单片机原理与应用课件第5章mcs51单片机的输入输出通道接口

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1、第5章输入输出通道接口技术5.1输入输出通道概述5.2D/A转换器及接口技术5.3A/D转换器及接口技术1第5章输入输出通道接口技术主要内容：输入/输出通道的组成与配置，A/D、D/A转换器及其接口技术。通过本章的学习，了解模拟输入/输出通道设计的基本原理和方法，掌握常用A/D、D/A芯片及其与MCS-51单片机的接口电路与程序设计。重点和难点:不同方式的A/D、D/A芯片与MCS-51的接口及其程序设计。25.2D/A转换器及接口技术数/模转换就是将数字量转换成与它成正比的模拟量。例如：对于0～5V的直流电压，计算机用8位数字量描

2、述最小值（00000000）B=0对应0V，最大值（11111111）B=255对应5V，中间值（01111111）B=127对应2.5V等等。D/A的任务是接收到一个数字量后，给出一个相应的电压。比如收到（00111111）B，应给出幅度为1.25V的电压。35.2.1D/A转换器性能指标（1）分辨率：指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，即相邻两个二进制码对应的输出电压之差称为D/A转换器的分辨率。（2）精度：指D/A转换器的实际输出与理论值之间的误差，它以满量程的百分数或最低有效位的分数形式表示。（3）转换时间：从D/A转换

3、器输入的数字量发生变化开始，到其输出模拟量达到相应的稳定值所需要的时间。（4）线性误差：D/A的实际转换特性（各数字输入值所对应的各模拟输出值之间的连线）与理想的转换特性之间的偏差就是D/A的线性误差。45.2.3并行输入D/A芯片及接口技术并行输入D/A转换芯片——DAC0832DAC0832是NS公司生产的DAC0830系列产品中的一种8位CMOS数模转换芯片，其特点如下：①8位并行D/A转换；②片内二级数据锁存，提供数据输入双缓冲、单缓冲、直通三种工作方式；③电流输出型芯片(需外接运放),电流稳定时间为1μs,只需在满量程下调

4、整其线性度；④单电源（+5V～+15V，典型值+5V）供电；⑤具有双缓冲控制输出；⑥参考电压为-10～+10V5DAC0832结构6DAC0832的输出电路DAC0832的输出量是电流，而实际应用中常常需要的是模拟电压。在这种情况下，芯片的输出还需要有将电流转换为电压的电路。Vout＝－(D/2n)×VREF7DAC0832与89C51接口DAC0832可以有三种工作形式：直通、单缓冲、双缓冲。81)单缓冲工作方式应用将二级寄存器的控制信号并接，输入数据在控制信号作用下（一次控制，一次缓冲），直接打入8位DAC寄存器中并进入8位D/

5、A转换器进行D/A转换。9①产生锯齿波的程序MOVDPTR，#7FFFHMOVA，#00HLOOP:MOVX@DPTR，AINCANOPNOPAJMPLOOP；1/282/283/28254/28255/28010②产生方波的程序MOVDPTR，#7FFFHLOOP:MOVA，#0FFHMOVX@DPTR，AACALLDELAYMOVA,#00HMOVX@DPTR,AACALLDELAYAJMPLOOP112）双缓冲工作方式应用在多路D/A转换的情况下，若要求同步转换输出，必须采用双缓冲方式。DAC0832采用双缓冲方式时，数字量的

6、输入锁存和D/A转换输出是分两步进行的。第一，CPU分时向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中。第二，CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各路输入寄存器中的数据进入DAC寄存器，实现同步转换输出。122）双缓冲工作方式应用132）双缓冲工作方式应用MOVDPTR，#0DFFFHMOVA，#data1MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#7FFFHMOVA，#data2MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#0BFFFHMOVX@DPTR，A145.3A/D转换器及接口技术计算机只能储存和处理二进制形式

7、的数字量，凡遇到有模拟量的地方，就要进行模拟量向数字量转换，这就是模/数转换问题。将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换，与之有关的接口技术称为前向通道接口技术。因为在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成数字信号，才能输入到单片机中进行处理，然后再将处理结果的数字量转换成模拟量输出，实现对被控对象的控制。155.3.1A/D转换器的性能指标（1）分辨率：分辨率是指输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。A/D转换器的分辨率定义为满刻度电压与2n之比值，其中n为ADC的位数。

8、（2）转换速率与转换时间：转换速率是指A/D转换器每秒钟转换的次数。转换时间是指完成一次A/D转换所需的时间。转换时间是转换速率的倒数。（3）量化误差：A/D的阶梯状转移特性曲线与理想转移特性曲线之间的最大偏差称为量化误差。（4）线性