)生如下的梯形波也很容易：如下的梯形波也很容易：三角波三角波梯形波

55、梯形波docin/sundae_meng56例例4 4 正弦波電壓輸出正弦波電壓輸出可用查表法：將一個周期內(nèi)電壓變化的幅值可用查表法：將一個周期內(nèi)電壓變化的幅值(0(05V)5V)按按8 8位位D/AD/A分辨率分為分辨率分為256256個數(shù)值列成個數(shù)值列成表格，然后依次將這些數(shù)字量送到表格，然后依次將這些數(shù)字量送到D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換輸出。只要循環(huán)不斷地送數(shù)，在輸出端就能輸出。只要循環(huán)不斷地送數(shù)，在輸出端就能獲得連續(xù)正弦波輸出。獲得連續(xù)正弦波輸出。 SIN SIN： MOV MOV R7R7，#00H#00H DAS0 DAS0：MOV MOV A A，R7 R7 ； MOV MOV DPT

56、RDPTR，#TAB#TAB；設(shè)指；設(shè)指針針 MOVC AMOVC A，A+DPTR A+DPTR ；取數(shù)據(jù)；取數(shù)據(jù) MOV MOV DPTRDPTR，#8000H#8000H MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；送；送D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 INC INC R7 R7 ；修改偏移量；修改偏移量 AJMP AJMP DAS0DAS0 TAB TAB： DB DB 80H80H，83H83H，86H86H，89H89H，8DH8DH，90H90H DB DB93H93H，96H96H，99H99H，9CH9CH，9FH9FH，0A2H0A2H DB DB 0A5H0A5H，0A8H0A

57、8H，0ABH0ABH，0AEH0AEH DB DB 6FH6FH，72H72H，76H76H，79H79H，7CH7CH，80H80Hdocin/sundae_meng579.4.2 A/D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用一、逐次逼近式一、逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換的基本原理轉(zhuǎn)換的基本原理docin/sundae_meng58二、雙積分式二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理兩次積分完成轉(zhuǎn)換。兩次積分完成轉(zhuǎn)換。T固定，固定，T1與與Vin成成比例。比例。三、電壓頻率型轉(zhuǎn)換三、電壓頻率型轉(zhuǎn)換由壓控振蕩器得到相應(yīng)的頻率，測量其頻率由壓控振蕩器得到相應(yīng)的頻率，測量其頻率即完成了轉(zhuǎn)換。即完成了轉(zhuǎn)換。do

58、cin/sundae_meng59不同不同A/D轉(zhuǎn)換方式的特點轉(zhuǎn)換方式的特點1、逐次逼近式、逐次逼近式轉(zhuǎn)換速度較快、精度較高、價格適中。轉(zhuǎn)換速度較快、精度較高、價格適中。2、雙積分式、雙積分式精度高、抗干擾性強、速度慢。精度高、抗干擾性強、速度慢。3、V/F式式精度高、速度慢、定標(biāo)麻煩。精度高、速度慢、定標(biāo)麻煩。docin/sundae_meng60四、四、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)1、分辨率、分辨率ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個相的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二進鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二進制的位數(shù)表示。例如制的

59、位數(shù)表示。例如12位位ADC的分辨率就是的分辨率就是12位，或者說分辨率為滿刻度位，或者說分辨率為滿刻度FS的的1/212。一。一個個10V滿刻度的滿刻度的12位位ADC能分辨輸入電壓變能分辨輸入電壓變化的最小值是化的最小值是10V1/212=2.4mV。docin/sundae_meng612、量化誤差、量化誤差A(yù)DC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進行量化而引起的誤差。的有限位數(shù)對模擬量進行量化而引起的誤差。實際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，實際上，要準(zhǔn)確表示模擬

60、量，ADC的位數(shù)需很的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個分辨率有限的大甚至無窮大。一個分辨率有限的ADC的階梯的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換特性曲線直線之間的最大偏差即是量化誤特性曲線直線之間的最大偏差即是量化誤差。差。 docin/sundae_meng623、偏移誤差、偏移誤差偏移誤差是指輸入信號為零時，輸出信號不偏移誤差是指輸入信號為零時，輸出信號不為零的值，所以有時又稱為零值誤差。假定為零的值，所以有時又稱為零值誤差。假定ADC沒有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各沒有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點的連線必定是直線，這條直線與橫階梯中點