第七節(jié) MCS-51與AD和DA的接口

1、第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口概述一、D/A轉換器二、MCS-51和DAC0832的接口三、A/D轉換器四、MCS-51和ADC0809的接口第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口D/A轉換器(Digital to Analog Converter)A/D轉換器(Analog to Digital Converter)第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口A/D轉換器主要用于數據采集D/A轉換器主要用于實施控制第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-

2、51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口D/A轉換器接收來自MCS-51的數字量，并轉換成模擬量用于推動執(zhí)行機構動作，以控制被控實體的工作過程。2noutRVB VVout：輸出模擬量 VR：參考電壓 Vref ，常量B：數字量 n：D/A轉換器的位數第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）D/A轉換器的性能指標性能指標性能指標是選型依據、衡量芯片質量的重要參數

3、。1、分辨率（Resolution）2、轉換精度（Conversion Accuracy）3、偏移量誤差（Offset Error）4、線性度（Linearity）第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）D/A轉換器的性能指標1、分辨率（Resolution）指D/A轉換器能分辨的最小輸出模擬增量，取決于輸入數字量的二進制位數。 1）若數字量的位數為n，則分辨率為Vref2n。 2）數字量位數越多，分辨率就越高。3）應用時，應根據分辨率的需要選定轉換器的位數。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接

4、口（一）D/A轉換器的性能指標2、轉換精度（ Conversion Accuracy ）指滿量程時DAC的實際模擬輸出值和理論值的接近程度。 如：滿量程時理論輸出值為10V，實際輸出值是在9.99V10.01V之間，其轉換精度為+10mV。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）D/A轉換器的性能指標3、偏移量誤差（Offset Error）指輸入數字量為零時，輸出模擬量對零的偏移值。這種誤差通?？梢越柚娢挥媽AC的參考電壓或者反饋電路進行調節(jié)而消除。4、線性度（Linearity）指DAC的實際轉換特性曲線和理想直線之間的最大偏差。第七

5、節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹 D/A轉換器的主要部件是電阻開關網絡電阻開關網絡，其主要網絡形式有權電阻網絡和R2R梯形電阻網絡，其工作原理這里不作介紹。 集成D/A芯片類型很多，按字長分有8位、10位、12位等；當前常見的D/A芯片主要包括美國國家半導體公司的DAC系列，如DAC0832等；美國模擬器件公司的AD系列，如AD558等。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹1、內部結構8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+I

6、OUT2IOUT1RfbVODI07VrefILECS與與與與與與WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹2、引腳功能CSWR1AGNDDI3DI2DI2DI0VREF RFB DGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT1IOUT21234567891020191817161514131211DAC0832有20引腳，采用雙列直插式(DIP)封裝，如圖所示。/CS：片選信號/WR1：寫信號線1/WR2：寫信號線2/XFER：數據傳送控制信號輸入

7、線，低電平有效ILE：數據允許控制輸入線，高電平有效DI0DI7（DI0為最低位）：8位數字量輸入端第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹2、引腳功能CSWR1AGNDDI3DI2DI2DI0VREF RFB DGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT1IOUT21234567891020191817161514131211DAC0832有20引腳，采用雙列直插式(DIP)封裝，如圖所示。AGND：模擬地DGND：數字地IOUT1：模擬電流輸出線1IOUT2：模擬電流輸出線2Rfb：片內反饋電阻

8、引出線，反饋電阻制作在芯片內部VREF：基準電壓輸入線。電壓范圍為10V10V。VCC：工作電源輸入端，可接5V15V電源。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹DAC0832的主要技術指標輸入：8位數字量。內有鎖存器，數字量輸入端可直接與CPU的數據總線相連。輸入方式：雙緩沖、單緩沖和直通輸入三種方式。輸入邏輯：與TTL兼容。輸出：模擬量電流IOUT1和IOUT2。電流建立時間：1 s。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹DAC0832的主

9、要技術指標線性誤差：0.2%FSR(Full Scale Range)，即該芯片的線性誤差為滿量程的0.2%。非線性誤差：0.4%FSR。功耗：20 mW。工作電壓：單一+5+15 V電源。參考電壓：10+10 V。 第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹 DAC1210是美國國家半導體公司生產的12位D/A轉換器芯片，是智能化儀表中常用的一種高性能的D/A轉換器。DAC1210是24引腳的雙列直插式芯片，其邏輯結構與DAC0832類似，所不同的是DAC1210具有12位的數據輸入端，且其12位數據輸入寄存器由一個8位

10、的輸入寄存器和一個4位的輸入寄存器組成。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）DAC0832芯片介紹212314RFB1013112412VREFIOUT2IOUT1RFBVCCDGND3AGND8位輸入寄存器12位DAC寄存器12位D/A轉換器&1222(15 20)(6 9)位輸入寄存器& LE1 LE2 LE1 CS WR1 WR2& XFER B/B21(4 5)DAC1210結構圖第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)對應D

11、AC0832中“輸入寄存器”、“DAC寄存器”的不同受控方式，連接方式可分為：1、直通方式2、單緩沖方式3、雙緩沖方式第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07VrefILECS與與與與與與WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+IOUT

12、2IOUT1RfbVODI07VrefLE1LE2AGNDVCCDGND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07VrefLE1LE2AGNDVCCDGND與與WR2XFER第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07VrefLE2AGNDVCCDGNDIL

13、ECS與與與與WR1LE1第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（一）三種連接方式(芯片的控制方式)8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存器-+IOUT2IOUT1RfbVODI07VrefILECS與與與與與與WR1WR2XFERLE1LE2AGNDVCCDGND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）MCS51和DAC0832的 方式接線單緩沖單緩沖第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口（二）MCS51和DAC0832的 方式接線單緩

14、沖單緩沖單單片片機機和和存存儲儲器器的的連連接接圖圖第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖例3.18 DAC0832用作波形發(fā)生器，試根據圖3-37接線，分別寫出產生鋸齒波、三角波和方波的程序。（二）MCS51和DAC0832的 方式接線第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖（二）MCS51和DAC0832的 方式接線例3.18 鋸齒波程序 ORG 1000H START：MOV R0， #0FEH ；設置地址MOVX R0，A ；輸出零電平INC A SJMP STARTE

15、ND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖（二）MCS51和DAC0832的 方式接線例3.18 三角波程序 ORG 1080H START：CLR AMOV R0， #0FEH DOWN：MOVX R0，AINC A JNZ DOWNMOV A， #0FEHUP： MOVX R0，ADEC AJNZ UPSJMP DOWNEND第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖（二）MCS51和DAC0832的 方式接線例3.18 方波程序 ORG 1100HSTART：MOV R0,

16、#0FEHLOOP ：MOV A， #33H MOVX R0，A ACALL DELAY MOV A, #0FEH MOVX R0,A ACALL DELAY SJMP LOOPDELAY: END.第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖（二）MCS51和DAC0832的 方式接線課堂演示電路程序聯(lián)調第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口單緩沖單緩沖（二）MCS51和DAC0832的 方式接線關于課堂演示的幾個問題： 1、波形的周期為多少？（以方波為例） 2、可否取消鎖存器和譯碼器？若取

17、消，硬件與軟件應如何調整？第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口雙緩沖雙緩沖（三）MCS51和DAC0832的 方式接線當要求多個D/A芯片輸出的模擬量同步時，就必須使用雙緩沖工作方式。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口雙緩沖雙緩沖（三）MCS51和DAC0832的 方式接線當要求多個D/A芯片輸出的模擬量同步同步時，就必須使用雙緩沖工作方式。例3.19 設8031內部RAM中有兩個長度為30的數據塊，其始址分別為DA1和DA2，請根據圖7-5，編出能把DA1和DA2中數據分別從1#和2#DAC

18、0832輸出的程序。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口雙緩沖雙緩沖（三）MCS51和DAC0832的 方式接線解：1、根據接線圖，DAC0832的各端口地址為：FDH 1#DAC0832數字量輸入控制口FEH 2#DAC0832數字量輸入控制口FFH1#和2#DAC0832啟動D/A口 2、為循環(huán)讀取數據塊，使0#工作寄存器區(qū)的R1指向DA1; 1#工作寄存器區(qū)的R1指向DA2;0#和1#工作寄存器區(qū)的R0指向DAC端口地址； 0#工作寄存器區(qū)的R2作為數據塊長度指針。第七節(jié)第七節(jié) MCS-51MCS-51與與 A/D A/D和和D/AD/A的接口的接口雙緩沖雙緩沖（三）MCS51和DAC0832的 方式接線ORG 1200HDA1: DATA 20HDA2: DATA 40HDIOUT:MOV R1,#DA1MOV