单片机与D/A A/D转换接口 D/A及 第八章 单片机与D/A及A/D转换接口单 片 机 原 理 多 媒 体 教 程
教学重点D/A转换器及其与单片机的接口 转换器及其与单片机的接口D/A转换器的主要技术指标 D/A转换器的主要技术指标 DAC0832芯片及其与单片机接口 DAC0832芯片及其与单片机接口
A/D转换器及其与单片机的接口 转换器及其与单片机的接口A/D转换器的原理及主要技术指标 D ADC0809芯片及其与单片机的接口 ADC0809芯片及其与单片机的接口1
MCS-51单片机外部功能扩展 第八章 MCS-51单片机外部功能扩展
A/D、D/A接口应用框图： A/D、D/A接口应用框图： 接口应用框图单 片 机 原 理 多 媒 体 教 程
给定值
比较器 A 控制器 D D/A转换器 执行机构 转换器 D A/D转换器 转换器 A 传感器 模拟量 数字量
被控参数 C 被控对象
W
单片机
MCS-51单片机外部功能扩展 第八章 MCS-51单片机外部功能扩展
D/A转换器及其与单片机的接口 §8.1 D/A转换器及其与单片机的接口单 片 机 原 理 多 媒 体 教 程
D/A转换接口设计的主要问题 一、 D/A转换接口设计的主要问题 单片机应用系统中D/A转换电路接口设计主 单片机应用系统中D/A转换电路接口设计主 D/A 要是选择D/A转换集成芯片， D/A转换集成芯片 要是选择D/A转换集成芯片，配置外围电路及器 实现数字量到模拟量的线性转换， 件，实现数字量到模拟量的线性转换，并不涉及 D/A转换器的结构设计 转换器的结构设计， D/A转换器的结构设计，也不必对其内部电路作 深入分析。 深入分析。 在D/A转换接口设计中，主要考虑的问题是 D/A转换接口设计中， 转换接口设计中 D/A转换芯片的选择 转换芯片的选择、 D/A转换芯片的选择、数字量的码输入及模拟量 的极性输出、参考电压、电流、电源等。 的极性输出、参考电压、电流、电源等。3
D/A转换及其接口电路 第一节 D/A转换及其接口电路一、D/A转换器的主要技术参数 转换器的主要技术参数
第八章 8 --- 4
1. 分辨率(Resolution)——辨率是指 分辨率( 辨率是指D/A转换器能分辨的最小输出 ) 辨率是指 转换器能分辨的最小输出 模拟量的增量，取决于输入数字量的二进制位数。 模拟量的增量，取决于输入数字量的二进制位数。 例如， 例如：对一个分辨率为n位的转换器，能够分辨满量程的2 例如：对一个分辨率为n位的转换器，能够分辨满量程的2-n。例如， 分辨率为8位的D 转换器能给出满量程电压的1 256( 分辨率为8位的D/A转换器能给出满量程电压的1/256(即1/28)的分 辨能力。 辨能力。 如满量程电压为5 01953V 如满量程电压为5V的分辨率为 0.01953V 2. 转换时间 转换时间是指数字量在DAC输入端
发生满刻度变化后，到完成转换 输入端发生满刻度变化后， 转换时间是指数字量在 输入端发生满刻度变化后 并输出达到稳定值所需的时间。 并输出达到稳定值所需的时间。 3. 转换精度(Conversion Accuracy) 转换精度( ) 4. 线性度(Linearity) 线性度( )4
第八章 8 --- 5 1.接口电路的主要任务 接口电路的主要任务 (1)输入数据缓冲的问题 (1)输入数据缓冲的问题 (2)芯片的分辨率位数大于数据总线宽度的处理 (2)芯片的分辨率位数大于数据总线宽度的处理 (3)控制信号的提供 (3)控制信号的提供 (4)输出模拟量的类型与极性 2.接口电路的结构形式 接口电路的结构形式 一般有以下几种常用的结构。 一般有以下几种常用的结构。(1)利用单片机的并行I/O口或串行口与D/A芯片直接接口； 利用单片机的并行I/O口或串行口与D/A芯片直接接口； I/O口或串行口与D/A芯片直接接口 (2)用中小规模的逻辑芯片构成接口电路使D/A芯片与单片机连接； 用中小规模的逻辑芯片构成接口电路使D/A芯片与单片机连接； D/A芯片与单片机连接 (3)用通用可编程并行I/O口实现D/A芯片与单片机之间的连接。 用通用可编程并行I/O口实现D/A芯片与单片机之间的连接。 I/O口实现D/A芯片与单片机之间的连接5
二、 D/A转换芯片内带数据输入寄存器的接口 转换芯片内带数据输入寄存器的接口
LE 为寄存命令。当 LE =1时，寄存器的输出随输入变化； 为寄存命令。 时 寄存器的输出随输入变化； LE =0时，数据锁存在寄存器中，不随输入数据变化。 6 时 数据锁存在寄存器中，不随输入数据变化。
第八章 8 --- 7
位的D/A转换芯片，电流型输出，与0832一样 转换芯片， 如：DAC1208是10位的 是 位的 转换芯片 电流型输出， 一样 也是双缓冲结构。但其12位输入寄存器由两部分组成 及高8位输入寄 位输入寄存器由两部分组成， 也是双缓冲结构。但其 位输入寄存器由两部分组成，及高 位输入寄 存器和低4位输入寄存器 以便与8位 位输入寄存器， 的数据总线相接。 存器和低 位输入寄存器，以便与 位CPU的数据总线相接。 的数据总线相接P0.0 P0.3 DI.0 DI.3 DI.4 DI.7 DI.8 DI.11 Rfb IOUT1 IOUT2
+
+
P0.4 P0.7
MCS-51ALE WR
锁存 译码
40H 60H A0
CS XFER
DAC1208
BYTE1/BYTE2 WR1 WR2
为高电平时开启8位 为高电平时开启 位 和4位两个输入寄存 位两个输入寄存 器，为低电平时只开 启低4位。 启低 位 必须先送高8位数据 必须先送高 位数据 DI11~DI4,后送低 后送低4 ~ 后送低 位数据DI3~DI0。 位数据 。
位输入寄存器地址： 高8位输入寄存器地址：41H 位输入寄存器地址 位输入寄存器地址： 低4位输入寄存器地址：40H 位输入寄存器地址 DAC
寄存器地址： 60H 寄存器地址： 寄存器地址
4. 工作方式 DAC1210/1209/1208有两种工作方式，一种是单 有两种工作方式， 有两种工作方式 缓冲方式，另一种是双缓冲方式。 缓冲方式，另一种是双缓冲方式。 (1)单缓冲方式。 )单缓冲方式。
(2)双缓冲工作方式。 )双缓冲工作方式。 双缓冲工作方式是将输入数据经两级锁存器传送给 将输入数据经两级锁存器传送给D/A 双缓冲工作方式是将输入数据经两级锁存器传送给 转换器。 转换器。
5. 输出方式 DAC1210/1209/1208属于电流输出型 属于电流输出型D/A转换器，需 转换器， 属于电流输出型 转换器 用运算放大器将电流输出转换为电压输出。 用运算放大器将电流输出转换为电压输出。一般电压输出 可分为单极性和双极性两种，其中单极性输出如图8-7所 可分为单极性和双极性两种，其中单极性输出如图 所 示，双极性输出如图8-8所示。可以推出输出电压与输入 双极性输出如图 所示。 所示 数字量的对应关系： 数字量的对应关系：