80C51的測控接口課件

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80C51的測控介面

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8.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機介面

8.1.1D/A轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標

一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類Ｔ型電阻網(wǎng)路D/A轉(zhuǎn)換器：3

輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對應(yīng)的關(guān)係。4

二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標1、解析度解析度是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時，所對應(yīng)的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。解析度與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)係，可以表示成FS/。FS表示滿量程輸入值，n為二進位位數(shù)。對於5V的滿量程，採用８位的DAC時，解析度為5V/256＝19.5mV；當採用12位的DAC時，解析度則為5V/4096＝1.22mV。顯然，位數(shù)越多解析度就越高。2、線性度線性度（也稱非線性誤差）是實際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對於滿量程的百分數(shù)表示。如±１％是指實際輸出值與理論值之差在滿刻度的±１％以內(nèi)。5

3、絕對精度和相對精度絕對精度（簡稱精度）是指在整個刻度範圍內(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間的最大誤差。絕對精度是由DAC的增益誤差（當輸入數(shù)碼為全1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０時，DAC的非零輸出值）、非線性誤差和雜訊等引起的。絕對精度（即最大誤差）應(yīng)小於1個LSB。相對精度與絕對精度表示同一含義，用最大誤差相對於滿刻度的百分比表示。6

4、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，輸出模擬信號達到滿刻度值的±1/2LSB所需的時間。是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個動態(tài)指標。電流輸出型DAC的建立時間短。電壓輸出型DAC的建立時間主要決定於運算放大器的回應(yīng)時間。根據(jù)建立時間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。應(yīng)當注意，精度和解析度具有一定的聯(lián)繫，但概念不同。DAC的位數(shù)多時，解析度會提高，對應(yīng)於影響精度的量化誤差會減小。但其他誤差（如溫度漂移、線性不良等）的影響仍會使DAC的精度變差。7

8.1.2DAC0832晶片及其與單片機介面

DAC0832是使用非常普遍的８位D/A轉(zhuǎn)換器，由於其片內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機介面。DAC0832以電流形式輸出，當需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運算放大器。屬於該系列的晶片還有DAC0830、DAC0831，它們可以相互代換。DAC0832主要特性：解析度８位；電流建立時間１μS；數(shù)據(jù)輸入可採用雙緩衝、單緩衝或直通方式；輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；邏輯電平輸入與TTL電平相容；單一電源供電（＋5V～＋15V）；低功耗，20mＷ。

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一、DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳9

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二、DAC0832與80C51單片機的介面１、單緩衝工作方式

此方式適用於只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但並不要求同步的系統(tǒng)。

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雙極性模擬輸出電壓

：雙極性輸出時的解析度比單極性輸出時降低1/2，這是由於對雙極性輸出而言，最高位作為符號位，只有7位數(shù)值位。12

2、雙緩衝工作方式

多路D/A轉(zhuǎn)換輸出，如果要求同步進行，就應(yīng)該採用雙緩衝器同步方式。13

完成兩路D/A同步輸出的程式如下：MOV

DPTR，#0DFFFH；指向0832（１）輸入鎖存器MOVA，#data1MOVX@DPTR，A；data1送入0832（１）輸入鎖存器MOVDPTR，#0BFFFH；指向DAC0832（２）輸入鎖存器MOVA，#data2MOVX@DPTR，A；data2送入0832（2）輸入鎖存器MOVDPTR，#7FFFH；同時啟動0832(1)、0832(2)MOVX@DPTR，A；完成D/A轉(zhuǎn)換輸出14

3、直通工作方式當DAC0832晶片的片選信號、寫信號、及傳送控制信號的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號ILE引腳接＋5V時，DAC0832晶片就處於直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進入DAC寄存器，進行D/A轉(zhuǎn)換。

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8.2Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換器及其與單片機介面

8.2.1Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的原理及主要技術(shù)指標

一、逐次逼近式ADC的轉(zhuǎn)換原理16

二、雙積分式ADC的轉(zhuǎn)換原理17

三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標1、解析度ADC的解析度是指使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二進位的位數(shù)表示。例如12位ADC的解析度就是12位，或者說解析度為滿刻度FS的1/212。一個10V滿刻度的12位ADC能分辨輸入電壓變化最小值是10V×1/212=2.4mV。18

2、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。實際上，要準確表示模擬量，ADC的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個解析度有限的ADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限解析度的ADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。

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3、偏移誤差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ADC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，這條直線與橫軸相交點所對應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。４、滿刻度誤差滿刻度誤差又稱為增益誤差。ADC的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對應(yīng)的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。20

5、線性度線性度有時又稱為非線性度，它是指轉(zhuǎn)換器實際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差。6、絕對精度在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)的實際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對精度。對於ADC而言，可以在每一個階梯的水準中點進行測量，它包括了所有的誤差。7、轉(zhuǎn)換速率ADC的轉(zhuǎn)換速率是能夠重複進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間（包括穩(wěn)定時間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。21

主要性能為：解析度為８位；精度：ADC0809小於±1LSB（ADC0808小於±1/2LSB）；單+5V供電，模擬輸入電壓範圍為0～＋5V；具有鎖存控制的８路輸入模擬開關(guān)；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平相容；功耗為15mW；不必進行零點和滿度調(diào)整；轉(zhuǎn)換速度取決於晶片外接的時鐘頻率。時鐘頻率範圍：10～1280KHz。典型值為時鐘頻率640KHz，轉(zhuǎn)換時間約為100μS。8.2.2ADC0809晶片及其與單片機的介面22

一、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能23

1、IN0～IN7，８路模擬量輸入端。2、D7～D0，８位數(shù)字量輸出端。3、ALE，地址鎖存允許信號輸入端。通常向此引腳輸入一個正脈衝時，可將三位地址選擇信號A、B、C鎖存於地址寄存器內(nèi)並進行解碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。4、START，啟動A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸入端。一般向此引腳輸入一個正脈衝，上升沿複位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿後開始A/D轉(zhuǎn)換。5、CLK，時鐘信號輸入端。6、EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。A/D轉(zhuǎn)換期間EOC為低電平，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束後EOC為高電平。7、OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當OE為高電平時，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7～D0引腳。當OE為低電平時，D7～D0引腳對外呈高阻狀態(tài)。8、C、B、A，８路模擬開關(guān)的地址選通信號輸入端，3個輸入端的信號為000～111時，接通IN0～IN7對應(yīng)通道。9、VR（＋）、VR（－）：分別為基準電源的正、負輸入端。24

二、ADC0809與單片機的介面1、查詢方式

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例：對８路模擬信號輪流採樣一次，並依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲到片內(nèi)RAM以DATA為起始地址的連續(xù)單元中。MAIN：MOVR1，#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址

MOVDPTR，#7FF8H；指向０通道

MOVR7，#08H；置通道數(shù)LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換HER：JBP3.3，HER；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束

MOVXA，@DPTR；讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

MOV@R1，A；存儲數(shù)據(jù)

INCDPTR；指向下一個通道

INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針

DJNZR7，LOOP；８個通道轉(zhuǎn)換完否？

……26

2、中斷方式

讀取IN0通道的模擬量轉(zhuǎn)換結(jié)果，並送至片內(nèi)RAM以DATA為首地址的連續(xù)單元中。

ORG0013H；中斷服務(wù)程式入口

AJMPPINT1

ORG2000HMAIN：MOVR1,#DATA；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址

SETBIT1；為邊沿觸發(fā)方式

SETBEA；開中斷

SETBEX1；允許中斷

MOVDPTR，#7FF8H；指向IN0通道

MOVX@DPTR，A；啟動A/D轉(zhuǎn)換LOOP：NOP；等待中斷

AJMPLOOP27

ORG2100H；中斷服務(wù)程式入口PINT1：PUSHPSW；保護現(xiàn)場

PUSHACCPUSHDPLPUSHDPHMOVDPTR,#7FF8HMOVXA，@DPTR；讀取轉(zhuǎn)換後數(shù)據(jù)

MOV@R1，A；數(shù)據(jù)存入以DATA為首地址的RAM中

INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針

MOVX@DPTR，A；再次啟動A/D轉(zhuǎn)換

POPDPH；恢復(fù)現(xiàn)場

POPDPLPOPACCPOPPSWRETI；中斷返回28

主要性能為：逐次逼近ADC，可選擇工作於12位，也可工作於8位。轉(zhuǎn)換後的數(shù)據(jù)有兩種讀出方式：12位一次讀出；８位、４位兩次讀出。具有可控三態(tài)輸出緩衝器，邏輯電平為TTL電平。非線性誤差：AD574AJ為±1LSB，AD574AK為±1/2LSB。轉(zhuǎn)換時間：最大轉(zhuǎn)換時間為25μS（屬中檔速度）。輸入模擬信號，單極性時，範圍為0V～＋10V和0V～＋20V，從不同引腳輸入。雙極性輸入時，範圍為0V～±5V和0V～±10V，從不同引腳輸入。8.2.3ADC574晶片及其與單片機的介面29

輸出碼制：單極性輸入時，輸出數(shù)字量為原碼，雙極性輸入時，輸出為偏移二進位碼。具有＋10.000V的高精度內(nèi)部基準電壓源，只需外接一只適當阻值的電阻，便可向DAC部分的解碼網(wǎng)路提供參考輸入。內(nèi)部具有時鐘產(chǎn)生電路，不須外部接線。需三組電源：＋5V、VCC（＋12V～＋15V）、VEE（－12V～－15V）。由於轉(zhuǎn)換精度高，所提供電源必須有良好的穩(wěn)定性，並進行充分濾波，以防止高頻雜訊的干擾。低功耗：典型功耗為390mW。30

一、AD574A引腳功能31

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二、AD574A的單極性和雙極性輸入

單極性輸入雙極性輸入

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1、單極性輸入電路當輸入電壓為VIN=0V～+10V時，應(yīng)從引腳10VIN輸入，當VIN=0V～+20V，應(yīng)從20VIN引腳輸入。輸出數(shù)字量D為無符號二進位碼，計算公式為：

D=4096VIN/VFS或：VIN=DVFS/4096式中VIN為輸入模擬量（V），VFS是滿量程，如果從10VIN引腳輸入，VFS=10V，1LSB=10/4096=24（mV)；若信號從20VIN引腳輸入，VFS=20V，1LSB=20/4096=49（mV)。

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2、雙極性輸入電路

R1用於調(diào)整雙極性輸入電路的零點。如果輸入信號VIN在－5V～＋5V之間，應(yīng)從10VIＮ引腳輸入；當VIＮ在－10V～＋10V之間，應(yīng)從20VIＮ引腳輸入。雙極性輸入時輸出數(shù)字量D與輸入模擬電壓VIＮ之間的關(guān)係：

D＝2048（1+2VIＮ/VFS）或：VIＮ＝（D/2048-1）VFS/2

式中VFS的定義與單極性輸入情況下對VFS的定義相同。由上式求出的數(shù)字量D是12位偏移二進位碼。把D的最高位求反便得到補數(shù)。補數(shù)對應(yīng)模擬量輸入的符號和大小。同樣，從AD574A讀到的或應(yīng)代到式中的數(shù)字量D也是偏移二進位碼。例如，當模擬信號從10VIN引腳輸入，則VFS＝10V，若讀得D＝FFFH，即111111111111B＝4095，代入式中可求得VIN＝4.9976V。36

三、AD574A與單片機的介面37

該電路採用雙極性輸入方式，可對±5V或±10V的模擬信號進行轉(zhuǎn)換。當AD574A與80C31單片機配置時，由於AD574A輸出12位數(shù)據(jù)，所以當單片機讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，應(yīng)分兩次進行：當Ａ0=0時，讀取高8位；當Ａ0=1時，讀取低4位。根據(jù)STS信號線的三種不同接法，轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方式：（a）如果STS空著不接，單片機就只能在啟動AD574A轉(zhuǎn)換後延時25μS以上再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，即延時方式；（b）如果STS接到80C31的一條端口線上，單片機就可以採用查詢方式。當查得STS為低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；(c)如果STS接到80C31的端，則可以採用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖中AD574A的STS與80C31的P1.0線相連，故採用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。38

AD574A的轉(zhuǎn)換程式段如下：AD574A：MOVDPTR，#0FFF8H；送端口地址入DPTRMOVX﹫DPTR，A；啟動AD574ASETBP1.0；置P1.0為輸入方式

LOOP：JBP1.0，LOOP；檢測P1.0口

INCDPTR；使R/C為1MOVXA，﹫DPTR；讀取高8位數(shù)據(jù)

MOV41H，A；高8位內(nèi)容存入41H單元

INCDPTR；使、A0均為1INCDPTR；

MOVXA，﹫DPTR；讀取低4位

MOV40H，A；將低4位內(nèi)容存入40H單元

......

上述程式是按查詢方式設(shè)計，也可按中斷方式設(shè)計編制相應(yīng)的中斷服務(wù)程式。

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MC14433是美國Motorola公司生產(chǎn)的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，是目前市場上廣為流行的典型的A/D轉(zhuǎn)換器。MC14433具有抗干擾性能好，轉(zhuǎn)換精度高（相當於11位二進位數(shù)），自動校零，自動極性輸出，自動量程控制信號輸出，動態(tài)字位掃描BCD碼輸出，單基準電壓，外接元件少，價格低廉等特點。但其轉(zhuǎn)換速度約1～10次/秒。在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合，如溫度控制系統(tǒng)中，被廣泛採用。5G14433與MC14433完全相容，可以互換使用。8.2.4MC14433晶片及其與單片機的介面40

一、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

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模擬電路部分有基準電壓、模擬電壓輸入部分。被轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸入量程為199.9mV或1.999V兩種，與之對應(yīng)的基準電壓相應(yīng)為＋200mV或＋2V兩種。數(shù)字電路部分由邏輯控制、BCD碼及輸出鎖存器、多路開關(guān)、時鐘以及極性判別、溢出檢測等電路組成。MC14433採用字位動態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼輪流地在Q0～Q3端輸出，同時在DS1～DS4端出現(xiàn)同步字位選通信號。主要的外接器件是時鐘振盪器外接電阻RC、外接失調(diào)補償電容C0和外接積分阻容元件R1、C1。

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MC14433晶片的引腳功能如下：（1）VAG：被測電壓VX和基準電壓VR的接地端（模擬地）。（2）VR：外接輸入基準電壓（＋2V或＋200mV）。（3）VX：被測電壓輸入端。（4）R1、R1/C1、C1：外接積分電阻R1和積分電容C1元件端，外接元件典型值為：當量程為2V時，C1=0.1μF，R1=470kΩ；當量程為200mV時，C1=0.1μF，R1=27kΩ。（5）C01、C02：外接失調(diào)補償電容C0端，C0的典型值為0.1μF。（6）DU：更新輸出的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果的輸入端。當DU與EOC連接時，每次的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果都被更新。（7）CLK1和CLK0：時鐘振盪器外接電阻RC端。時鐘頻率隨RC的增加而下降。RC的值為300kΩ時，時鐘頻率為147kHz（每秒約轉(zhuǎn)換9次）。（8）VEE：模擬部分的負電源端，接－5V。（9）VSS：除CLK0端外所有輸出端的低電平基準（數(shù)字地）。當VSS接VAG（模擬地）時，輸出電壓幅度為VAG～VDD（0～＋5V）；當VSS接VEE（－5V）時，輸出電壓幅度為VEE～VDD（－5V～＋5V），10V的幅度。實際應(yīng)用時一般是VSS接VAG，即模擬地和數(shù)字地相連。（10）EOC：轉(zhuǎn)換週期結(jié)束標誌輸出。每當一個A/D轉(zhuǎn)換週期結(jié)束，EOC端輸出一個寬度為時鐘週期二分之一寬度的正脈衝。43

（11）：過量程標誌輸出，平時為高電平。當＞VR時（被測電平輸入絕對值大於基準電壓），端輸出低電平。（12）DS1～DS4：多路選通脈衝輸出端。DS1對應(yīng)千位，DS4對應(yīng)個位。每個選通脈衝寬度為18個時鐘週期，兩個相鄰脈衝之間間隔2個時鐘週期。

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（13）Q0～Q3：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線。其中Q0為最低位，Q3為最高位。當DS2、DS3和DS4選通期間，輸出三位完整的BCD碼，即0～9十個數(shù)字任何一個都可以。但在DS1選通期間，數(shù)據(jù)輸出線Q0～Q3除了千位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)換值的正負極性和欠量程還是過量程，其含義見表。

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Q3表示千位（1/2）數(shù)的內(nèi)容，Q3=“0”（低電平）時，千位數(shù)為1；Q3=“1”（高電平）時，千位數(shù)為0；Q2表示被測電壓的極性，Q2=“1”表示正極性，Q2=“0”表示負極性；Q0＝“1”表示被測電壓在量程外（過或欠量程），可用於儀錶自動量程切換。當Q3=“0”時，表示過量程；當Q3=“1”時，表示欠量程。（14）VDD：正電源端，接＋5V。46

二、MC14433與80C51單片機的介面

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儘管MC14433需外接的元件很少，但為使其工作與最佳狀態(tài)，也必須注意外部電路的連接和外接元器件的選擇。由於片內(nèi)提供時鐘發(fā)生器，使用時只需外接一個電阻；也可採用外部輸入時鐘或外接晶體振盪電路。MC14433晶片工作電源為±5V，正電源接VDD，模擬部分負電源端接VEE，模擬地VAG與數(shù)字地VSS相連為公共接地端。為了提高電源的抗干擾能力，正、負電源分別經(jīng)去耦電容0.047μF、0.02μF與VSS（VAG）端相連。MC14433晶片的基準電壓須外接，可由MC1403通過分壓提供＋2V或＋200mV的基準電壓。在一些精度不高的小型智能化儀錶中，由於＋5V電源是經(jīng)過三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓的，工作環(huán)境又比較好，這樣就可以通過電位器對＋5V直接分壓得到。48

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EOC是A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的輸出標誌信號，每一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC端都輸出一個1/2時鐘週期寬度的脈衝。當給DU端輸入一個正脈衝時，當前A/D轉(zhuǎn)換週期的轉(zhuǎn)換結(jié)果將被送至輸出鎖存器，經(jīng)多路開關(guān)輸出，否則將輸出鎖存器中原來的轉(zhuǎn)換結(jié)果。所以DU端與EOC端相連，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，每次轉(zhuǎn)換結(jié)果都送至輸出寄存器。由於MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，Q0～Q3和DS1～DS4都不是匯流排式的。因此，80C51單片機只能通過並行I/O介面或擴展I/O介面與其相連。對於80C31單片機的應(yīng)用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或擴展I/O口8155/8255相連。49

80C51讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果可以採用中斷方式或查詢方式。採用中斷方式時，EOC端與80C51外部中斷輸入端或相連。採用查詢方式時EOC端可接入80C51任一個I/O口或擴展I/O口。

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MC14433上電後，即對外部模擬輸入電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換，由於EOC與DU端相連，每次轉(zhuǎn)換完畢都有相應(yīng)的BCD碼及相應(yīng)的選通信號出現(xiàn)在Q0～Q3和DS1～DS4上。當80C51開放CPU中斷，允許外部中斷1中斷申請，並置外部中斷為邊沿觸發(fā)方式，在執(zhí)行下列程式後，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，都將把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM中的2EH、2FH單元。這兩個單元均可位尋址。

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初始化程式：

INI1：SETBIT1；選擇為邊沿觸發(fā)方式

MOVIE，#10000100B；CPU開中斷，外部中斷允許．．．．．．中斷服務(wù)程式：PINT1：MOVA，P1JNBACC.4，PINT1；等待DS1選通信號

JBACC.0，PEr

；查是否過、欠量程，是則轉(zhuǎn)PerJBACC.2，PL1；查結(jié)果是正或負，1為正，0為負

SETB77H；負數(shù)符號置1，77H為符號位位地址

AJMPPL2PL1：CLR77H；正數(shù)，符號位置0PL2：JBACC.3，PL3；查千位（1/2位）數(shù)為0或1，ACC.3=0

時千位數(shù)為１

52

SETB74H；千位數(shù)置1AJMPPL4PL3：CLR74H；千位數(shù)置0PL4：MOVA，P1JNBACC.5,PL4；等待百位BCD碼選通信號DS2MOVR0，#2EHXCHDA，@R0；百位數(shù)送入2EH低4位PL5：MOVA，P1JNBACC.6，PL5；等待十位數(shù)選通信號DS3SWAPA；高低4位交換

INCR0；指向2FH單元

MOV@R0，A；十位數(shù)送入2FH高4位PL6：MOVA，P1JNBACC.7，PL6；等待個位數(shù)選通信號DS4XCHDA，@R0；個位數(shù)送入2FH低4位

RETI；中斷返回PEr：SETB10H；置過、欠量程標誌

RETI；中斷返回53

8.3開關(guān)量介面

開關(guān)量的輸入與輸出，從原理上講十分簡單。CPU只要通過對輸入資訊分析是“1”還是“0”，即可知開關(guān)是合上還是斷開。如果控制某個執(zhí)行器的工作狀態(tài)，只需送出“0”或“1”，即可由操作機構(gòu)執(zhí)行。但是由於工業(yè)現(xiàn)場存在著電、磁、振動、溫度等各種干擾及各類執(zhí)行器所要求的開關(guān)電壓量級及功率不同，所以在介面電路中除根據(jù)需要選用不同的元器件外，還需要採用各種緩衝、隔離與驅(qū)動措施。54

8.3.1開關(guān)量輸入介面一、扳鍵開關(guān)與單片機的介面55

讀扳鍵開關(guān)狀態(tài)程式段：

CLRP1.0；準備選通和讀入開關(guān)狀態(tài)

MOVXA，@R0；需要的只是讀信號，（R0）可為隨機值

RRCAJNCKS1；如P0.0為低電平，轉(zhuǎn)KS1LJMPKF1；P0.0為高電平，執(zhí)行KF1程式

KS1：RRCAJNCKS2；如P0.1為低電平，轉(zhuǎn)KS2LJMPKF2；P0.1為高電平，執(zhí)行KF2程式

……?KS7：RRCAJNCELSE；如P0.7為低電平，轉(zhuǎn)ELSELJMPKF8；P0.7為高電平，執(zhí)行KF8程式ELSE：……?56

二、撥盤開關(guān)與單片機的介面

57

介面程式如下：BCD：CLRP1.0；準備選通和讀入2位BCD碼

MOVXA，@R0；產(chǎn)生讀信號，自P0口讀2位BCD碼

ANLA，#0FH；取個位數(shù)

MOV20H，A；存入片內(nèi)RAM的20H單元

MOVXA，@R0；重讀2位BCD碼

ANLA，#0F0H；取十位數(shù)

SWAPA；調(diào)整到低半位元組

MOV21H，A；存入片內(nèi)RAM的21H單元

RET

58

光耦合器是以光為媒介傳輸信號的器件，它把一個發(fā)光二極體和一個光敏三極管封裝在一個管殼內(nèi)，發(fā)光二極體加上正向輸入電壓信號（＞1.1V）就會發(fā)光，光信號作用在光敏三極管基極產(chǎn)生基極光電流使三極管導(dǎo)通，輸出電信號。

8.3.2開關(guān)量輸出介面一、輸出介面的隔離59

主要特性參數(shù)有以下幾個方面：（1）導(dǎo)通電流和截止電流：對於開關(guān)量輸出場合，光電隔離主要用其非線性輸出特性。當發(fā)光二極體二端通以一定電流時，光耦合器輸出端處於導(dǎo)通狀態(tài)；當流過發(fā)光二極體的電流小於某一值時，光耦合器輸出端截止。不同的光耦合器通常有不同的導(dǎo)通電流，一般典型值為10mA。（2）頻率回應(yīng)：由於受發(fā)光二極體和光敏三極管回應(yīng)時間的影響，開關(guān)信號傳輸速度和頻率受光耦合器頻率特性的影響。因此，在高頻信號傳輸中要考慮其頻率特性。在開關(guān)量輸出通道中，輸出開關(guān)信號頻率一般較低，不會受光耦合器頻率特性影響。60

（3）輸出端工作電流：是指光耦合器導(dǎo)通時，流過光敏三極管的額定電流。該值表示了光耦合器的驅(qū)動能力，一般為mA量級。（4）輸出端暗電流：是指光耦合器處於截止狀態(tài)時輸出端流過的電流。對光耦合器來說，此值越小越好，以防止輸出端的誤觸發(fā)。（5）輸入輸出壓降：分別指發(fā)光二極體和光敏三極管的導(dǎo)通壓降。（6）隔離電壓：表示了光耦合器對電壓的隔離能力。光耦合器二極體側(cè)的驅(qū)動可直接用門電路去驅(qū)動，一般的門電路驅(qū)動能力有限，常用帶OC門的電路（如7406、7407）進行驅(qū)動。

61

二、繼電器輸出介面繼電器方式的開關(guān)量輸出，是目前最常用的一種輸出方式，一般在驅(qū)動大型設(shè)備時，往往利用繼電器作為測控系統(tǒng)輸出至輸出驅(qū)動級之間的第一級執(zhí)行機構(gòu)。通過該級繼電器輸出，可完成從低壓直流到高壓交流的過渡。在經(jīng)光耦合器光電隔離後，直流部分給繼電器控制線圈供電，而其輸出觸點則可直接於220V市電相接。由於繼電器的控制線圈有一定的電感，在關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生較大的反電勢，因此在繼電器的線圈上常常反向並聯(lián)一個二極體用於電感反向放電，以保護驅(qū)動電晶體不被擊穿。不同的繼電器，允許驅(qū)動電流也不一樣。對於需要較大驅(qū)動電流的繼電器，可以採用達林頓輸出的光隔直接驅(qū)動；也可以在光耦與繼電器之間再加一級三極管驅(qū)動。62

三、雙向晶閘管輸出介面雙向晶閘管具有雙向?qū)üδ?，能在交流、大電流場合使用，且開關(guān)無觸點，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的雙向晶閘管隔離驅(qū)動電路的設(shè)計，是採用一般的光隔離器和三極管驅(qū)動電路?，F(xiàn)在已有與之配套的光隔離器產(chǎn)品，這種器件稱為光耦合雙向晶閘管驅(qū)動器