第四章智能儀器信號(hào)輸出通道

1、第四章第四章 智能儀器的信號(hào)輸出通道智能儀器的信號(hào)輸出通道 4.1 4.1模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 4.2 D/A4.2 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 4.3 4.3 步進(jìn)電機(jī)控制及其與微機(jī)的接口步進(jìn)電機(jī)控制及其與微機(jī)的接口 4.4 4.4 開關(guān)量輸出通道開關(guān)量輸出通道4.14.1模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 模擬量輸出通道的作用是將經(jīng)智能儀器處模擬量輸出通道的作用是將經(jīng)智能儀器處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。模擬量輸出理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。模擬量輸出通道一般由通道一般由D/AD/A轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器（DACDAC）、多路模擬）、多路模擬開關(guān)、采樣開關(guān)

2、、采樣/ /保持器等組成。保持器等組成。DACDAC是模擬量輸是模擬量輸出通道的關(guān)鍵部件，本節(jié)主要討論出通道的關(guān)鍵部件，本節(jié)主要討論DACDAC的性的性能及其與微機(jī)的接口。能及其與微機(jī)的接口。4.1.14.1.1模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu) 各通道有獨(dú)立各通道有獨(dú)立DAC的結(jié)構(gòu)。如圖的結(jié)構(gòu)。如圖3-39所示，所示，這種結(jié)構(gòu)中各路采用獨(dú)立的這種結(jié)構(gòu)中各路采用獨(dú)立的DAC，各路輸出信號(hào)的，各路輸出信號(hào)的保持由各自的數(shù)字鎖存器實(shí)現(xiàn)。各路輸出可以單獨(dú)保持由各自的數(shù)字鎖存器實(shí)現(xiàn)。各路輸出可以單獨(dú)刷新，工作速度快。刷新，工作速度快。 各通道共享各通道共享DAC的結(jié)構(gòu)。如圖的結(jié)構(gòu)。如圖3-40所

3、示，這所示，這種結(jié)構(gòu)中各路共享一個(gè)種結(jié)構(gòu)中各路共享一個(gè)DAC，分時(shí)輸出到采樣保持，分時(shí)輸出到采樣保持器中。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是僅用一個(gè)器中。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是僅用一個(gè)DAC，但是由于，但是由于每個(gè)通道要有足夠的采樣時(shí)間，因此工作速度慢。每個(gè)通道要有足夠的采樣時(shí)間，因此工作速度慢。由于多路模擬開關(guān)和由于多路模擬開關(guān)和S/H電路要引入一定的誤差，電路要引入一定的誤差，因此輸出精度較低。因此輸出精度較低。圖圖4-1(a) 各通道有獨(dú)立各通道有獨(dú)立DAC的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖圖4-1（b) 各通道共享各通道共享DAC的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)4.1.24.1.2模擬量輸出通道的特點(diǎn)模擬量輸出通道的特點(diǎn)v（1 1）小信號(hào)輸出，大功

4、率控制。）小信號(hào)輸出，大功率控制。 v（2 2）是一個(gè)輸出通道。）是一個(gè)輸出通道。 v（3 3）接近控制對(duì)象，環(huán)境惡劣。）接近控制對(duì)象，環(huán)境惡劣。 4.2.1 DAC的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo)(1) 分辨率分辨率 分辨率指分辨率指DAC輸入數(shù)字量最低位產(chǎn)生一輸入數(shù)字量最低位產(chǎn)生一個(gè)數(shù)碼變化時(shí)輸出模擬量的變化量與輸出滿個(gè)數(shù)碼變化時(shí)輸出模擬量的變化量與輸出滿刻度值的百分比?？潭戎档陌俜直取位位DAC的分辨率為的分辨率為1/2n100%，分辨率的大小與，分辨率的大小與DAC位數(shù)有關(guān)，位數(shù)有關(guān)，因此，常用位數(shù)表示分辨率。分辨率表示了因此，常用位數(shù)表示分辨率。分辨率表示了DAC理論上可以達(dá)到的精度。

5、理論上可以達(dá)到的精度。4.2 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器(2)標(biāo)稱滿量程和實(shí)際滿量程標(biāo)稱滿量程和實(shí)際滿量程 v 標(biāo)稱滿量程（標(biāo)稱滿量程（NFS）是指相應(yīng)于數(shù)字量標(biāo)稱值）是指相應(yīng)于數(shù)字量標(biāo)稱值的模擬輸出量。但實(shí)際數(shù)字量最大為的模擬輸出量。但實(shí)際數(shù)字量最大為2n1，要比標(biāo)，要比標(biāo)稱值小一個(gè)稱值小一個(gè)LSB，因此，實(shí)際滿量程（，因此，實(shí)際滿量程（AFS）要比）要比標(biāo)稱滿量程（標(biāo)稱滿量程（NFS）小一個(gè)）小一個(gè)LSB增量。即增量。即 AFS = NFS1LSB增量增量= NFSv例如，一個(gè)例如，一個(gè)8位位D/A轉(zhuǎn)換器，參考電壓為轉(zhuǎn)換器，參考電壓為-5V時(shí)，其時(shí)，其標(biāo)稱滿量程為標(biāo)稱滿量程為+5V，而實(shí)際滿量程為

6、。，而實(shí)際滿量程為。 255( 5V)4.98V256 nn212(3) 建立時(shí)間建立時(shí)間 建立時(shí)間指從輸入數(shù)字量變化時(shí)開始建立時(shí)間指從輸入數(shù)字量變化時(shí)開始到輸出模擬量達(dá)到穩(wěn)定值所需的時(shí)間，到輸出模擬量達(dá)到穩(wěn)定值所需的時(shí)間，一般用輸入數(shù)字量從全一般用輸入數(shù)字量從全0變?yōu)槿優(yōu)槿?時(shí)，輸時(shí)，輸出模擬量達(dá)到允許誤差范圍出模擬量達(dá)到允許誤差范圍(1/2LSB) 以內(nèi)的終值所需時(shí)間來表示。在不含運(yùn)以內(nèi)的終值所需時(shí)間來表示。在不含運(yùn)放的集成放的集成DAC中，建立時(shí)間最短可達(dá)中，建立時(shí)間最短可達(dá)0.1s，在含有運(yùn)放的集成，在含有運(yùn)放的集成DAC中，建立中，建立時(shí)間最短可達(dá)時(shí)間最短可達(dá)1.5s以內(nèi)。以內(nèi)。

7、在外加運(yùn)放組成完整的在外加運(yùn)放組成完整的DAC時(shí)，完時(shí)，完成一次轉(zhuǎn)換的時(shí)間應(yīng)包括建立時(shí)間與運(yùn)成一次轉(zhuǎn)換的時(shí)間應(yīng)包括建立時(shí)間與運(yùn)放的上升時(shí)間（或下降時(shí)間），若運(yùn)放放的上升時(shí)間（或下降時(shí)間），若運(yùn)放輸出電壓的變化率為輸出電壓的變化率為SR，則完成一次轉(zhuǎn)，則完成一次轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為換的最大時(shí)間為 T max=tS+Vo(max)/SR（3-25） 式中，式中，Vo(max)為輸出電壓的最大值；為輸出電壓的最大值； t s為為建立時(shí)間。建立時(shí)間。(4)轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差 轉(zhuǎn)換誤差指轉(zhuǎn)換誤差指DAC實(shí)際轉(zhuǎn)換特性與理論轉(zhuǎn)實(shí)際轉(zhuǎn)換特性與理論轉(zhuǎn)換特性的最大偏差。就是對(duì)于所有數(shù)字量，換特性的最大偏差。就是對(duì)于所有

8、數(shù)字量，實(shí)際轉(zhuǎn)換的模擬量與理論轉(zhuǎn)換的模擬量之差實(shí)際轉(zhuǎn)換的模擬量與理論轉(zhuǎn)換的模擬量之差的最大值。轉(zhuǎn)換誤差常用最低有效位的倍數(shù)的最大值。轉(zhuǎn)換誤差常用最低有效位的倍數(shù)表示，例如，轉(zhuǎn)換誤差為表示，例如，轉(zhuǎn)換誤差為1LSB，表明輸出電，表明輸出電壓的實(shí)際值與理論值之差小于、等于輸入為壓的實(shí)際值與理論值之差小于、等于輸入為單位數(shù)字量（單位數(shù)字量（001）時(shí)的輸出電壓。）時(shí)的輸出電壓。 DAC的轉(zhuǎn)換誤差也可以用輸出電壓滿刻度的轉(zhuǎn)換誤差也可以用輸出電壓滿刻度（FSR）的百分比表示，例如，轉(zhuǎn)換誤差為）的百分比表示，例如，轉(zhuǎn)換誤差為0.2%FSR，說明實(shí)際輸出電壓與理論值的最大，說明實(shí)際輸出電壓與理論值的最大差值

9、是滿刻度的差值是滿刻度的0.2%。 造成造成DAC轉(zhuǎn)換誤差的原因有參考電壓的波轉(zhuǎn)換誤差的原因有參考電壓的波動(dòng)、運(yùn)放的零點(diǎn)漂移、模擬開關(guān)的導(dǎo)通內(nèi)阻和動(dòng)、運(yùn)放的零點(diǎn)漂移、模擬開關(guān)的導(dǎo)通內(nèi)阻和導(dǎo)通壓降、電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻值的偏差等因素。導(dǎo)通壓降、電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻值的偏差等因素。不同因素引起的轉(zhuǎn)換誤差各有特點(diǎn)，根據(jù)誤差不同因素引起的轉(zhuǎn)換誤差各有特點(diǎn)，根據(jù)誤差特點(diǎn)的不同將其分為：特點(diǎn)的不同將其分為： 增益誤差、失調(diào)誤差、增益誤差、失調(diào)誤差、非線性誤差非線性誤差等。等。常用常用DAC的性能指標(biāo)的性能指標(biāo)4.2.2 DAC0832及其與微機(jī)的接口及其與微機(jī)的接口 v DAC0832是與單片機(jī)完全兼容的具有是與單片

10、機(jī)完全兼容的具有8位分位分辨率的辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。以其價(jià)廉、接口轉(zhuǎn)換集成芯片。以其價(jià)廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。v1.DAC0832的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性 v各管腳的功能如下各管腳的功能如下 vDI0DI7：8位數(shù)據(jù)輸入端。位數(shù)據(jù)輸入端。ILE：數(shù)據(jù)允：數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)。許鎖存信號(hào)。v ：輸入寄存器選擇信號(hào)。：輸入寄存器選擇信號(hào)。v ：輸入寄存器寫選通信號(hào)，輸入寄存：輸入寄存器寫選通信號(hào)，輸入寄存器的鎖存信號(hào)，由器的鎖存信號(hào)，由ILE、 、 邏輯組合邏輯組合產(chǎn)生，為產(chǎn)生，為

11、LE1高電平時(shí)，輸入寄存器狀態(tài)高電平時(shí)，輸入寄存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變化，隨輸入數(shù)據(jù)線變化， LE1的負(fù)跳變將輸入的負(fù)跳變將輸入數(shù)據(jù)鎖存。數(shù)據(jù)鎖存。v ：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)數(shù)據(jù)傳送信號(hào)。1WRCS1WRXFERCSvWR2：DAC寄存器的寫選通信號(hào)，寄存器的寫選通信號(hào)，DAC寄存器寄存器的鎖存信號(hào)的鎖存信號(hào)LE2由由CS 和和 WR1邏輯組合而成，為邏輯組合而成，為高電平時(shí)，高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，為負(fù)跳變時(shí)，輸入寄存器的內(nèi)容打入變化，為負(fù)跳變時(shí)，輸入寄存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。vVREF：基準(zhǔn)電源輸入端?；鶞?zhǔn)電

12、源輸入端。vRFB：反饋信號(hào)輸入端。反饋信號(hào)輸入端。vIOUT1：電流輸出端電流輸出端1，其值隨，其值隨DAC內(nèi)容線性變化。內(nèi)容線性變化。vIOUT2：電流輸出端電流輸出端2，IOUT1IOUT2常數(shù)。常數(shù)。vVCC：電源輸入端。電源輸入端。vAGND：模擬地。模擬地。vDGND：數(shù)字地。數(shù)字地。0832的應(yīng)用特性的應(yīng)用特性 v（1）0832是單片機(jī)兼容是單片機(jī)兼容D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用轉(zhuǎn)換器，可以充分利用單片機(jī)的控制能力實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制能力實(shí)現(xiàn)對(duì)D/A轉(zhuǎn)換的控制，故這種轉(zhuǎn)換的控制，故這種芯片有許多控制引腳可以和單片機(jī)的控制線相連，芯片有許多控制引腳可以和單片機(jī)的控制線相連，接受單片機(jī)的

13、控制接受單片機(jī)的控制 v（2）有兩級(jí)鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道）有兩級(jí)鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道D/A的的同步轉(zhuǎn)換輸出同步轉(zhuǎn)換輸出 。v（3）0832內(nèi)部無參考電壓，需外接參考電壓電路。內(nèi)部無參考電壓，需外接參考電壓電路。 v（4）0832為電流輸出型為電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需要外接轉(zhuǎn)換電路。壓輸出時(shí)，需要外接轉(zhuǎn)換電路。 v圖示為兩級(jí)運(yùn)算放大器組成的模擬電壓輸出電路。圖示為兩級(jí)運(yùn)算放大器組成的模擬電壓輸出電路。從從a點(diǎn)輸出為單極性模擬電壓，從點(diǎn)輸出為單極性模擬電壓，從b點(diǎn)輸出為雙極性點(diǎn)輸出為雙極性模擬電壓。如果參考電壓為模擬電壓。如果參考電壓為5

14、V，則，則a點(diǎn)輸出電壓為點(diǎn)輸出電壓為0V-5V，b點(diǎn)輸出為電壓。點(diǎn)輸出為電壓。2. 0832及其接口及其接口 v（1） 單緩沖器方式接口單緩沖器方式接口3. 0832及其接口及其接口 v（1） 單緩沖器方式接口單緩沖器方式接口v MOV DPTR，7FFFH ；指向；指向0832v MOV A，data ；數(shù)字量先裝入累加器；數(shù)字量先裝入累加器v MOVX DPTRA ；數(shù)字量從；數(shù)字量從P0口送至口送至P2.7所指所指 向的地址，有效時(shí)，完成一向的地址，有效時(shí)，完成一 次次D/A輸入與轉(zhuǎn)換。輸入與轉(zhuǎn)換。 3. 0832及其接口及其接口 v（2）緩沖器同步方式接口緩沖器同步方式接口 v對(duì)于多路

15、對(duì)于多路D/A轉(zhuǎn)換接口，要求同步進(jìn)行轉(zhuǎn)換接口，要求同步進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換輸出時(shí)，必須采用雙緩沖器同步方式。換輸出時(shí)，必須采用雙緩沖器同步方式。 0832采用這種接法時(shí)，數(shù)字量的輸入鎖存和采用這種接法時(shí)，數(shù)字量的輸入鎖存和D/A轉(zhuǎn)換輸出是分兩步完成的，即單片機(jī)的轉(zhuǎn)換輸出是分兩步完成的，即單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線分時(shí)地向各路數(shù)據(jù)總線分時(shí)地向各路D/A轉(zhuǎn)換器輸入要轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器輸入要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量并鎖存在各自的輸入寄存器中，換的數(shù)字量并鎖存在各自的輸入寄存器中，然后單片機(jī)對(duì)所有的然后單片機(jī)對(duì)所有的D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)出控制信轉(zhuǎn)換器發(fā)出控制信號(hào)，使各個(gè)號(hào)，使各個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器輸入寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸入寄存器中的數(shù)據(jù)打入打入D

16、AC寄存器，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換輸出。寄存器，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換輸出。 3. 0832及其接口及其接口 v（2）緩沖器同步方式接口）緩沖器同步方式接口 v 執(zhí)行下面執(zhí)行下面 8條指令就能完成兩路條指令就能完成兩路D/A的同步轉(zhuǎn)換。的同步轉(zhuǎn)換。v MOVX DPTR，ODFFFH ；指向；指向0832(1)v MOV A，datal ；datal送入送入0832(1)中鎖存中鎖存v MOVX DPTR，Av MOV DPTR，OBFFFH ；指向；指向0832(2) v MOV A，data2 ；data2送入送入0832(2)中鎖存中鎖存v MOVX DPTR，Av MOV DPTR，7FFFH ；給；給0

17、832(1), 0832(2) 提供信號(hào)提供信號(hào)vMOVX DPTR，A ；同時(shí)完成；同時(shí)完成D/A轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)換輸出 3. D/A轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用 v（1）單路鋸齒波電壓輸出單路鋸齒波電壓輸出v 雙極性雙極性D/A轉(zhuǎn)換器輸出可獲得反向鋸齒波、轉(zhuǎn)換器輸出可獲得反向鋸齒波、正向鋸齒波和雙向鋸齒波信號(hào)輸出，如圖所正向鋸齒波和雙向鋸齒波信號(hào)輸出，如圖所示。示。 0823（1）的地址為）的地址為 DFFFH，0823（2）的地址為的地址為BFFFH，輸出的雙極性電壓為。，輸出的雙極性電壓為。 鋸齒波輸出波形鋸齒波輸出波形 v（1）單路鋸齒波電壓輸出單路鋸齒波電壓輸出 其相應(yīng)的程序清單如下

18、（使用其相應(yīng)的程序清單如下（使用0832（1）:v反相鋸齒波程序清單反相鋸齒波程序清單：v MOV DPTR，ODFFFHvDA1 MOV R6，80HvDA2：MOV A，R6v MOVX DPTR，Av DJNZ R6，DA2v AJMP DA1 v（1）單路鋸齒波電壓輸出單路鋸齒波電壓輸出v正向鋸齒波程序清單正向鋸齒波程序清單：vDA1： MOV DPTR，ODFFFHv MOV R6，80HvDA2：MOV A，R6v MOVX DPTR，Av INC R6v CJNE R6，OFFH ，DA2v AJMP DA1v（1）單路鋸齒波電壓輸出單路鋸齒波電壓輸出v雙向鋸齒波程序清單雙向鋸齒

19、波程序清單：v MOV DPTR，ODFFFHv MOV R6，00HvDA1：MOV A，R6v MOVX DPTR，Av INC R6v AJMP DA1v（2）單路三角波電壓輸出單路三角波電壓輸出v MOV DPTR，ODFFFHvDA1：MOV R6，80HvDA2：MOV A，R6v MOVX DPTR，Av INC R6v CJNE R6，OFFH ，DA2vDA3: DEC R6v MOV A，R6v MOVX DRTR，Av CJNE R6，80H，DA3v AJMP DA1 v（3）單路正弦波電壓輸出單路正弦波電壓輸出 正弦波電壓輸出為雙極性電壓。最簡(jiǎn)單正弦波電壓輸出為雙極性

20、電壓。最簡(jiǎn)單的辦法是將一個(gè)周期內(nèi)電壓變化的幅值（的辦法是將一個(gè)周期內(nèi)電壓變化的幅值（-5V+5V）按）按 8位位D/A分辨率分為分辨率分為256個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)值列表格，然后依次將這些數(shù)字量送入值列表格，然后依次將這些數(shù)字量送入0832進(jìn)行進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸出。只要連續(xù)循環(huán)地轉(zhuǎn)換輸出。只要連續(xù)循環(huán)地送數(shù)，在雙極性電壓端就能獲得連續(xù)的正送數(shù)，在雙極性電壓端就能獲得連續(xù)的正弦波輸出。弦波輸出。v（3）單路正弦波電壓輸出）單路正弦波電壓輸出 v0832（1）正弦波電壓輸出程序清單如下：）正弦波電壓輸出程序清單如下：v MOV R5，00HvSIN： MOV A，R5，v MOV DPTR，TABHv MOVC

21、 A，A+DPTRv MOV DPTR,ODFFFHv MOVX DPTR，Av INC R5v AJMP SINv（3）單路正弦波電壓輸出）單路正弦波電壓輸出 v0832（1）正弦波電壓輸出程序清單如下：）正弦波電壓輸出程序清單如下：v MOV R5，00HvSIN： MOV A，R5，v MOV DPTR，TABHv MOVC A，A+DPTRv MOV DPTR,ODFFFHv MOVX DPTR，Av INC R5v AJMP SIN4.2.3 DAC12084.2.3 DAC1208及其接口及其接口v1.DAC0832的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性v DAC1208系列是系列是12

22、位雙緩沖位雙緩沖D/A轉(zhuǎn)換器，它轉(zhuǎn)換器，它們可以與各種單片機(jī)直接接口。們可以與各種單片機(jī)直接接口。DAC1208系列包系列包括括DAC1208、DAC1209、DAC1210等各種型號(hào)等各種型號(hào)的產(chǎn)品，它們的功能方框圖如圖所示。從圖中可的產(chǎn)品，它們的功能方框圖如圖所示。從圖中可以看到以看到DAC1208系列是一種帶有雙輸入緩沖器的系列是一種帶有雙輸入緩沖器的D/A轉(zhuǎn)換器，第一級(jí)緩沖器由高轉(zhuǎn)換器，第一級(jí)緩沖器由高8位輸入寄存器位輸入寄存器和低和低4位輸入寄存器構(gòu)成；第二級(jí)緩沖器即位輸入寄存器構(gòu)成；第二級(jí)緩沖器即12位位DAC緩沖器，也即緩沖器，也即12位位DAC寄存器，此外還有寄存器，此外還有一

23、個(gè)一個(gè)12位位D/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 v1.DAC0832的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特性 DAC1208共有共有24個(gè)管腳，采用雙列直插式結(jié)個(gè)管腳，采用雙列直插式結(jié)構(gòu)，其管腳功能分述如下：構(gòu)，其管腳功能分述如下：v（1）輸入輸出線）輸入輸出線 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DI0DI11用來傳送被轉(zhuǎn)換的數(shù)字，用來傳送被轉(zhuǎn)換的數(shù)字，高高8位位DI4DI11對(duì)應(yīng)高對(duì)應(yīng)高8位輸入寄存器，低位輸入寄存器，低4位位DI0DI3對(duì)應(yīng)低對(duì)應(yīng)低4位輸入寄存器。位輸入寄存器。 電流輸出線電流輸出線IOUT1和和IOUT2。IOUT1IOUT2=常量。常量。DAC寄存器中所有數(shù)字均為寄存器中所有數(shù)字均為“1”時(shí)，時(shí)，IOUT

24、1最大；為全最大；為全“0”時(shí)，時(shí)，IOUT1為零。為零。v（2）電源及地線）電源及地線 VCC：數(shù)字電源電壓輸入，范圍數(shù)字電源電壓輸入，范圍+5V+15V。 AGND：模擬地。模擬地。 DGND：數(shù)字地。數(shù)字地。 VREF：基準(zhǔn)電壓輸入，選擇范圍基準(zhǔn)電壓輸入，選擇范圍-10V+10V。4 象限乘法工作中，也可以是模擬輸入。象限乘法工作中，也可以是模擬輸入。v（3）控制線）控制線 RFB：反饋電阻，為外部運(yùn)算放大器提供一個(gè)反：反饋電阻，為外部運(yùn)算放大器提供一個(gè)反 饋電壓。饋電壓。RFB可由內(nèi)部提供，也可由外部可由內(nèi)部提供，也可由外部 提供。提供。 CS：片選信號(hào)。片選信號(hào)。 WR1：寫信號(hào)寫信

25、號(hào)1，第一級(jí)緩沖器的寫信號(hào)。，第一級(jí)緩沖器的寫信號(hào)。 BY1/BY2：字節(jié)順序控制信號(hào)。此控制端為高電字節(jié)順序控制信號(hào)。此控制端為高電平，高平，高8位輸入寄存器及低位輸入寄存器及低 4位輸入寄存器均被位輸入寄存器均被允許；此控制端為低電平時(shí)，僅低允許；此控制端為低電平時(shí)，僅低4位輸入寄存位輸入寄存器被允許。器被允許。 WR2 ： 寫信號(hào)寫信號(hào)2，第二級(jí)緩沖器即，第二級(jí)緩沖器即12位位DAC寄寄存器寫信號(hào)。存器寫信號(hào)。 XFER：傳送控制信號(hào)。傳送控制信號(hào)。v2.DAC1208與與MCS-51單片機(jī)的接口方法單片機(jī)的接口方法v 選用選用2KB8EPROM（2716）作為存放程序的）作為存放程序的

26、存儲(chǔ)器。采用存儲(chǔ)器。采用2KBSRAM（6116）作為存放數(shù)）作為存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。用據(jù)的存儲(chǔ)器。用74LS373作為兩個(gè)存儲(chǔ)器的低作為兩個(gè)存儲(chǔ)器的低8位位地址譯碼鎖存器。將地址譯碼鎖存器。將89C51的的P2.4口與口與2716和和6116芯片的片選信號(hào)輸入端連接，當(dāng)芯片的片選信號(hào)輸入端連接，當(dāng)P2.4=0時(shí)，同時(shí)時(shí)，同時(shí)選中選中2716芯片和芯片和6116芯片，占有地址空間為芯片，占有地址空間為0000H07FFH。 DAC1208的輸入部分采用二級(jí)緩沖型工作方的輸入部分采用二級(jí)緩沖型工作方式，即把式，即把P0.0P0.7與與D4D11連接；連接；P0.4P0.7與與D1D3連接；連接；P

27、2.5 與與CS連接；連接；P2.6與與BY1/BY2及及XFER連接；連接；89C51的的WR與與WR1和和WR2相連就相連就可以實(shí)現(xiàn)這種工作方式的接口電路。可以實(shí)現(xiàn)這種工作方式的接口電路。 其輸出部分接口電路采用單極性輸出接口電路。其輸出部分接口電路采用單極性輸出接口電路。v2.DAC1208與與MCS-51單片機(jī)的接口方法單片機(jī)的接口方法v 選用選用2KB8EPROM（2716）作為存放程序的）作為存放程序的存儲(chǔ)器。采用存儲(chǔ)器。采用2KBSRAM（6116）作為存放數(shù)）作為存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。用據(jù)的存儲(chǔ)器。用74LS373作為兩個(gè)存儲(chǔ)器的低作為兩個(gè)存儲(chǔ)器的低8位位地址譯碼鎖存器。將地址譯碼

28、鎖存器。將89C51的的P2.4口與口與2716和和6116芯片的片選信號(hào)輸入端連接，當(dāng)芯片的片選信號(hào)輸入端連接，當(dāng)P2.4=0時(shí)，同時(shí)時(shí)，同時(shí)選中選中2716芯片和芯片和6116芯片，占有地址空間為芯片，占有地址空間為0000H07FFH。 DAC1208的輸入部分采用二級(jí)緩沖型工作方的輸入部分采用二級(jí)緩沖型工作方式，即把式，即把P0.0P0.7與與D4D11連接；連接；P0.4P0.7與與D1D3連接；連接；P2.5 與與CS連接；連接；P2.6與與BY1/BY2及及XFER連接；連接；89C51的的WR與與WR1和和WR2相連就相連就可以實(shí)現(xiàn)這種工作方式的接口電路。可以實(shí)現(xiàn)這種工作方式的

29、接口電路。 其輸出部分接口電路采用單極性輸出接口電路。其輸出部分接口電路采用單極性輸出接口電路。v2.DAC1208與與MCS-51單片機(jī)的接口方法單片機(jī)的接口方法v當(dāng)當(dāng)P2.5=0，P2.6=1，WR=0時(shí)，選中高時(shí)，選中高8位輸入寄位輸入寄存器及低存器及低4位輸入寄存器；當(dāng)位輸入寄存器；當(dāng)P2.6=0時(shí)（時(shí)（P2.5=0，WR=0），選中），選中12位位DAC寄存器，此時(shí)寄存器，此時(shí)12位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)由由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。v例如，有一個(gè)例如，有一個(gè)12位的待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放在位的待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放在 RAM的的DATA及及DATA1單元中，其存放格式為：?jiǎn)卧?，其存?/p>

30、格式為：（DATA）=高高8位數(shù)據(jù)，（位數(shù)據(jù)，（DATA1）=低低4位數(shù)位數(shù)據(jù)（存放在該單元的高半字節(jié)上），把這個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)（存放在該單元的高半字節(jié)上），把這個(gè)數(shù)據(jù)送送D/A轉(zhuǎn)換器的程序段為：轉(zhuǎn)換器的程序段為：v2.DAC1208與與MCS-51單片機(jī)的接口方法單片機(jī)的接口方法vMOV DPTR，0DFFFH；選中高；選中高8位輸入寄存器位輸入寄存器vMOV A，DATA；vMOVX DPTR，A；vMOV DPTR，0BFFFH；選中低；選中低4位輸入寄存位輸入寄存 器及器及 12位位 DAC寄存器寄存器vMOV A，DATA+1；vMOVX DPTR，A；由；由D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓轉(zhuǎn)換器輸出電

31、壓3.4.53.4.5步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)v 步進(jìn)電機(jī)是一種將步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的的角位移或線位移角位移或線位移的電磁機(jī)械裝置，是一種的電磁機(jī)械裝置，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖對(duì)應(yīng)的增量驅(qū)動(dòng)元件。輸出與輸入數(shù)字脈沖對(duì)應(yīng)的增量驅(qū)動(dòng)元件。步進(jìn)電機(jī)具有步進(jìn)電機(jī)具有快速啟動(dòng)和停轉(zhuǎn)快速啟動(dòng)和停轉(zhuǎn)，當(dāng)負(fù)荷不超，當(dāng)負(fù)荷不超過步進(jìn)電機(jī)所提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值時(shí)，它就可過步進(jìn)電機(jī)所提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值時(shí)，它就可能在一瞬間實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停轉(zhuǎn)，它的步距角和能在一瞬間實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停轉(zhuǎn)，它的步距角和轉(zhuǎn)速不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不轉(zhuǎn)速不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受環(huán)境

32、條件如溫度、氣壓、沖擊和震動(dòng)等影受環(huán)境條件如溫度、氣壓、沖擊和震動(dòng)等影響，僅與響，僅與脈沖頻率脈沖頻率有關(guān)。有關(guān)。 4.34.3步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)v 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)的工作原理 電機(jī)的定子上有六個(gè)等分的磁極，相鄰兩個(gè)磁電機(jī)的定子上有六個(gè)等分的磁極，相鄰兩個(gè)磁極間的夾角為極間的夾角為6060, ,轉(zhuǎn)子上均勻分布轉(zhuǎn)子上均勻分布4040個(gè)齒，每個(gè)個(gè)齒，每個(gè)齒的齒距為齒的齒距為9 9。定子每段極弧上也有。定子每段極弧上也有5 5個(gè)齒，而每個(gè)齒，而每個(gè)定子磁極的極距為個(gè)定子磁極的極距為6060，所以每一個(gè)極距所占的，所以每一個(gè)極距所占的齒數(shù)不是整數(shù)。齒數(shù)不是整數(shù)。 v 步

33、進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)的工作原理 當(dāng)當(dāng)A A極下的定、轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊時(shí)，極下的定、轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊時(shí)，B B極和極和C C極下的齒就分別極下的齒就分別和轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)和轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)1/31/3的轉(zhuǎn)子齒距，即為的轉(zhuǎn)子齒距，即為3 3。這時(shí)若給。這時(shí)若給B B相通電，相通電，轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)距( (磁阻轉(zhuǎn)矩磁阻轉(zhuǎn)矩) )的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子齒和的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子齒和B B極上的齒對(duì)齊為止。此時(shí)，極上的齒對(duì)齊為止。此時(shí)，A A極和極和C C極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)三分之一的轉(zhuǎn)子齒距。由此可見，錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電齒相錯(cuò)三分之一的轉(zhuǎn)子齒距。由此可見，錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本

34、原因。機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。3.4.53.4.5步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)v 步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)的工作原理 當(dāng)控制繞組按當(dāng)控制繞組按ABCA順序循環(huán)通電時(shí)，順序循環(huán)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子就沿順時(shí)針方向以每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子就沿順時(shí)針方向以每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)3的規(guī)律轉(zhuǎn)的規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)起來。若改變通電順序，即按動(dòng)起來。若改變通電順序，即按ACBA順序順序循環(huán)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子便按逆時(shí)針方向同樣以每個(gè)脈沖循環(huán)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子便按逆時(shí)針方向同樣以每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)3的規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是單三拍通電方式。的規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是單三拍通電方式。 若采用三相單、雙六拍通電方式運(yùn)行，即按若采用三相單、雙六拍通電方式運(yùn)行，即按AABBBC

35、CCAA順序循環(huán)通電，步距順序循環(huán)通電，步距角將減小一半，即每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過角將減小一半，即每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過1.5。 4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)v步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)v 變頻信號(hào)源是一個(gè)脈沖頻率由幾變頻信號(hào)源是一個(gè)脈沖頻率由幾HzHz到幾十到幾十KHzKHz可連續(xù)變化的信號(hào)發(fā)生器，它為脈沖分配器提供脈可連續(xù)變化的信號(hào)發(fā)生器，它為脈沖分配器提供脈沖序列。脈沖分配器則根據(jù)方向控制信號(hào)把脈沖信沖序列。脈沖分配器則根據(jù)方向控制信號(hào)把脈沖信號(hào)按一定的邏輯關(guān)系加到脈沖放大器上進(jìn)行放大，號(hào)按一定的邏輯關(guān)系加到脈沖放大器上進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的

36、時(shí)序以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)序脈沖完全由硬件產(chǎn)生，對(duì)于不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)及脈沖完全由硬件產(chǎn)生，對(duì)于不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)及同一型號(hào)電機(jī)的不同控制方式需要不同的邏輯部件，同一型號(hào)電機(jī)的不同控制方式需要不同的邏輯部件，所以通用性差，成本高。所以通用性差，成本高。 3.4.53.4.5步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)v步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)v在這個(gè)控制系統(tǒng)中，在這個(gè)控制系統(tǒng)中，89C5189C51的主要作用是提供控制的主要作用是提供控制步進(jìn)電機(jī)的時(shí)序脈沖。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從脈沖輸入線步進(jìn)電機(jī)的時(shí)序脈沖。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)從脈沖輸入線上得到一個(gè)脈沖，便沿時(shí)序脈沖所確定的方向步進(jìn)上

37、得到一個(gè)脈沖，便沿時(shí)序脈沖所確定的方向步進(jìn)一步。一步。 v脈沖的形成脈沖的形成 用軟件產(chǎn)生脈沖的方法是先輸出一個(gè)高電平，然用軟件產(chǎn)生脈沖的方法是先輸出一個(gè)高電平，然后進(jìn)行延時(shí)，再輸出一個(gè)低電平進(jìn)行延時(shí)。延時(shí)時(shí)后進(jìn)行延時(shí)，再輸出一個(gè)低電平進(jìn)行延時(shí)。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由步進(jìn)電機(jī)的工作頻率決定。間的長(zhǎng)短由步進(jìn)電機(jī)的工作頻率決定。v（1 1）程序延時(shí)：根據(jù)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，可采用單字）程序延時(shí)：根據(jù)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，可采用單字節(jié)延時(shí)和雙重循環(huán)延時(shí)子程序。節(jié)延時(shí)和雙重循環(huán)延時(shí)子程序。 根據(jù)單字節(jié)延時(shí)程序流程圖編寫程序如下：根據(jù)單字節(jié)延時(shí)程序流程圖編寫程序如下：DELAY1： MOV A，data ；LOOP：

38、DEC A ； JNZ LOOP RET 根據(jù)雙重循環(huán)延時(shí)子程序流程圖編寫程序如根據(jù)雙重循環(huán)延時(shí)子程序流程圖編寫程序如下下 DELAY2： MOV R2，M ；DELAY1： MOV A，N ； LOOP： DEC A JNZ LOOP ； DJNZ R2，DELAY1 RET （2）利用定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)，利用）利用定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)，利用T0方式方式1定時(shí)，定時(shí)，設(shè)機(jī)器周期設(shè)機(jī)器周期T=2us，計(jì)數(shù)初值為，計(jì)數(shù)初值為X，延時(shí)時(shí)間為，延時(shí)時(shí)間為N，則則： 子程序如下：子程序如下： MOV TMOD，01H ；TO方式方式1定時(shí)定時(shí) MOV TLO， XL ；賦初值；賦初值 MOV THO， XH ；

39、 SETB TRO ；啟動(dòng)；啟動(dòng)T0LOOP： JBC TF0，REP ；查詢計(jì)數(shù)溢出；查詢計(jì)數(shù)溢出 AJMP LOOP ； REP（a a）程序延）程序延 時(shí)方式時(shí)方式 （b b）定時(shí)器）定時(shí)器延時(shí)方式延時(shí)方式4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 利用程序延時(shí)，編寫脈沖形成程序如下：利用程序延時(shí)，編寫脈沖形成程序如下： MOV R3，N ；計(jì)數(shù)器賦初值；計(jì)數(shù)器賦初值LOOM：PUSH A ；保存；保存A MOV P1，0FH ；送高電平；送高電平 ACALL DELAY1 ；延時(shí)；延時(shí) MOV P1，00H ；送低電平；送低電平 ACALL DELAY1；延時(shí)；延時(shí)

40、DJNZ R3，LOOM ；R3不為零轉(zhuǎn)移不為零轉(zhuǎn)移 POP A ；恢復(fù)；恢復(fù)A RET DELAYI： MOV A，data ；LOOP： DEC A ； JNZ LOOP ； RET4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 利用定時(shí)器延時(shí)，編寫脈沖形成程序如下：利用定時(shí)器延時(shí)，編寫脈沖形成程序如下： MOV R3，N；計(jì)數(shù)器賦初值；計(jì)數(shù)器賦初值LOOM： MOV TMOD01；定時(shí)器；定時(shí)器T0方式方式1 MOV TL0，XL；賦初值；賦初值 MOV TH0，XH ； SETB TRO ；啟動(dòng)；啟動(dòng)T0 SETB P1.0 ；送高電平；送高電平v時(shí)序脈沖的形成時(shí)序脈沖的

41、形成 步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序和步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)部繞組的通電順序和通電方式有關(guān)。以常用的三相步進(jìn)電機(jī)為例，通常通電方式有關(guān)。以常用的三相步進(jìn)電機(jī)為例，通常有三種通電方式：有三種通電方式： （1 1）三相單三拍：）三相單三拍：ABCAABCA （2 2）三相雙三拍：）三相雙三拍：ABBCCAABABBCCAAB （3 3）三相六拍：）三相六拍：AABBBCCCAAAABBBCCCAA 按以上順序通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，按相反方向按以上順序通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，按相反方向通電，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。通電，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。 產(chǎn)生時(shí)序脈沖的方法是：產(chǎn)生時(shí)序脈沖的方法是：v （1 1）利用單片機(jī)的）

42、利用單片機(jī)的P1.0P1.0、P1.1P1.1和和P1.2P1.2分別控制三相分別控制三相步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的A A、B B、C C相繞組。相繞組。v （2 2）根據(jù)控制方式找出控制模型。）根據(jù)控制方式找出控制模型。v （3 3）按控制模型的順序向步進(jìn)電機(jī)輸入控制脈沖：）按控制模型的順序向步進(jìn)電機(jī)輸入控制脈沖：由三相三拍通電方式的二進(jìn)制數(shù)可以看出，步進(jìn)電由三相三拍通電方式的二進(jìn)制數(shù)可以看出，步進(jìn)電機(jī)每步進(jìn)一步，高電平就左移或右移一位。故在累機(jī)每步進(jìn)一步，高電平就左移或右移一位。故在累加器加器A A中放一個(gè)時(shí)序字節(jié)，在每個(gè)采樣時(shí)刻累加器中放一個(gè)時(shí)序字節(jié)，在每個(gè)采樣時(shí)刻累加器左移或右移一位，經(jīng)輸出

43、口輸出。左移或右移一位，經(jīng)輸出口輸出。80318031為為8 8位字長(zhǎng)，位字長(zhǎng)，8 8不能被不能被3 3整除。若把進(jìn)位標(biāo)志整除。若把進(jìn)位標(biāo)志CYCY考慮在內(nèi)，可以看考慮在內(nèi)，可以看成是第成是第9 9位，就能實(shí)現(xiàn)三相單三拍和三相雙三拍通位，就能實(shí)現(xiàn)三相單三拍和三相雙三拍通電方式。電方式。 4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 三相單三拍三相單三拍 三相雙三拍三相雙三拍 三相六拍三相六拍4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 三相單三拍通電方式，在累加器三相單三拍通電方式，在累加器A A中放時(shí)序字節(jié)中放時(shí)序字節(jié)49H49H，如圖所示。，如圖所示。 （a

44、 a） 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) （b b） 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)三相單三拍示意圖三相單三拍示意圖 三相雙三拍通電方式，在累加器三相雙三拍通電方式，在累加器A A中放時(shí)序字節(jié)中放時(shí)序字節(jié)DBHDBH，如圖所示。，如圖所示。 （a a） 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) （b b） 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)三相雙三拍示意圖三相雙三拍示意圖4.3.24.3.2步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 三相三拍時(shí)序脈沖程序延時(shí)方式輸出程序如下：三相三拍時(shí)序脈沖程序延時(shí)方式輸出程序如下： MOV R3，N ；設(shè)置步數(shù)計(jì)數(shù)器；設(shè)置步數(shù)計(jì)數(shù)器CLR C ；0（C）PUSH A ；保存；保存AMOV A，49H（或（或DBH）；時(shí)序字節(jié)）；時(shí)序字節(jié)（A）MOV P1，A ；

45、輸出時(shí)序字節(jié)；輸出時(shí)序字節(jié)PUSH A ；保存時(shí)序字節(jié)；保存時(shí)序字節(jié)ACALL DELAY ；延時(shí)；延時(shí)POP A ；恢復(fù)時(shí)序字節(jié)；恢復(fù)時(shí)序字節(jié) LOOP：RLC A（或（或RRC A）；循環(huán)移位）；循環(huán)移位 MOV P1，A ；輸出時(shí)序脈沖；輸出時(shí)序脈沖 PUSH A ；保存時(shí)序字節(jié)；保存時(shí)序字節(jié) ACALL DELAY ；延時(shí)；延時(shí) POP A ；恢復(fù)時(shí)序字節(jié)；恢復(fù)時(shí)序字節(jié) DJNZ R3，LOOP ；計(jì)數(shù)器不為零轉(zhuǎn)；計(jì)數(shù)器不為零轉(zhuǎn) POP A ；恢復(fù)；恢復(fù)A RET ；返回；返回DELAY： MOV R2，MDELAY1：MOV A，M1LOOP1： DEC A JNZ LOOP1 DJ

46、NZ R2， DELAY1 三相三拍時(shí)序脈沖定時(shí)器延時(shí)方式輸出程序如三相三拍時(shí)序脈沖定時(shí)器延時(shí)方式輸出程序如下：下： MOV R3，N ；設(shè)步數(shù)計(jì)數(shù)器；設(shè)步數(shù)計(jì)數(shù)器 CLR C ；清進(jìn)位位；清進(jìn)位位 MOV A，49H ；時(shí)序字節(jié)；時(shí)序字節(jié)A MOV TMOD，01H ；T0方式方式1定時(shí)定時(shí) MOV TL0，XL ；賦初值；賦初值 MOV TH0，XH SETB TR0 ；啟動(dòng)；啟動(dòng)T0 MOV P1，A ；輸出時(shí)序脈沖；輸出時(shí)序脈沖 LOOP： JBC TF0，REP ；查；查T0溢出溢出 AJMP LOOP ；REP： MOV TL0，XL ；重賦初值；重賦初值 MOV TH0，XH R

47、LC A（或（或RRCA）；循環(huán)移位）；循環(huán)移位 MOV P1，A ；時(shí)序脈沖輸出；時(shí)序脈沖輸出LOOP1： JBC TF0，LOOP2 ；查；查T0溢出溢出 AJMP LOOP1 ；LOOP2： DJNZ R3，LOOP ；計(jì)數(shù)器不為零轉(zhuǎn)移；計(jì)數(shù)器不為零轉(zhuǎn)移 RET ；返回；返回2. 2. 串行多路串行多路DAC8420DAC8420與微機(jī)的接口與微機(jī)的接口 DAC8420是一種是一種4路電壓輸出的路電壓輸出的12位串行位串行D/A轉(zhuǎn)換芯片。轉(zhuǎn)換芯片。 它的特點(diǎn)是高速串行接口，功耗很低，可它的特點(diǎn)是高速串行接口，功耗很低，可選擇為單極性或雙極性模式，復(fù)位后輸出置選擇為單極性或雙極性模式，復(fù)位

48、后輸出置0或置中間值，電源電壓值范圍寬等?；蛑弥虚g值，電源電壓值范圍寬等。DAC8420引腳功能如下。vCLK： 系統(tǒng)串行時(shí)鐘輸入端，在時(shí)鐘上升沿，系統(tǒng)串行時(shí)鐘輸入端，在時(shí)鐘上升沿，SDI端的串行端的串行數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)進(jìn)入DAC8420內(nèi)部的串內(nèi)部的串/并轉(zhuǎn)換寄存器。并轉(zhuǎn)換寄存器。v ： 復(fù)位輸入端。用于將內(nèi)部復(fù)位輸入端。用于將內(nèi)部4路寄存器置路寄存器置0或置中間或置中間值（具體方式由值（具體方式由CLSEL信號(hào)決定）。信號(hào)決定）。v ： 復(fù)位方式控制端。該端為低電平時(shí)，復(fù)位時(shí)將復(fù)位方式控制端。該端為低電平時(shí)，復(fù)位時(shí)將4路寄存器置路寄存器置0； 為高電平時(shí)，復(fù)位時(shí)將為高電平時(shí)，復(fù)位時(shí)將4路寄存器

49、置為中間路寄存器置為中間值。值。v ： 片選信號(hào)輸入端。片選信號(hào)輸入端。v ： 異步異步DAC寄存器載入控制端。在寄存器載入控制端。在LD的下降沿串行輸?shù)南陆笛卮休斎爰拇嫫鞯臄?shù)據(jù)被送到對(duì)應(yīng)通道的入寄存器的數(shù)據(jù)被送到對(duì)應(yīng)通道的DAC寄存器中。寄存器中。 CLRCLSELCSLDvSDI： 串行數(shù)據(jù)輸入端。在輸入的串行數(shù)據(jù)輸入端。在輸入的16位數(shù)據(jù)中，位數(shù)據(jù)中，前兩位前兩位D15、D14 用于選擇通道，用于選擇通道，D13和和D12無效，無效，后后12位位D11D0是具體數(shù)值。輸入的數(shù)據(jù)先進(jìn)入是具體數(shù)值。輸入的數(shù)據(jù)先進(jìn)入內(nèi)部的串內(nèi)部的串/并轉(zhuǎn)換寄存器。并轉(zhuǎn)換寄存器。vVREFHI： 參考電壓高值

50、端。取值范圍是參考電壓高值端。取值范圍是VDD-2.5VVREFLO+2.5V。vVREFLO： 參考電壓低值端。取值范圍是參考電壓低值端。取值范圍是VSSVREFHI-2.5V。vVOUTAVOUTD： 4路電壓輸出端。當(dāng)數(shù)字量是路電壓輸出端。當(dāng)數(shù)字量是000HFFFH時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出電壓為時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出電壓為VREFLOVREFHI。vVDD、VSS： 正、負(fù)電源接入端，范圍分別為正、負(fù)電源接入端，范圍分別為+5+15V，0-15V。 DAC8420與與80C51單片機(jī)的接口電路如圖單片機(jī)的接口電路如圖3-44所示。所示。圖3-44 DAC8420與80C51單片機(jī)的接口 為了降低電壓噪聲對(duì)輸出

51、的影響，各種電壓為了降低電壓噪聲對(duì)輸出的影響，各種電壓（VDD、VSS、VREFHI）均需接入濾波電容。由）均需接入濾波電容。由于于TL431（三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源）為（三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源）為VREFHI提提供了供了10V基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓，VREFLO接地，因此接地，因此4路電壓路電壓信號(hào)的輸出范圍為信號(hào)的輸出范圍為010V。如果輸出電壓的復(fù)。如果輸出電壓的復(fù)位方式固定，可將位方式固定，可將 端接地或接端接地或接+5V，單，單片機(jī)的片機(jī)的P1.2端可改作其他用途。如果不需要復(fù)端可改作其他用途。如果不需要復(fù)位操作（用具體數(shù)據(jù)對(duì)位操作（用具體數(shù)據(jù)對(duì)4路輸出進(jìn)行初始化），路輸出進(jìn)行初始化），可將可將

52、 端接端接+5V，單片機(jī)的，單片機(jī)的P1.3端也可改作端也可改作其他用途，這在單片機(jī)端口緊張時(shí)是可行的。其他用途，這在單片機(jī)端口緊張時(shí)是可行的。CLSEL CLR下面是將4路數(shù)據(jù)傳送到DAC8420中的程序。DACN:SETB P1.5 ;暫時(shí)關(guān)閉DAC8420 SETB P1.6 ;時(shí)鐘脈沖為高電平 SETB P1.4 ;載入控制端為高電平 MOV R0，#DBUF ;置數(shù)據(jù)存放指針 MOV R7，#04H ;置需要轉(zhuǎn)換的通道數(shù)目 MOV R6，#00H ;初始化為0通道 CLR P1.5 ;選通DAC DACN1： MOV A，R0 ;取某通道數(shù)據(jù)的高字節(jié) INC R0 ANL A，#0F

53、H;高字節(jié)數(shù)據(jù)的低4位有效 ORL A，R6;拼裝通道代碼LCALL DACS ;傳送1字節(jié)MOV A，R0 ;取該通道數(shù)據(jù)的低字節(jié)INC R0LCALL DACS ;再傳送1字節(jié)CLR P1.4 ;數(shù)據(jù)載入對(duì)應(yīng)的通道寄存器SETB P1.4 ;恢復(fù)LD為高電平MOV A，R6 ;調(diào)整為下一通道ADD A，#40HMOV R6，ADJNZ R7，DACN1 ;判4個(gè)通道轉(zhuǎn)換完畢否SETB P1.5 ;關(guān)閉DAC8420RETDACS： MOV R5，#08H ;發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)DACS1： CLR P1.3 ;置時(shí)鐘電平為低電平 RLC A ;將數(shù)據(jù)高位移出 MOV P1.7，C;放到DAC的數(shù)

54、據(jù)輸入端 SETBP1.3 ;置時(shí)鐘為高電平，1位數(shù)據(jù)移 ;入DACTAB：DB 80H， 83H， 86H，89H，80H， 90H， 93H, 96H ；編碼表 DB 99H，9CH，9FH，A2H，A5H， A8H，ABH，AEH DB B1H，B4H，B7H，BAH，BCH，BFH，C2H，C5H DB C7H，CAH，CCH，CFH，D1H，D4H，D6H，D8H4.4開關(guān)量輸出通道開關(guān)量輸出通道4.4.1開關(guān)量輸出通道的基本組成開關(guān)量輸出通道的基本組成 開關(guān)量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)開關(guān)量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)電路、地址譯碼器等組成，如圖電路、地址譯碼器等組成

55、，如圖4-27所示。所示。 地址譯碼器主要完成開關(guān)量輸出通道的選通。地址譯碼器主要完成開關(guān)量輸出通道的選通。輸出鎖存器的作用是保持微機(jī)輸出數(shù)據(jù)在未刷新前輸出鎖存器的作用是保持微機(jī)輸出數(shù)據(jù)在未刷新前穩(wěn)定，以供外部設(shè)備使用。輸出驅(qū)動(dòng)電路主要完成穩(wěn)定，以供外部設(shè)備使用。輸出驅(qū)動(dòng)電路主要完成電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率驅(qū)動(dòng)等。電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率驅(qū)動(dòng)等。圖圖4-27 開關(guān)量輸出通道組成開關(guān)量輸出通道組成4.4.2開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路1. 直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)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、LED數(shù)碼顯示器、小功率繼電器和晶閘管等數(shù)碼顯示器、小功率繼

56、電器和晶閘管等器件，要求提供器件，要求提供540mA的驅(qū)動(dòng)電流。通常采的驅(qū)動(dòng)電流。通常采用小功率三極管（如用小功率三極管（如9013、9014、8550和和8050等）、集成電路（如等）、集成電路（如75451、74LS245和和SN75466等）作驅(qū)動(dòng)電路。等）作驅(qū)動(dòng)電路。 圖圖4-28是采用小功率三極管的驅(qū)動(dòng)電路，是采用小功率三極管的驅(qū)動(dòng)電路，圖中圖中9013三極管作開關(guān)用，驅(qū)動(dòng)電流在三極管作開關(guān)用，驅(qū)動(dòng)電流在100mA以下，適用于驅(qū)動(dòng)要求負(fù)載電流以下，適用于驅(qū)動(dòng)要求負(fù)載電流不大的場(chǎng)合。圖不大的場(chǎng)合。圖4-29是采用驅(qū)動(dòng)器是采用驅(qū)動(dòng)器75451的驅(qū)動(dòng)電路、當(dāng)單片機(jī)的的驅(qū)動(dòng)電路、當(dāng)單片機(jī)的P

57、1.0 、P1.1輸輸出低電平時(shí)，出低電平時(shí)，LED指示燈被點(diǎn)亮。指示燈被點(diǎn)亮。圖圖4-28 采用三極管的驅(qū)動(dòng)電器采用三極管的驅(qū)動(dòng)電器圖圖4-29 采用驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電器采用驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電器 中功率直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路主要用于驅(qū)中功率直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路主要用于驅(qū)動(dòng)功率較大的繼電器和電磁開關(guān)等控制動(dòng)功率較大的繼電器和電磁開關(guān)等控制對(duì)象，要求能提供對(duì)象，要求能提供50500mA的電流驅(qū)動(dòng)的電流驅(qū)動(dòng)能力，可以采用達(dá)林頓管、中功率三極能力，可以采用達(dá)林頓管、中功率三極管來驅(qū)動(dòng)。采用開關(guān)晶體管作驅(qū)動(dòng)電路管來驅(qū)動(dòng)。采用開關(guān)晶體管作驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，必須增大輸入驅(qū)動(dòng)電流，以保證有時(shí)，必須增大輸入驅(qū)動(dòng)電流，以保證有足夠大的

58、輸出電流，否則晶體管會(huì)因?yàn)樽銐虼蟮妮敵鲭娏鳎駝t晶體管會(huì)因?yàn)楣軌航档脑黾佣拗曝?fù)載電流。這樣有管壓降的增加而限制負(fù)載電流。這樣有可能使晶體管超過允許功耗而損壞?？赡苁咕w管超過允許功耗而損壞。 對(duì)于達(dá)林頓管，其特點(diǎn)是高輸入阻抗、對(duì)于達(dá)林頓管，其特點(diǎn)是高輸入阻抗、極高的增益和大功率輸出，只需較小的極高的增益和大功率輸出，只需較小的輸入電流就能獲得較大的功率輸出。常輸入電流就能獲得較大的功率輸出。常用的達(dá)林頓管有用的達(dá)林頓管有MC1412、MC1413和和MC1416等，其集電極電流可達(dá)等，其集電極電流可達(dá)500mA，輸出端的耐壓可達(dá)輸出端的耐壓可達(dá)100V，很適合驅(qū)動(dòng)繼，很適合驅(qū)動(dòng)繼電器和接觸器

59、。圖電器和接觸器。圖4-30是采用達(dá)林頓管是采用達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)繼電器的實(shí)例。驅(qū)動(dòng)繼電器的實(shí)例。圖圖4-30 采用達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)電路采用達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)電路2. 交流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路交流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路 交流負(fù)載的功率驅(qū)動(dòng)電路，通常采用晶閘交流負(fù)載的功率驅(qū)動(dòng)電路，通常采用晶閘管來構(gòu)成。晶閘管有單向晶閘管（也稱單向管來構(gòu)成。晶閘管有單向晶閘管（也稱單向可控硅）和雙向晶閘管（也稱雙向可控硅）可控硅）和雙向晶閘管（也稱雙向可控硅）兩種類型。晶閘管只工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，兩種類型。晶閘管只工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，使晶閘管導(dǎo)通只需要極小的驅(qū)動(dòng)電流，一般使晶閘管導(dǎo)通只需要極小的驅(qū)動(dòng)電流，一般輸出負(fù)載電流與輸入驅(qū)動(dòng)電流之比大于輸出負(fù)載電流