第八章 MCS-51单片机的测控接口ppt课件.ppt

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1、第八章MCS-51单片机的测控接口8.1概述8.2D/A转换器及其接口8.3A/D转换器及其接口8.1概述单片机和被控实体间的接口示意图返回本章首页8.2D/A转换器及其接口8.2.1D/A转换器8.2.2MCS-51和D/A的接口返回本章首页8.2.1D/A转换器最简单D/A转换器框图关系式：Vout=B×VR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、-2+…+b1×21+b0×20式中，bn-1为B的最高位；b0为最低位。1．D/A转换器的原理D/A转换器的原理：原理图见下图。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。根据克希荷夫定律，如下关系成立：I3==23·I2==22·I1==21·I0==20·T型电阻网络型D/A转换器2．D/A转换器的性能指标l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。l转换精度（ConversionAccuracy）指满量程时DAC的实际模拟输出值和理

3、论值的接近程度。l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。l线性度（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．DAC0832lDAC0832内部结构DAC0832内部由三部分电路组成（如下图所示）。“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，l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DI7～DI0（8条）；（2）控制线（5

4、条）；（3）输出线（3条）；（4）电源线（4条）。DAC0832原理框图返回本节8.2.2MCS-51和D/A的接口有三种连接方式：1.直通方式2.单缓冲方式，如图1所示3.双缓冲方式，如图2所示。图1单缓冲方式下的DAC0832例试用0832产生一锯齿波信号（三角波、方波）。解：1.锯齿波MOVDPTR，#7FFFHMOVA，#00HL1:MOVX@DPTR,AINCASJMPL12.三角波MOVDPTR，#7FFFHMOVA，#00HL1：MOVX@DPTR,AINCACJNEA，#0FFH，L1L2:MOVX@DPTR,AD

5、ECACJNEA,#00H,L2SJMPL13.方波MOVDPTR，#7FFFHL3：MOVA，#00HMOVR0，#0FFHL1：MOVX@DPTR,ADJNZR0，L1MOVA，#0FFHMOVR0，#0FFHL2：MOVX@DPTR,ADJNZR0，L2SJMPL3图28031和两片DAC0832的接口（双缓冲方式）3．MCS-51与12位DAC的接口lDAC1208的内部结构和原理lMCS-51和DAC1208的连接DAC1208内部框图8031和DAC1208返回本节8.3A/D转换器及其接口8.3.1A/D接口设计要点

6、8.3.2双积分型A/D转换器工作原理8.3.3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。8.3.1A/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8.3.2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

7、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a给出了微机控制的双积分电路原理图。其工作原理可由图b所示的工作波型图予以说明。图a双积分ADC电路原理图图b各点输出波形8.3.3逐次逼近型A/D转换器接口1．逐次逼近型ADC基本原理逐次逼近ADC原理电路框图四位逐次逼近型A/D转换时序2．ADC0808/0809与MCS-51单片机的接口0808/0809与8031接口电路0808/0809工作时序图3．AD574A与MCS-51单片机接口AD574A与8031接口

8、电路图AD574A逻辑控制真值表（a）启动与转换（b）转换结果输出AD574A控制时序图REFINLIPOFFOFFREFOUTAD574+15V-15V100K100K10012100108AD574的单极性转换返回本节2．MC14433与MCS