第10章+ADDA轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用+

1、第第10章章 A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 nMCS-51單片機與單片機與n 轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)n MCS-51單片機與單片機與12位位A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換n 器的串、并行接口技術(shù)器的串、并行接口技術(shù)n MCS-51單片機與具有總線接口單片機與具有總線接口n 芯片芯片PCF8591的使用方法的使用方法 10.1.110.1.1 8 8位逐次比較式位逐次比較式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器08090809的應(yīng)用的應(yīng)用 1 1ADC0809ADC0809的邏輯結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)八路模擬量開關(guān)地址鎖存與譯碼八路A/D轉(zhuǎn)換器三態(tài)輸出鎖存器38IN0AIN7CBALESTCLKVR+ VR-OE

2、EOCGND0D7DCCV 12345678910111213141918171615282726252423222120ADC08094INADDCEOC3DSTARTCLOCKOEGND)(REFVCCVALE)(REFVADDB3IN5IN6IN7IN0IN1IN2IN1D2D)LSB(0D4D5D6D)MSB(7DADDA ADD CADD BADD A輸入通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7n（1）IN0IN7：8路模擬通道路模擬通道的輸入端。的輸入端。n（2）D0D7：8位數(shù)字量位數(shù)字量輸出端。輸出端。n（3）VREF

3、（+）、VREF（-）：正、負參考電壓輸入端。：正、負參考電壓輸入端。一般情一般情 況下況下VREF（+）與與VCC相連接，相連接，VREF（-）與與GND相連接相連接n（4）CLOCK：時鐘輸入信號。：時鐘輸入信號。n（5）START：轉(zhuǎn)換啟動信號，高電平有效。：轉(zhuǎn)換啟動信號，高電平有效。n（6）ADDA、ADDB、ADDC：模擬通道選擇輸入端。：模擬通道選擇輸入端。n（7）ALE：地址鎖存信號。：地址鎖存信號。n（8）EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，此信號常被用來作為中斷，此信號常被用來作為中斷 請求信號。請求信號。n（9）OE：允許輸出信號。：允許輸出信號。 +ALECLKP2.

4、7P074LS373GA0A1A2A7WRRD1INTEOCADDCADDBADDA0D7DSTARTALEOEDCKQQ74LS74)(REFV)(REFV7IN0IN八路模擬量輸入89C51+5V74LS02GNDADC0809n ORG 0000Hn SJMP MAINn ORG 0013Hn SJMP INT1n ORG 0030HnMAIN: MOV R1，#30H；置數(shù)據(jù)區(qū)首址；置數(shù)據(jù)區(qū)首址n MOV R7，#08H ；置通道數(shù)；置通道數(shù)n MOV DPTR，#7FFF8H ；P2.7 0，指向，指向IN0n SETB IT1 ；開中斷；開中斷n SETB EX1n SETB EA

5、n READ： MOVX DPTR，A；啟動；啟動A/DnHERE： SJMP HERE；等待中斷；等待中斷n DJNZ R7，READ；巡回未完繼續(xù)；巡回未完繼續(xù) nnINT1： MOVX A，DPTR；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果n MOVX R1，A；存放數(shù)據(jù)；存放數(shù)據(jù)n INCR1；指向下一存儲單元；指向下一存儲單元n INCDPTR；指向下一通道；指向下一通道n RETI；中斷返回；中斷返回n END（2 2）利用查詢方式對）利用查詢方式對8 8路模擬信號進行采集路模擬信號進行采集 n ORG0000Hn AJMPMAINn ORG0030HnMAIN: MOVDPTR，#7FF8H；

6、P2.7=0，且指向，且指向IN0n MOVR1，#30H ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址n MOVR7，#08H ；置通道數(shù)；置通道數(shù)nREAD： MOVX DPTR，A ；啟動；啟動A/DnHERE： JBP3.3，HERE；查詢轉(zhuǎn)換完否；查詢轉(zhuǎn)換完否n MOVX A，DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果n MOVX R1，A；存放數(shù)據(jù)；存放數(shù)據(jù)n INCR1；指向下一個存儲單元；指向下一個存儲單元n INCDPTR；指向下一通道；指向下一通道n DJNZR7，READ ；巡回未完繼續(xù)；巡回未完繼續(xù)n ENDn10.2.1 8位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器0832的應(yīng)用的應(yīng)用 n1DAC083

7、2的邏輯結(jié)構(gòu)與引腳功能的邏輯結(jié)構(gòu)與引腳功能 8位輸入鎖存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器2LE1LE2WR70DIDI765416151413ILE1912181781211931020VCCDGNDAGNDREFV2OUTI1OUTIfbRfbR1WRCSXFERn（1 1）分辨率：）分辨率：8 8位；位；n（2 2）增益）增益溫度系數(shù)：溫度系數(shù)：0.020.02；n（3 3）單電源供電：單電源供電：電源范圍為電源范圍為+5V+5V+15V+15V；n（4 4）轉(zhuǎn)換速度：）轉(zhuǎn)換速度：約約1us1us；n（5 5）數(shù)據(jù)輸入可采用）數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或雙緩沖、單緩沖或 直通方式。直通

8、方式。12345678910111213141516DAC0832VrefWR1AGNDDI3DI2DI1VCCWR2XFERDI4DI5DI6DI7CSDI0ILE19201817IOUT1IOUT2RfbDGND主要引腳功能：主要引腳功能： （1 1）I IOUT1OUT1：DACDAC電流輸出電流輸出1 1端：端： 當當8 8位輸入數(shù)字量全為位輸入數(shù)字量全為1 1時，此電流最大；時，此電流最大； 當當8 8位輸入數(shù)字量全為位輸入數(shù)字量全為0 0時，此電流為時，此電流為0 0；（2 2）I IOUT2OUT2：DACDAC電流輸出電流輸出2 2端。端。I IOUT1OUT1+ I+ IOU

9、T2OUT2= =常數(shù)；常數(shù)；（3 3）V VREFREF：參考電壓輸入端，可在：參考電壓輸入端，可在-10V-10V+10V+10V范圍范圍內(nèi)選擇；內(nèi)選擇；（4 4）AGNDAGND、DGNDDGND：模擬地和數(shù)字地。：模擬地和數(shù)字地。（5 5）V VCCCC：電源，可在：電源，可在+5V+5V+15V+15V間選擇。間選擇。 nD/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出分為單極性和雙極性兩種輸出形式。轉(zhuǎn)換器輸出分為單極性和雙極性兩種輸出形式。 70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832OUTVREFV+5V70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832OUTV-+REFV+5V 單極性

10、輸出單極性輸出 雙極性輸出雙極性輸出 nMCS-51與與DAC0832接口時，可以有三種連接方式：單緩接口時，可以有三種連接方式：單緩沖方式、雙緩沖方式和直通方式。沖方式、雙緩沖方式和直通方式。70DIDI-+1OUTI2OUTIfbRDAC0832REFV+5VCS1WR2WRXFERAGNDILEVCC89C51P0P2.7LM358WRVOUT+12V-12V 單緩沖方式單緩沖方式n DAADR EQU 7FFFH；DAC0832端口地址端口地址nORG 1000HnSTAR： MOV DPTR，#DAADR n ；選中；選中DAC0832nMOV A，#00HnLP：MOVX DPTR

11、，A ;向向DAC0832輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)nINC AnSJMP LP 1. 什么是II總線？n I I2 2C C的意思是的意思是“內(nèi)部集成電路總線內(nèi)部集成電路總線”或或“集成電路見總集成電路見總線線”它是將計算機控制技術(shù)應(yīng)用到彩電的成功范例。它是將計算機控制技術(shù)應(yīng)用到彩電的成功范例。n I I2 2C C(Inter(InterIntegrated Circuit)Integrated Circuit)總線是一種由總線是一種由PHILIPSPHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。其外圍設(shè)備。I2CI2C總線產(chǎn)生于在總

12、線產(chǎn)生于在8080年代，最初為音頻和視頻年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇?？上到y(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇。可隨時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了隨時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。系統(tǒng)的安全性，方便了管理。 n2 2 總線的總線的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) n總線進行數(shù)據(jù)傳輸時只需兩根信號線，

13、一根是雙向的數(shù)據(jù)線總線進行數(shù)據(jù)傳輸時只需兩根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDASDA，另一根是時鐘線，另一根是時鐘線SCLSCL。n總線是一個多主機總線，即一個總線可以有一個或多個主機，總線是一個多主機總線，即一個總線可以有一個或多個主機，總線運行由主機控制。總線運行由主機控制。 SDASCL單片機A單片機BSRAM或E2PROMA/D或D/A日歷時鐘其他I2C外圍設(shè)備SDASDASDASDASDASDASCLSCLSCLSCLSCLSCL總線的基本結(jié)構(gòu)總線的基本結(jié)構(gòu) CI2CI23.優(yōu)點優(yōu)點nI2CI2C總線最主要的優(yōu)點是其總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性簡單性和有效性。由于接口直接。由于接

14、口直接在組件之上，因此在組件之上，因此I2CI2C總線總線占用的空間非常小占用的空間非常小，減少了電路，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本?？偩€的長板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。總線的長度可高達度可高達2525英尺，并且能夠以英尺，并且能夠以10Kbps10Kbps的的最大傳輸速率支持最大傳輸速率支持4040個組件。個組件。I2CI2C總線的另一個優(yōu)點是，它總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控支持多主控(multimastering)(multimastering)， 其中任何能夠進行發(fā)送和接收的設(shè)備其中任何能夠進行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號

15、的傳輸和時鐘都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當然，在任何時間點上只能有一個主控。頻率。當然，在任何時間點上只能有一個主控。 n（1 1）總線數(shù)據(jù)傳送的時序要求）總線數(shù)據(jù)傳送的時序要求 n 為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準的總線數(shù)據(jù)為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準的總線數(shù)據(jù)傳送有著嚴格的時序要求，如傳送有著嚴格的時序要求，如: :n 總線上時鐘信號的最小低電平周期為總線上時鐘信號的最小低電平周期為4.7us4.7us， 最小的高電平周期為最小的高電平周期為4us4us等。等。 n 用單片機的普通用單片機的普通I/OI/O口模擬總線的數(shù)據(jù)傳送時，口模擬總線的數(shù)據(jù)傳送時，單片機的

16、時鐘信號都能滿足單片機的時鐘信號都能滿足SDASDA、SCLSCL上升沿、下降上升沿、下降沿的時間要求沿的時間要求，因此，在時序模擬時，最重要的是，因此，在時序模擬時，最重要的是保證典型信號。保證典型信號。 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)啟動(b)終止(c)發(fā)送0/發(fā)送應(yīng)答位(d)發(fā)送1/發(fā)送非應(yīng)答位繼繼 續(xù)續(xù)1 1 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1

17、SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)啟動(b)終止(c)發(fā)送0/發(fā)送應(yīng)答位(d)發(fā)送1/發(fā)送非應(yīng)答位繼繼 續(xù)續(xù)2 2 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)啟動(b)終止(c)發(fā)送0/發(fā)送應(yīng)答位(d)發(fā)送1/發(fā)送非應(yīng)答位繼繼 續(xù)續(xù)3 3 4.0s4.7s4.0s4.7s4.0s4.0sSCL/P1.0SDA/P1.1SCL/P1.0SDA/P1.1SDA/P1.1SCL/P1.0SCL/P1.0SDA/P1.1(a)啟動(b)終止(c

18、)發(fā)送0/發(fā)送應(yīng)答位(d)發(fā)送1/發(fā)送非應(yīng)答位繼繼 續(xù)續(xù)4 4 啟動信號子程序啟動信號子程序STAnSTA：SETB P1.0 ；總線啟動子程序；總線啟動子程序n SETB P1.1NOPn NOPn CLR P1.1n NOPn NOPn CLR P1.0n RETSCLSDA返返 回回終止信號子程序終止信號子程序STOPSTOPnSTOP： NOP；停止子程序；停止子程序n CLR P1.1nSETB P1.0n NOPn NOPn SETB P1.1n NOPn NOPn CLR P1.0n RET返返 回回發(fā)送應(yīng)答位子程序發(fā)送應(yīng)答位子程序 MACKnMACK： CLR P1.0；應(yīng)答子

19、程序；應(yīng)答子程序n SETB P1.1；準備發(fā)送；準備發(fā)送n NOPn NOPn CLR P1.0n SETB P1.1n RET返返 回回發(fā)送非應(yīng)答位子程序發(fā)送非應(yīng)答位子程序 MNACKnMNACK： CLRP1.0n CLRP1.1n SETBP1.1 ；非應(yīng)答子程序；非應(yīng)答子程序n SETBP1.0 n NOPn NOPn CLRP1.0n CLRP1.1n RETn總線數(shù)據(jù)模擬傳送的通用軟件包除了上述基本的總線數(shù)據(jù)模擬傳送的通用軟件包除了上述基本的啟動、啟動、停止、發(fā)送應(yīng)答位和發(fā)送非應(yīng)答位子程序停止、發(fā)送應(yīng)答位和發(fā)送非應(yīng)答位子程序外，還有外，還有: :n應(yīng)答位檢查（應(yīng)答位檢查（CACK

20、CACK）; ;n發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)（發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)（WRBYTWRBYT）、接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)）、接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)（RDBYTRDBYT）; ;n發(fā)送發(fā)送n n個字節(jié)數(shù)據(jù)（個字節(jié)數(shù)據(jù)（WRNBYTWRNBYT）、接收）、接收n n個字節(jié)數(shù)據(jù)個字節(jié)數(shù)據(jù)（RDNBYTRDNBYT）子程序。子程序。nCACKCACK：SETBSETB P1.1P1.1 ；設(shè)；設(shè)P1.1P1.1為輸入為輸入n SETBSETB P1.0P1.0 ；準備讀；準備讀n CLRCLRF0F0n MOV MOVA A，P1P1；讀；讀P1.1P1.1n JNB JNBACC.1ACC.1，GENDGEND ；判斷有無應(yīng)答；判

21、斷有無應(yīng)答n SETBSETB F0F0；P1.1P1.1為為“1”1”，無應(yīng)答，無應(yīng)答，F(xiàn)0=1F0=1nGENDGEND：CLRCLRP1.0P1.0 ；P1.1P1.1為為“0”0”，有應(yīng)答，有應(yīng)答，F(xiàn)0=0F0=0n NOP NOPn RET RETSCLn占用資源：占用資源：R0，C。nWRBYT：MOVR0，#08Hn CLR P1.0 n CLR Cn WLP： RLC An JC WR1 n AJMPWR2nWLP1： DJNZR0，WLPn RETnWR1：SETBP1.1 n SETBP1.0n NOPn NOPn CLRP1.0n AJMPWLP1nWR2：CLRP1.1

22、 n SETBP1.0n NOPn NOPn CLRP1.0n AJMPWLP1寫入數(shù)寫入數(shù)據(jù)據(jù)1 1的子的子程序程序?qū)懭霐?shù)寫入數(shù)據(jù)據(jù)0 0的子的子程序程序 接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)（接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)（RDBYTRDBYT）子程序）子程序 nRDBYT： MOV R0，#08HnRLP：SETB P1.1n SETB P1.0n MOV A，P1n JNBACC.1，RD0n AJMPRD1nRLP1： DJNZ R0，RLPn RETnRD0： CLRCn MOV A，R2n RLCAn MOV R2，An CLRP1.0n AJMP RLP1nRD1： SETBCn MOV A，R2n RLC A

23、n MOV R2，An CLR P1.0n AJMPRLP1 發(fā)送發(fā)送n n個字節(jié)數(shù)據(jù)（個字節(jié)數(shù)據(jù)（WRNBYTWRNBYT）子程序）子程序 nWRNBYT：PUSH PSWn MOVPSW，#18Hn MOVR3，NUMBYTn LCALLSTAn MOVA，SLAn LCALLWRBYTn LCALLCACKn JBF0， WRNBYTn MOVR1，MTDnWRDA： MOV A，R1n LCALLWRBYTn LCALLCACKnLCALLWRBYTnLCALLCACKnJB F0，WRNBYTnINCR1 nDJNZR3，WRDAnLCALLSTOPnPOPPSWnRET nRDNB

24、YT：PUSH PSWn MOV PSW，#18n MOV R3，NUMBYTn LCALL STAn MOV A，SLAn LCALL WRBYTn JBF0，RDNBYTnRDN： MOV R1，#MRDnRDN1： LCALLRDBYn MOV R1，An DJNZR3，ACKn LCALLMNACK n LCALLSTOP n POPPSWn RETnACK: LCALLMACKn INC R1n SJMPRDN1 12345678910111213141516PCF8591VSSAIN1AIN2AIN3A0A1VCCVREFAGNDEXTOSCSCLSDAAIN0A2AOUT n控制

25、寄存器其控制字格式如下：控制寄存器其控制字格式如下： nD1、D0=00時：時：模擬量輸入通道模擬量輸入通道選擇選擇0通道通道nD1、D0=01時：模擬量輸入通道選擇時：模擬量輸入通道選擇1通道通道nD1、D0=10時：模擬量輸入通道選擇時：模擬量輸入通道選擇2通道通道nD1、D0=11時：模擬量輸入通道選擇時：模擬量輸入通道選擇3通道通道D7D6D5D4D3D2D1D000nD2D2：自動增量選擇位自動增量選擇位，此位有效，此位有效，A/DA/D轉(zhuǎn)換通道自動轉(zhuǎn)換通道自動循環(huán)遞增，每次循環(huán)遞增，每次A/DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)束都自動選擇下一通道。轉(zhuǎn)換結(jié)束都自動選擇下一通道。nD3D3、D7D7：標志位，必須設(shè)置為標志位，必須設(shè)置為“0”0”。nD5D5、D4D4：模擬量輸入方式選模擬量輸入方式選擇，分別為擇，分別為4 4路單端輸入、路單端輸入、3 3路差分輸入、單端與差分混合、兩路差分輸入路差分輸入、單端與差分混合、兩路差分輸入4 4種方種方式。式。n D6D6：模擬量輸出允許位模擬量輸出允許位，D6=1D6=1時激活模擬量輸出時激活模擬量輸出D7D6D5D4D3D2D1D000D5 D4 AIN0 AIN1 AIN2 AIN3 輸入方式 0 0 （獨立） （獨立） （獨立） （獨立） 4路單端輸入 0 1 （公共端） 3路差分輸入