MCS51与DA及AD转换器接口.pdf

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1、MCS-51与D/A及A/D转换器接口1概述2D/A转换器及其接口3A/D转换器及其接口1概述图1单片机和被控实体间的接口示意图返回本章首页2D/A转换器及其接口2.1D/A转换器2.2MCS-51和D/A的接口返回本章首页2.1D/A转换器图2最简单D/A转换器框图关系式：V=B×VoutR式中，VR为常量，由参考电压VREF决定；B为数字量，常为一个二进制数。数字量B的位数通常为8位和12位等，由D/A转换器芯片型号决定。B为n位时的通式为：B=bn-1bn-2…b1b0=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+b0×20式中，bn-1为B的最高位；b0为最低位。

2、1．D/A转换器的原理D/A转换器的原理：把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加（如图9-3所示）。根据克希荷夫定律，如下关系成立：I==23·3I==22·2I==21·1I==20·0图3T型电阻网络型D/A转换器2．D/A转换器的性能指标ò分辨率（Resolution）辨率是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。ò转换精度（ConversionAccuracy）指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。ò偏移量误差（OffsetError）偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。ò线性度（

3、Linearity）线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。3．DAC0832òDAC0832内部结构DAC0832内部由三部分电路组成（如图9-4所示）。“8位输入寄存器”、“8位DAC寄存器”、“8位D/A转换电路”由8位T型电阻网络和电子开关组成，ò引脚功能DAC0832共有20条引脚，双列直插式封装。引脚连接和命名如图9-5所示。（1）数字量输入线DI～DI（8条）；（2）控制70线（5条）；（3）输出线（3条）；（4）电源线（4条）。图4DAC0832原理框图图5双极性DAC的接法返回本节2.2MCS-51和D/A的接口1．DAC的应用òDAC用作单极

4、性电压输出òDAC用作双极性电压输出（表9-1、图9-6所示）òDAC用作控制放大器（如图9-7所示）表1双极性输出电压与输入数字量的关系输入数字量BV（理想值）outb7b6b5b4b3b2b1b0+VREF时-VREF时11111111

5、V

6、-LSB-

7、V

8、+LSBREFREF┆┆┆11000000

9、V

10、/2-

11、V

12、/2REFREF┆┆┆1000000000┆┆┆01111111-LSBLSB┆┆┆00111111-

13、V

14、/2-LSB

15、V

16、/2+LSBREFREF┆┆┆00000000-

17、V

18、

19、V

20、REFREF图9-6双极性DAC的另一种接法图7控制放大器用DAC08322．MC

21、S-51与8位DAC的接口MCS-51和DAC0832接口时，有三种连接方式：直通方式、单缓冲方式如图9-8~9-9所示和双缓冲方式如图9-10所示。图8单缓冲方式下的DAC0832图9例3所产生的波形图108031和两片缓冲方式DAC嗼0832的接口嗻双3．MCS-51与12位DAC的接口òDAC1208的内部结构和原理（如图11所示）òMCS-51和DAC1208的连接（图12示）图11DAC1208内部框图图128031和DAC1208返回本节3A/D转换器及其接口3.1A/D接口设计要点3.2双积分型A/D转换器工作原理3.3逐次逼近型A/D转换器接口返回本章首页对于一个模拟

22、信号转换成数字信号所要求的基本部件有：Ø模拟多路转换器与信号调节电路。Ø采样/保持电路。ØA/D转换器。Ø通道控制电路。3.1A/D接口设计要点1．选择合适的系统采样速度2．减小A/D转换的孔径误差3．合理选用A/D转换器返回本节3.2双积分型A/D转换器工作原理1．双积分型A/D转换器工作原理双积分型A/D转换是一种间接A/D转换技术。首先将模拟电压转换成积分时间，然后用数字脉冲计时方法转换成计数脉冲数，最后将此代表模拟输入电压大小的脉冲数转换成二进制或BCD码输出。因此，双积分型A/D转换器转换时间较长，一般要大于40～50ms。图9-13给出了微机控制的双积分电路原理图。其工作

23、原理可由图9-14所示的工作波型图予以说明。图13双积分ADC电路原理图图14各点输出波形2．MC14433与MCS-51单片机的接口图15MC14接口433与方法8031直接连接的3．7109与MCS-51单片机接口图16ICL7109与8031的接口电路图图17ICL7109工作时序图返回本节3.3逐次逼近型A/D转换器接口1．逐次逼近型ADC基本原理图18逐次逼近ADC原理电路框图图19四位逐次逼近型A/D转换时序2．ADC0808/0809与MCS