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1、单片机系统与应用132Chap8 AD和和DA在单片机系统中的应用在单片机系统中的应用-DA转换器转换器-AD转换器转换器-应用举例应用举例控制系统模型执执行行部部件件放放大大驱驱动动控控控控制制制制对对对对象象象象微微型型计计算算机机A/DA/DA/DA/D转换转换转换转换器器器器采采样样保保持持多多多多多多路路路路路路开开开开开开关关关关关关信号处理信号处理信号处理信号处理信号处理信号处理传感器传感器1 1传感器传感器2 2传感器传感器3 3I/OI/O接接口口D/AD/AD/AD/A转转转转换换换换器器器器D/AD/A转换器的基本原理转换器的基本原理vD/AD/AD/AD/A基本工作原理
2、基本工作原理基本工作原理基本工作原理模拟转模拟转换基准换基准电压电压数字开关数字开关控制控制数字接口数字接口基准电压基准电压电流电流IiIi运算放大器运算放大器模拟模拟模拟模拟电压电压电压电压数字量输入数字量输入数字量输入数字量输入权电阻式权电阻式D/AD/A转换器转换器T T型电阻网络型电阻网络D/AD/A转换器转换器D/AD/A转换器的基本原理转换器的基本原理 权电阻式权电阻式D/AD/A转换器转换器I0I1I2In-12n-1RVrefd0d1d2dn-1R22n-3R2n-2RIoutRfVout+A A-Iout=Ii(i=0n-1)Vout=Ii(i=0n-1)Rf VrefIi=
3、2(n-1-i)R diD=dn-1dn-2d1d0 Ii=2(n-1)R 2i diVref阻值范围大阻值范围大R2R2n-1RD/AD/A转换器的基本原理转换器的基本原理 T T型电阻网络型电阻网络di=0 接地接地di=1 接入放大器虚地接入放大器虚地ABCDI3I2I1I0RfVOUT_ _+A AVrefRRR2R2R2R2R2Rd0d1d2d3IOUTIout=Ii(i=0n-1)Vout=Ii(i=0n-1)Rf Ii=2nR 2i diVrefVrefRRR2RABCD2R2R2R2RI3I2I1I0Vref2RI3=Vref22RI2=Vref23RI1=Vref24RI0=
4、D/AD/A转换器的主要参数转换器的主要参数 分辨率分辨率分辨率分辨率 转换精度转换精度转换精度转换精度 转换速率转换速率转换速率转换速率/建立时间建立时间建立时间建立时间 线性度线性度线性度线性度绝对精度绝对精度绝对精度绝对精度相对精度相对精度相对精度相对精度-满刻度输出与理论输出之间的差异满刻度输出与理论输出之间的差异-任意二进制输出与理论值之间的差异任意二进制输出与理论值之间的差异-衡量单位：衡量单位：LSBLSB，应应 1/21/21/21/2LSBLSBLSBLSB-能够分辨的最小模拟量输出能够分辨的最小模拟量输出-位数表示，位数表示，n n位，最低位位，最低位LSBLSBLSBLS
5、B对应电压对应电压1/21/2n n满量程满量程-二进制数输入到二进制数输入到转换完成转换完成转换完成转换完成所需时间，电流建立时间所需时间，电流建立时间输出达到终值相差输出达到终值相差1/21/2LSBLSB范围内范围内-D/AD/A转换实际曲线与理想曲线之间的最大偏差转换实际曲线与理想曲线之间的最大偏差根据根据T T型电路网络型电路网络计算公式计算公式DAC0832DAC0832及应用及应用vDAC0832 简介简介分辨率：分辨率：8位位输出类型输出类型：电流电流增益温度系数：增益温度系数：0.02%单电源供电：单电源供电：+5V+15V功耗：功耗：20mw转换速度：约转换速度：约1usD
6、AC0832DAC0832及应用及应用1.DAC0832 内部结构内部结构DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI78 8位输入位输入锁存器锁存器LE18 8位位DACDAC锁存器锁存器LE2ILE&CSWR1&XFERWR28位位DA转换器转换器VrefIout1Iout2RfbRf两级锁存器两级锁存器T型电阻网络型电阻网络DAC0832DAC0832及应用及应用管脚及功能说明管脚及功能说明DAC0832DAC0832CSWR1WR2AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGNDVCCILEXFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout1I.I.数字量输入线数字量输入线DI
7、DI0 0DIDI7 7II.II.模拟量输入线模拟量输入线I Iout1out1、I Iout2out2III.III.模拟量相关管脚模拟量相关管脚V Vrefref、R Rfbfb、AGNDAGNDIV.IV.锁存器锁存管脚锁存器锁存管脚CSCSWR1WR1WR2WR2ILEILEXFERXFER输入锁存器（输入锁存器（1 1stst）转换锁存器（转换锁存器（2 2ndnd）两级锁存器怎么用？两级锁存器怎么用？LE1LE1=ILEILE CSCS WR1WR1LE2LE2=XFERXFER WR1WR1DAC0832DAC0832及应用及应用qDAC0832DAC0832管脚说明管脚说明管
8、脚说明管脚说明 I Iout1out1:各开关向各开关向1闭合的各位权电流汇集输出端。闭合的各位权电流汇集输出端。I Iout2 out2:各开关向各开关向0闭合的各位权电流汇集输出端闭合的各位权电流汇集输出端。V Vrefref :参考电压输入端，参考电压输入端，-10V+10V之间之间。R Rfbfb:反馈电阻连接端。反馈电阻连接端。ILE ILE：允许输入锁存信号允许输入锁存信号 XFER XFER：传送控制信号传送控制信号 AGND AGND：模拟地模拟地/数字地应分别连接，然后再共接数字地应分别连接，然后再共接DAC0832DAC0832及应用及应用DAC0832DAC0832的工作
9、方式的工作方式vv 输出直通方式输出直通方式输出直通方式输出直通方式不使用锁存器不使用锁存器不使用锁存器不使用锁存器vv 一级锁存器方式一级锁存器方式一级锁存器方式一级锁存器方式vv 二级锁存器方式二级锁存器方式二级锁存器方式二级锁存器方式所有的锁存信号所有的锁存信号所有的锁存信号所有的锁存信号有效有效有效有效CSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFER接地接地接地接地ILEILE接高电平接高电平接高电平接高电平使用输入锁存器（使用输入锁存器（使用输入锁存器（使用输入锁存器（1 1st st）WR2WR2 XFERXFER有效有效有效有效CSCSWR1WR1ILEILE控制信号控制信号控制
10、信号控制信号使用转换锁存器（使用转换锁存器（使用转换锁存器（使用转换锁存器（2 2ndnd）WR2WR2 XFERXFER控制信号控制信号控制信号控制信号WR1WR1ILEILE有效有效有效有效CSCS输入锁存器（输入锁存器（输入锁存器（输入锁存器（1 1st st）转换锁存器（转换锁存器（转换锁存器（转换锁存器（2 2ndnd）CSCSWR1WR1ILEILE控制信号控制信号控制信号控制信号WR2WR2 XFERXFER控制信号控制信号控制信号控制信号端口端口1端口端口2端口地址译码端口地址译码DAC0832DAC0832及应用及应用DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVou
11、tILECSXFERWR1WR2+5V输出直通方式输出直通方式端口端口地址地址译码译码DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5VWR只使用第只使用第1级输入锁存器级输入锁存器DAC0832DAC0832及应用及应用使用使用2级锁存器级锁存器DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5V端口端口1地址译码地址译码WR端口端口2地址译码地址译码DAC0832DAC0832及应用及应用EX:EX:使用使用D/AD/A转换器构造一个转换器构造一个波形发生器波形发生器，整个电路由，整个电路由DAC08
12、32DAC0832、双运双运算放大器算放大器LM358LM358和地址译码电路组成。和地址译码电路组成。DAC0832DAC0832工作在单缓冲工作方工作在单缓冲工作方式，式，WR2WR2和和XFERXFER接地。接地。DAC0832D0D7-+Iout1Iout2RfbVoutILECSXFERWR1WR2+5V端口地址译码端口地址译码WRVref-+5V端口地址端口地址360HDAC0832DAC0832及应用及应用矩形波矩形波 三角波三角波 梯形波梯形波最大值最大值最小值最小值跳变跳变渐变渐变到达最大到达最大/最小值后不保持最小值后不保持高高电电平平低低电电平平MOV A,#0HMOVX
13、 DPTR,ACALL DELAYCPL ASJMP AGNMOVX DPTR,A矩形波矩形波矩形波矩形波MOV DPTR,#360HAGN:A/DA/D转换器基本原理转换器基本原理A/DA/D转换器转换器常用转换方法常用转换方法逐次逼近法逐次逼近法双积分法双积分法v逐次逼近的逐次逼近的A/DA/D转换器原理转换器原理SARSARVstVst控制逻辑与时序控制逻辑与时序D/AD/A转换器转换器输输出出锁锁存存器器EOCEOCOEOE+VrefVref-VrefVrefVinVinSTARTSTARTCLKCLKD0D0D7D7比较器比较器+-比较器比较器逐次比较寄存器逐次比较寄存器A/DA/D
14、转换器转换器 ADC0809ADC0809GND Vref-D1 D2IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+D0ADC0809ADC0809 8 8位位A/DA/D转换器，转换器，逐次逼近结构逐次逼近结构 8 8通道多路开关输入切换电路通道多路开关输入切换电路 电源电源+5+5V V,Vref=+5V,Vref=+5V Vin Vin范围范围:单极性单极性0 0+5V+5V 每次转换时间：每次转换时间：100100 S S 60 60个时钟周期个时钟周期,fmaxfma
15、x=640KHz=640KHz (推荐推荐CLK=500KHz)CLK=500KHz)转换结果输出控制方式：转换结果输出控制方式：查询方式或者中断方式查询方式或者中断方式2828脚脚DIPDIP封装图封装图A/DA/D转换器转换器 ADC0809ADC0809GND Vref-D1 D2IN3 IN2IN4 IN1IN5 IN0IN6 ADDAIN7 ADDBSTART ADDC EOC ALED3 D7OE D6CLK D5VCC D4Vref+D0ADC0809ADC0809v 管脚功能说明：管脚功能说明：MCUMCU端端 外部输入端外部输入端IN0IN7IN0IN7 外部模拟信号输入，外
16、部模拟信号输入，共共8 8路路D0D7D0D7 转换得到数字量输出端转换得到数字量输出端ADDAADDCADDAADDC 8 8路输入地址选择位路输入地址选择位ALEALE 地址选择位锁存信号地址选择位锁存信号STARTSTART 转换启动信号转换启动信号EOCEOC 转换完毕信号转换完毕信号OEOE 转换结果读取控制信号转换结果读取控制信号 系统管脚系统管脚 CLK CLK 时钟信号，时钟信号，=640=640KHzKHz VrefVref 参考电压参考电压A/DA/D转换器转换器 ADC0809ADC0809vADC0809ADC0809与与5151单片机的连接方法单片机的连接方法MCS-
17、51ADC 0809锁存器锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEP2.08DQ0ALECLKADDAD0-D7GOESTARTRDWROEQ1Q2ADDBADDCINT1EOC11FoscFosc=6MHz=6MHz 2 2口地址可以为：口地址可以为：0FE000FE000FE07H 0FE07H 也可为：也可为：0FEF00FEF00FEF7H0FEF7H中断处理中断处理A/DA/D转换器转换器 ADC0809ADC0809vADC0809ADC0809ADC0809ADC0809控制方法控制方法控制方法控制方法向对应口地址写数据向对应口地址写数据等待等待/查询查询EOC就绪就绪从对应口地址读取数据从对应口地址读取数据;选择采集通道选择采集通道MOV DPTR,#0FFE0HMOV DPTR,#0FFE0HMOV A,#0HMOV A,#0HMOVX DPTR,AMOVX DPTR,AJNB IE1JNB IE1，$MOVX AMOVX A，DPTRDPTR;读取选中通道读取选中通道烘箱恒温控制系统小结小结u D/A D/A转换器转换器u A/D A/D转换器转换器 D/A D/A转换器工作原理转换器工作原理 D/A D/A转换器的参数转换器的参数 DAC0832 DAC0832应用应用 A/D A/D转换器工作原理转换器工作原理 ADC0809 ADC0809应用应用