第8章MCS-51单片机典型外围接口技术ppt课件.ppt

《第8章MCS-51单片机典型外围接口技术ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章MCS-51单片机典型外围接口技术8.1模拟信号输入MCS-51组成的应用系统，除了处理现场的开关量信号外，还要处理另一类的现场信号，这些信号不仅存在“有”和“无”的变化，更重要的是有数值的大小变化，有的还有正负方向的变化，如电压、电流、温度、压力、流量等信号。这些信号我们称之为“模拟量信号”。把被测模拟信号输入到单片机的过程叫“模拟量输入”，从单片机输出模拟信号以控制现场设备的过程叫“模拟量输出”。进入到单片机系统的模拟量被用来“检测、测量”现场设备的运行状况；单片机系统输出的模拟量用来“调节、控制”现场设备的运行过程。这些输入和输出的循环过程就形

2、成并实现了单片机应用系统的闭环控制。由此可见，对模拟量的处理，是MCS-51应用系统接口技术的重要内容。8.1.1模拟/数字转换器件概述鉴于MCS-51只能处理二进制的数字量，对模拟量的处理就存在两者之间的变换问题。把模拟信号转换成数字信号的过程叫模（模拟量）—数（数字量）转换（A/D）。具有模—数转换功能的集成电路芯片，叫模—数转换器，简称A/D转换器或ADC(AnalogDigitalConverter)。反过来，把数字量转换成模拟信号的过程叫数（数字量）—模（模拟量）转换（D/A）。具有数—模转换功能的集成电路芯片，叫数—模转换器，简称D/A转换器或

3、DAC(DigitalAnalogConverter)。本节介绍ADC芯片。按转换原理ADC器件可分为四类：（1）计数式。结构简单、转换速度慢，不常用。（2）双积分式。转换精度高、抗干扰能力强，转换速度低。（3）并行式。速度快，结构复杂，价格高，只适用于需要极高转换速度的场合。（4）逐次逼近式。分辨率高、速度快、价格适中，是常用的转换芯片。按和单片机数据交换的方式，ADC芯片可分为并行和串行两类。1ADC器件的引脚信号通常，一个典型的ADC芯片应包含以下输入输出信号。●模拟输入信号。0V～5V或-5V～+5V交直流电压,是待转换的模拟量信号,通常来自变换器

4、、传感器的输出端。●参考电压信号。用于芯片内部D/A转换部件的参考电位，连接到固定电源。●控制信号。用来启动转换、指示转换结束、允许数据输出等控制之用，一般来自MCU。●输出数字信号。是转换完成之后的二进制数字量输出，连接到MCU。3选择ADC器件应考虑的因素●分辨率。分辨率的选择和测量的精度要求有关。要求测量的准确度越高，则所选ADC器件的分辨率也应越高；分辨率还应和转换误差结合考虑，以满足转换精度要求。●转换时间。和测量控制的实时性要求相关。要求被测控对象的反应越及时、越迅速，则该参数值就应越小。●模拟电压输入范围。考虑该参数，以便确定输入模拟量的大小

5、。●同MCU的连接方式。ADC器件和MCU的数据交换方式有并、串总线形式，应结合测控系统的实时性、印制板的面积等综合要求考虑。8.1.2并行A/D转换器ADC0809及和单片机的连接8.2模拟信号输出8.2.1模拟/数字转换概述与模（模拟量）—数（数字量）转换相反，把数字量转换成模拟电压或电流信号的过程叫数（数字量）—模（模拟量）转换，具有数—模转换功能的集成电路芯片，叫数—模转换器，简称D/A转换器或DAC(DigitalAnalogConverter)。和A/D转换器芯片一样，D/A转换芯片的种类也很多，有8位、10位、12位、16位等。按和单片机的连

6、接方式，D/A转换器也分为并行和串行两种。（2）转换精度。表征D/A器件将数字量转换成模拟量后，所输出模拟量的精确程度，它表明了实际值与理论值之间的最大误差。（3）建立时间。从接到数字输入信号开始到输出稳定的电压（或电流）为止所需的时间。它表征了D/A器件的转换速度。（4）与MCS-51的连接方式。在种类繁多的D/A转换芯片中，根据转换速度和节省连线及印制板(PCB)面积的综合因素的考虑，选择合适的数据通信方式的芯片。一般说来，并行芯片的速度要快些，串行芯片要节省连线和印制电路板面积。8.2.2并行D/A转换器DAC08322DAC0832和MCS-51的

7、连接对于输入数据来说，DAC0832内部有两级数据缓冲器，即8位输入锁存器和8位DAC寄存器。控制DAC0832的转换过程，也就是控制这两级数据缓冲器的数据锁存过程。根据两级数据缓冲器的特点，对DAC0832的转换控制可分为3种：8.2.314位串行D/A转换器MAX544（*）1MAX544简述MAX544是MAXIM公司生产的14位串行数据输入、模拟电压输出的D/A转换器。和并行的D/A转换器相比，它的显著优点是连线少、+5V单电源供电和模拟电压输出。电压输出不仅节省了电流/电压的变换环节，而且也保障了输出精度，这对于使用者来说是受欢迎的。MAX544

8、输出电压的建立时间是1μs，速度可以和并行DAC的转换相比拟。该器