MCS-51单片机与DA转换器、AD转换器的接课件.ppt

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1、第11章MCS-51单片机与D/A转换器、A/D转换器的接口温度、压力、流量、速度等非电物理量，须经传感器转换成连续变化的模拟电信号（电压或电流），这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用软件进行处理。处理完毕的数字量，也常常需要转换为模拟信号。实现模拟量转换成数字量的器件称为A/D转换器（ADC），数字量转换成模拟量的器件称为D/A转换器（DAC）。只需合理选用商品化的大规模ADC、DAC芯片，了解引脚及功能以及与单片机的接口设计。11.1MCS-51与DAC的接口11.1.1D/A转换

2、器概述1.概述D/A（数/模）转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。转换过程是先将MCS-51送到D/A转换器的各位二进制数按其权的大小转换为相应的模拟分量，然后再以叠加方法把各模拟分量相加，其和就是D/A转换的结果。使用D/A转换器时，要注意区分:*D/A转换器的输出形式;*内部是否带有锁存器。(1)电压与电流输出形式两种输出形式，一种是电压输出形式，另一种是电流输出形式。电流输出的D/A转换器，如需模拟电压输出，可在其输出端加一个电流—电压转换电路。（2）D/A转换器内部是否带有锁存器

3、D/A转换需要一定时间，在这段时间内D/A转换器输入端的数字量应稳定，为此应当在D/A转换器数字量输入端的前面设置锁存器，以提供数据锁存功能。根据转换器芯片内是否带有锁存器，可把DAC分为内部无锁存器的和内部有锁存器的两类。*内部无锁存器的D/A转换器内部结构简单，它们可与P1、P2口直接相接，因为P1口和P2口的输出有锁存功能。但是当与P0口相接，需在转换器芯片的前面增加锁存器。*内部带有锁存器的D/A转换器内部不但有锁存器，还包括地址译码电路，有的还有双重或多重的数据缓冲电路，可与MCS-51

4、的P0口直接相接。2.主要技术指标使用者最关心的几个指标如下。(1)分辨率输入给D/A转换器的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化，通常定义为输出满刻度值与2n之比。显然，二进制位数越多，分辨率越高。例如，若满量程为10V，根据分辨率定义则分辨率为10V/2n。设8位D/A转换，即n=8，分辨率为10V/2n=39.1mV，该值占满量程的0.391%，用符号1LSB表示。同理：10位D/A：1LSB=9.77mV=0.1%满量程12位D/A：1LSB=2.44mV=0.024%满量程根据对D/A转

5、换器分辨率的需要,来选定D/A转换器的位数。(2)建立时间建立时间是描述D/A转换器转换快慢的参数，表明转换速度。其值为从输入数字量到输出达到终值误差(1/2)LSB(最低有效位)时所需的时间。输出为电流的转换时间较短，输出为电压的转换器，由于要加上完成I-V转换的运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一些。快速的D/A转换器的建立时间可达1s以下。（3）精度理想情况下，精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。但由于电源电压、参考电压、电阻等各种因素存在着误差。严格讲精度与分辨率并不完全一致。只

6、要位数相同，分辨率则相同，但相同位数的不同转换器精度会有所不同。例如，某型号的8位DAC精度为0.19%，另一型号的8位DAC精度为0.05%。11.1.2MCS-51与8位DAC0832的接口1.DAC0832芯片介绍(1)DAC0832的特性美国国家半导体公司的DAC0832芯片具有两个输入数据寄存器的8位DAC，它能直接与MCS-51单片机相连接，其主要特性如下：(1)分辨率为8位；(2)电流输出，稳定时间为1s；(3)可双缓冲输入、单缓冲输入或直接数字输入；(4)单一电源供电（+5～+1

7、5V）；(5)低功耗，20mW。（2）DAC0832的引脚及逻辑结构DAC0832的引脚如下图。DAC0832的逻辑结构如下图。各引脚的功能如下：DI0～DI7：8位数字信号输入端CS*：片选端。ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效。WR1*：第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。当CS*=0、ILE=1、WR1*=0时，数据信号被锁存到第1级8位输入寄存器中。XFER*：数据传送控制。WR2*：DAC寄存器写选通控制端，低电平有效。当XFER*=0，WR2*=0时，输入寄存器状态传入8位DA

8、C寄存器中。IOUT1：D/A转换器电流输出1端，输入数字量全“1”时，IOUT1最大，输入数字量全为“0”时，IOUT1最小。IOUT2：D/A转换器电流输出2端，IOUT2+IOUT1=常数。Rfb：外部反馈信号输入端，内部已有反馈电阻Rfb，根据需要也可外接反馈电阻。Vcc：电源输入端，可在+5V~+15V范围内。DGND：数字信号地。AGND：模拟信号地，最好与基准电压共地。“8位输入寄存器”用于存放CPU送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1*加以控制；“8位