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1、教教学学目目标标 通过本章教学，要求达到以下目标：通过本章教学，要求达到以下目标：1.1.了解了解LEDLED显示器的显示器的结构组成、分类和主要技术结构组成、分类和主要技术参数。参数。2.2.学会学会LEDLED显示器显示器编码方法编码方法，掌握将显示数据转换为，掌握将显示数据转换为显示字段码的编程方法。显示字段码的编程方法。3.3.理解理解静态显示和动态显示静态显示和动态显示方式的电路结构、原理和方式的电路结构、原理和特点。特点。4.掌握掌握典型典型LED显示应用电路及程序编制方法显示应用电路及程序编制方法。5.5.理解理解独立式按键独立式按键和和矩阵式键盘矩阵式键盘的结构形式及特点。的结
2、构形式及特点。6.6.理解理解键盘扫描三种方法及特点键盘扫描三种方法及特点。7.了解了解ADC、DAC主要主要性能指标和分类情况性能指标和分类情况。8.掌握典型芯片掌握典型芯片ADC0809、DAC0832的接口应用电的接口应用电路及其编程路及其编程方法。方法。第1页/共106页8.1 LED显示器接口技术第2页/共106页8.1 LED显示器接口技术8.1.1 LED显示器的结构原理LED显示器的外形结构如图显示器的外形结构如图8.1（a）所示，它由）所示，它由8个个(或或7个个)发光二极管构成，可用来显示发光二极管构成，可用来显示09、A、B、C、D、E、F、及小数点、及小数点“.”等字符
3、。其中把等字符。其中把各二极管的阴极连接在一起，称为共阴极数码管，各二极管的阴极连接在一起，称为共阴极数码管，把各二极管的阳极连接在一起，称为共阳极数码管，把各二极管的阳极连接在一起，称为共阳极数码管，如图如图8.10（b）、（）、（C）所示。）所示。第3页/共106页 (b)共阴极 (c)共阳极 (a)外形结构图8.1 七段LED显示器第4页/共106页500111111dpgfedcbaabcdefgdpcdedp123 45678910a bfgcomcomabcefcomgd共阴极数码管显示”0”,字形码为3FH0第5页/共106页6abcdefgdp123 45678910abfgc
4、omcomabcefgdpgfedcba00000110d共阴极数码管显示”1”,字形码为06H0cdedp第6页/共106页7显示”2”,字形码为5bh.(b)dpcomabcdefgdpcde123 45678910comcomabcefgdpgfedcba010110115bhdLED数码管的发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不能发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码(段码)，如显示”0”,字形码为3fh.第7页/共106页表8.1 LED显示器的字形(段)码表显示字符显示字符字形码字形码显示字符显示字符字形码字形码共阴极共阴极共阳极共阳极共阴极共阴极共阳极共
5、阳极0 03FH3FHCOHCOHA A77H77H88H88H1 106H06HF9HF9HB B7CH7CH83H83H2 25BH5BHA4HA4HC C39H39HC6HC6H3 34FH4FHBOHBOHD D5EH5EHA1HA1H4 466H66H99H99HE E79H79H86H86H5 56DH6DH92H92HF F71H71H8EH8EH6 67DH7DH82H82H40H40HBFHBFH7 707H07HF8HF8HP P73H73H8CH8CH8 87FH7FH8OH8OHP.P.F3HF3H0CH0CH9 96FH6FH9OH9OH熄灭熄灭00H00HFFHFF
6、H第8页/共106页1.软件查表法采用软件查表方式时，需要在程序中安排一张显示字符段码表。段码表应根据硬件电路中使用的数码管的极性和显示字符的需要而设定，设显示代码表首地址为LEDTAB，程序设计如下：abcdefghP1口口89C51GND一位一位LED静态显示图静态显示图8.1.2 LED数码管译码方法第9页/共106页DISP:MOV A，data ；显示字符送A MOV DPTR，LEDTAB ；DPTR表首地址 MOVC A，ADPTR ；查段码表 MOV P1，A ；显示段码送P1口LEDTAB：DB3FH,06H,5BH,4FH,abcdefghP1口口89C51GND第10页/
7、共106页 2.硬件译码法 硬件译码是用译码器把要显示的字符转换成显示代码。已有专用芯片，可把4位二进制数转换成对应的显示代码。例如Motorola公司生产的MC14495就是一种CMOS型七段十六进制-BCD码锁存译码驱动器。如图8.12所示。除MC14495外，还有MC14493、MC14499、74LS47/48/49等，用户使用时请参阅有关器件手册。第11页/共106页专用硬件译码器显示电路图专用硬件译码器显示电路图第12页/共106页MCI449589C51P10P11P12P13P16ABCDLEabcdefgabcdefg专用硬件译码器显示电路图专用硬件译码器显示电路图第13页/
8、共106页8.1.3 LED显示器的显示方式 AT89C51单片机对LED数码管的显示控制可以分为静态和动态两种方式。1.静态显示静态显示各各LED数码管的数码管的共阴或共阳极连接在一起接地或共阴或共阳极连接在一起接地或接接+5V，每位的段选线（，每位的段选线（adp)分别与一个分别与一个8位并行位并行I/O口相连口相连。第14页/共106页a b c d e f g hCOMI/O(1)a b c d e f g hCOMI/O(2)a b c d e f g hCOMI/O(3)a b c d e f g hCOMI/O(n)VCC/GND静态显示典型连接电路图静态显示典型连接电路图静态显
9、示的特点：各LED数码管能稳定地同时显示各自字形。同时这种连接方式浪费I/O口。第15页/共106页 2.动态显示动态显示各各LED数码管的段选线数码管的段选线(adp)连接在一起，由连接在一起，由一个一个8位位I/O口控制，公共端分别用一根口控制，公共端分别用一根I/O线单独控线单独控制。制。动态显示是各动态显示是各LED轮流地一遍一遍显示各自字轮流地一遍一遍显示各自字符，因人的视觉暂留而使人看到的似乎是所有符，因人的视觉暂留而使人看到的似乎是所有LED在同时显示不同字符。为稳定地显示，每位在同时显示不同字符。为稳定地显示，每位LED显显示的时间为示的时间为15ms。8位位LED动态显示电路
10、如图动态显示电路如图8.14所示。所示。第16页/共106页图图8.148位位LED动态显示电路图动态显示电路图第17页/共106页例例8.1在实验箱上编写程序在实验箱上编写程序显示器上显示器上将数字将数字0F连续地逐一显示出来。连续地逐一显示出来。字位码锁存器地址：8002H 字形码锁存器地址：8004H 第18页/共106页字位码锁存器地址：8002H 字形码锁存器地址：8004H 第19页/共106页 ZWMADDR EQU 8002H ;字位码锁存器地址 ZXMADDR EQU 8004H ;字形码锁存器地址 ORG 0000HST:LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MO
11、V R3,#01H ;字位码 MOV R4,#00H ;被显数字LOOP:MOV DPTR,#CHAR ;字形码表首址送DPTR MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR ;译码,得到字形码 MOV DPTR,#ZXMADDR;MOVX DPTR,A ;送出字形码 MOV A,R3 MOV DPTR,#ZWMADDR MOVX DPTR,A ;送出字位码 第20页/共106页 MOV R2,#25H LCALL DELAY ;Delay 0.5S MOV A,R3 ;修改字位码 RL A ;字位码左移1位 MOV R3,ANEXT:INC R4 ;被显数字增1 CJNE R4,#10H,L
12、OOP ;未显示完16个数字则循环 SJMP MAIN ;显示完16个数字则重新开始CHAR:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;字形码表 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H第21页/共106页DELAY:PUSH 02H ;通用延时子程序LP1:PUSH 02HLP2:PUSH 02HLP3:DJNZ R2,LP3 POP 02H DJNZ R2,LP2 POP 02H DJNZ R2,LP1 POP 02H DJNZ R2,DELAY RET END修改程序，在显示器上先以较慢速度将字符0F显示1遍，然后以较快速度将0F显
13、示1遍，重复循环第22页/共106页8.2按键、键盘及其接口按键、键盘及其接口键盘是单片机应用系统中使用最广泛的一种数据键盘是单片机应用系统中使用最广泛的一种数据输入设备。输入设备。键盘是一组按键的组合。键盘是一组按键的组合。按键通常是一种按键通常是一种常开型（也有常闭型的）常开型（也有常闭型的）按钮开按钮开关，常态下键的两个触点处于断开状态，按下键时它关，常态下键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。们才闭合（短路）。第23页/共106页非编码键盘键码由软件扫描产生。非编码键盘键码由软件扫描产生。按组成结构按组成结构又可分为又可分为独立式键盘独立式键盘和和矩阵式键盘。矩阵式键盘
14、。无论是硬件结无论是硬件结构还是软件设计都比较简单，故重点讨论矩阵式键构还是软件设计都比较简单，故重点讨论矩阵式键盘的工作原理与程序设计。盘的工作原理与程序设计。通常，键盘有编码和非编码两种。编码键盘通过硬件电路产生被按按键的键码和一个选通脉冲。选通脉冲可作为CPU的中断请求信号。这种键盘使用方便，所需程序简单，但硬件电路复杂，常不被单片机采用。第24页/共106页 S1S4S3S2 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 89C51+5V独立式键盘接口特点：特点：每个按键占用一条每个按键占用一条I/OI/O线，当按键数量较多时，线，当按键数量较多时，I/OI/O口利用率不高，但程序编制简口利
15、用率不高，但程序编制简单。适用于所需按键较少的场单。适用于所需按键较少的场合。合。特点：特点：电路连接复杂，但提电路连接复杂，但提高了高了I/OI/O口利用率，软件编程口利用率，软件编程较复杂。适用于需使用大量较复杂。适用于需使用大量按键的场合。按键的场合。89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口第25页/共106页MCS51单片机键输入过程单片机键输入过程8.2.1键盘控制流程键盘控制流程第26页/共106页由由于于按按键键按按下下时时的的机机械械动动作作，在在按按键键被被按按下下或或松松开的瞬间，其开的瞬间，其输出电压会产
16、生波动输出电压会产生波动，称为，称为键抖动键抖动。为为确确保保每每按按一一次次键键单单片片机机只只进进行行一一次次处处理理，使使键键盘盘可可靠靠地地工工作作，必必须须消消除除按按键键抖抖动动。消消抖抖方方法法有有硬件硬件消抖消抖和和软件软件延时两种。延时两种。键稳定键稳定键按下键按下后沿抖动后沿抖动前沿抖动前沿抖动8.2.2 键盘接口和键输入软件中应解决的几个问题1消除键抖动消除键抖动第27页/共106页 （1）硬件消抖法：就是在键盘中附加去抖动电路，从根上消除抖动产生的可能性。右图所示电路实际上是由R-S触发器构成的单脉冲电路。当按钮开关按下时Q端输出低电平，当开关松开时Q端恢复高电平，即输
17、出一个负脉冲，以此消除抖动。/S/RQ/Q原理：基本RS触发器，/S0，Q1 /R0，Q0 抖动时，/R=/S=1,Q不变。第28页/共106页 （2）软件消抖法：键按下的时间与操作者的按键动作有关，约为十分之几到几秒不等。而键抖动时间与按键的机械特性有关，一般为510ms不等。软件消抖法即是采用延时（一般延时1020ms）的方法，以避开按键的抖动，即在按键已稳定地闭合或断开时才读出其状态。100ms100ms10ms10ms10ms10ms键抖动时间键抖动时间软件消抖法软件消抖法延时区间示意图延时区间示意图第29页/共106页因因不不小小心心同同时时按按下下两两个个或或两两个个以以上上的的按
18、按键键，即即发生了发生了窜键窜键。2窜键处理窜键处理发发生生窜窜键键的的处处理理原原则则：把把最最后后放放开开的的按按键键作作为为真真正被按的按键。正被按的按键。89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V第30页/共106页(1)用键盘连接的用键盘连接的I/O线的权值组合表示键码线的权值组合表示键码。3键编码及键值 如图 所示，各键相应的键值为：88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。这种键值编码软件较为简单直观，但离散性大，不便安排散转程序的入口地址。第31页/共10
19、6页(2)顺序排列键编码。顺序排列键编码。如图所示，这种方法键值的形成如图所示，这种方法键值的形成要要根据根据I/O线的状态作相应的程序处线的状态作相应的程序处理理。键码可按下式形成：。键码可按下式形成：键码键码=行首键码行首键码+列号列号D4：0行0000D5：1行0100D6：2行1000D7：3行1100D0：0列0000D1：1列0001D2：2列0010D3：3列0011行列键码 0000,0001,0010,00110100,0101,0110,01111000,1001,1010,10111100,1101,1110,1111012304812第32页/共106页对于计算机应用系
20、统，键盘扫描只是对于计算机应用系统，键盘扫描只是CPU工作工作的一部分，键盘处理只是在有键按下时才有意义。的一部分，键盘处理只是在有键按下时才有意义。对是否有键按下的信息输入方式有对是否有键按下的信息输入方式有中断方式中断方式与与查询查询方式方式两种。两种。4键盘的监测方法第33页/共106页8.2.3 非编码键盘1.独立式按键2.行列式键盘第34页/共106页（1）独立式按键接口结构）独立式按键接口结构独立式按键的接口电路示意图独立式按键的接口电路示意图(a)中断方式中断方式(b)查询方式查询方式1.独立式按键一般用排阻进行上拉。第35页/共106页 下面是下面是查询方式查询方式的键盘程序。
21、的键盘程序。K0K0K7K7为功能程序入口地址标号为功能程序入口地址标号PROM0PROM0PROM7PROM7分别为每个按键的功能程序分别为每个按键的功能程序START：MOVA，#0FFHMOVP1，A；读；读P1口引脚口引脚MOVA，P1；键状态输入；键状态输入JNBACC.0，K0；检测；检测0号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBACC.1，K1；检测；检测1号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转第36页/共106页JNBACC.2，K2；检测；检测2号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBACC.3，K3；检测；检测3号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBA
22、CC.4，K4；检测；检测4号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBACC.5，K5；检测；检测5号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBACC.6，K6；检测；检测6号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转JNBACC.7，K7；检测；检测7号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转AJMPSTART；无键按下返回，再顺次检测；无键按下返回，再顺次检测K0：AJMPPROM0K1：AJMPPROM1K7：AJIMPPROM7；入口地址表；入口地址表第37页/共106页PROM0：；0号键功能程序号键功能程序LJMPSTART；0号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回PROM1
23、：；0号键功能程序号键功能程序LJMPSTART；1号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回；7号键功能程序号键功能程序PROM7：LJMPSTART；7号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回END第38页/共106页行列式键盘行列式键盘又叫又叫矩阵式键盘矩阵式键盘。用。用I/O口线组成行、列结构，口线组成行、列结构，按键设置在行列的交点上按键设置在行列的交点上。例如。例如44的行列结构可组成的行列结构可组成16个键的个键的键盘。因此，在键盘。因此，在按键数量较多时，可以节省按键数量较多时，可以节省I/O口线口线。2.2.行列式键盘行列式键盘89C51P1.0P1.1P1.2P1.3
24、P1.4P1.5P1.6P1.7+5V第39页/共106页 行列式键盘的接口方法有许多，例如：直接接口于单片机的I/O口；利用扩展的并行I/O接口；用串行口扩展并行I/O口接口；利用可编程的键盘、显示接口芯片8279等进行接口其中，利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活，在单片机应用系统中比较常用。（1）行列式键盘的接口第40页/共106页 89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V第41页/共106页8155扩展扩展I/O口组成的行列式键盘口组成的行列式键盘共共32个键个键 PA口每位依次送出0，如有某键按下，则在PC口能读到相应的值，结合PA口的信息，则
25、能确定键值。列线行线0 1 2 3 4 5 6 70123第42页/共106页按键设置按键设置在行、列线的交点在行、列线的交点上，行、列线分别连接到按键开上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接关的两端。行线通过上拉电阻接+5V，被箝位在高电平状态。，被箝位在高电平状态。对键盘的工作过程可分两步对键盘的工作过程可分两步：第一步是第一步是CPU首先检测键盘上是否有键按下；首先检测键盘上是否有键按下；第二步是再识别是哪一个键按下。第二步是再识别是哪一个键按下。检测键盘上有无键按下可采用检测键盘上有无键按下可采用查询工作方式查询工作方式、定时扫描工作定时扫描工作方式方式和和中断工作方
26、式中断工作方式。（2）键盘工作原理第43页/共106页第一步是第一步是CPU首先检测键盘上是否有键按下；首先检测键盘上是否有键按下；键盘中有无键按下是由列线送入全键盘中有无键按下是由列线送入全0，读入行线状态来判别，读入行线状态来判别的。的。其方法是：列口输出其方法是：列口输出0，即所有列线置成低电平，然后将行线，即所有列线置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器电平状态读入累加器A中。如果有键按下，总会有一根行线电平被中。如果有键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平，从而使行输入状态不全为拉至低电平，从而使行输入状态不全为1。第二步是再识别是哪一个键按下。第二步是再识别是哪一个键按下。键盘中
27、哪一个键按下是由列线逐列置低电平后，检查行输键盘中哪一个键按下是由列线逐列置低电平后，检查行输入状态，称为逐列扫描。入状态，称为逐列扫描。其方法是：从列口第其方法是：从列口第0位开始，依次输出位开始，依次输出“0”，置对应的列线为低电平，然后读入行线状态，如果全为，置对应的列线为低电平，然后读入行线状态，如果全为1，则所按下之键不在此列；如果不全为，则所按下之键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此，则所按下的键必在此列，而且是与列，而且是与0电平行线相交的交点上的那个键。电平行线相交的交点上的那个键。第44页/共106页0 0 0 0行线输入列线输出1 1 1 10 0 0 0第一步是C
28、PU首先检测键盘上是否有键按下无按键按下无按键按下有按键按下有按键按下行线输入列线输出1 0 1 1 0 0 0 0 有一根行线电平被拉至低电平，从而使行输入状态不全为“1”，说明有按键按下！第45页/共106页 为求取键码，在逐列扫描时，可用计数器记录下当前扫描列的列号，然后用行首键码加列号的办法计算。第二步是再识别是哪一个键按下。行线输入列线输出1 1 1 11 1 1 0行列0123048121 1 1 11 1 0 11 1 1 11 0 1 11 0 1 10 1 1 1键码=行首键码+列号第46页/共106页 例例 矩阵式键盘接口查询法应用实例：电路原理矩阵式键盘接口查询法应用实例
29、：电路原理如如图所示，编程实现当任意一按键被按下时，数码管显图所示，编程实现当任意一按键被按下时，数码管显示对应的按键键值。示对应的按键键值。矩阵式键盘接口查询法应用电路矩阵式键盘接口查询法应用电路图图8.2.4 键盘接口应用实例第47页/共106页 单片机对矩阵式单片机对矩阵式键盘接口处理的一般键盘接口处理的一般过程如图所示。过程如图所示。键扫描消抖求键码等待释放键扫描消除抖动有键按下？键扫描确有键按下？求键值按键处理键释放？Y YY YY YN NN N等待键释放N N开始返回按键处理图图键盘处理流程框图键盘处理流程框图第48页/共106页;*主程序*ORG 0000H MOV 32H,#
30、10H ;置熄灭数码管数值 SETB F0 ;设无键按下标志MAIN:LCALL DISP ;调显示子程序 LCALL KEY ;调KEY子程序扫描键盘 JB F0,MAIN ;无键按下转MAIN LCALL DELAY ;有键按下延时消抖 LCALL KEY ;再次扫描键盘 JB F0,MAIN ;无键按下(干扰)转 MOV 32H,30H ;确有键按下,保存键码MAIN1:LCALL DELAY ;等待按键释放 LCALL KEY JNB F0,MAIN1 ;未释放继续等待 LCALL DELAY ;延时消抖 LCALL KEY JNB F0,MAIN1 ;未真正释放继续等待 SJMP M
31、AIN ;循环第49页/共106页;*显示子程序*DISP:MOV DPTR,#TAB MOV A,32H MOVC A,A+DPTR MOV P2,A RETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H，88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH;*延时子程序*DELAY:MOV R7,#20DELA1:MOV R6,#100 DJNZ R6,$DJNZ R7,DELA1 RET第50页/共106页;*逐行法扫描键盘*KEY:MOV R0,#7FH ;R0为行扫描数据，初值为第一行为0 MOV 30
32、H,#00H ;求得键码暂存30H SETB F0 ;假设开始无键按下 MOV R1,#04H ;逐行扫描循环次数，有4行KEY1:MOV P1,R0 ;送行扫描代码 MOV A,P1 ;读取列值 SWAP A ;判断该行每列是否有键按下 MOV R2,#04H ;逐列判断，有4列KEY2:RLC A JNC KEYEND1 ;该行该列键按下，转KEYEND1 INC 30H ;该列无键按下键码加1 DJNZ R2,KEY2 ;4列是否全部判断 MOV A,R0 ;行扫描码右移，准备扫描下行 RR A MOV R0,A DJNZ R1,KEY1;4行是否全部扫描 SETB F0 ;无按键按下，
33、置无键按下标志 SJMP KEYEND ;转结束键扫描KEYEND1:CLR F0 ;有键按下，设定有键按下标志KEYEND:RET ;键扫描结束，返回 END第51页/共106页8.3 A/D转换器接口技术 A/D转换器是一种能把模拟量转换器是一种能把模拟量转换成数字量的电子器件。转换成数字量的电子器件。D/A转转换器功能则相反。在单片机控制系换器功能则相反。在单片机控制系统中，经常需要使用到统中，经常需要使用到A/D和和D/A转转换器，系统结构框图如图换器，系统结构框图如图8.16所示。所示。第52页/共106页单片机ADCDAC功率驱动被控对象传感器传感器放大器放大器多路开关其他功能图图
34、8.16单片机控制系统结构框图单片机控制系统结构框图第53页/共106页8.3.1A/D转换器概述转换器概述 A/D转换器用以实现转换器用以实现模拟量向数字量的转换模拟量向数字量的转换。按。按转换原理可分为转换原理可分为4种种:计数式、计数式、双积分式、逐次逼近双积分式、逐次逼近式以及并行式式以及并行式A/D转换器。转换器。逐次逼近逐次逼近式式A/D转换器是一种转换器是一种速度较快速度较快,精度较高精度较高的转换器的转换器,其转换时间大约在其转换时间大约在几微秒到几百微秒几微秒到几百微秒之间。之间。常用的这种芯片有常用的这种芯片有:ADC0801-ADC0805、ADC0808/0809,AD
35、C0816/0817。第54页/共106页8.3.2A/D转换器主要技术指标转换器主要技术指标1.分分辨辨率率：分分辨辨率率是是指指A/D转转换换器器可可转转换换成成数数字字量量的的最最小小模模拟拟电电压压值值。A/D转转换换器器的的分分辨辨率率常常用用输输出出的的二二进进制制位位数数表表示示，位位数数越越多多，误误差差越越小小，转转换换精精度度就就越越高高。一一个个n位位的的ADC，其其分分辨辨率率等等于于最最大大允允许许模模拟拟值值（即即满满量量程程）除除以以2n。例例如如：当当输输入入模模拟拟量量的的变变化化范范围围为为05V时时，若若采采用用8位位的的A/D转转换换器器，则则其其分分辨
36、辨率率为为5V/28=0.0195V=19.5mV。当当模模拟拟输输入入信信号号小小于于该该值值时时，A/D转转换换器器不不能能进进行行转转换换。由由于于能能够够分分辨辨的的模模拟拟量量取取决决于于二二进进制制位位数数，故故常常用用二进制数的位数二进制数的位数n来间接表示分辨率。来间接表示分辨率。第55页/共106页2.转转换换时时间间：转转换换时时间间是是指指从从输输入入转转换换启启动动信信号号开开始始到到转转换换结结束束所所需需要要的的时时间间，它它反反映映了了ADC的的转转换速度。换速度。不同类型的不同类型的A/D转换器转换时间差别很大转换器转换时间差别很大:并联比较型并联比较型转换速度
37、最高，约为转换速度最高，约为几十纳秒几十纳秒；逐次逼近型逐次逼近型ADC转换速度次之，为转换速度次之，为几十微秒几十微秒；双积型双积型ADC转换速度最慢，通常为转换速度最慢，通常为几十毫秒几十毫秒。第56页/共106页4.转换精度：指与数字输出量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之间的差值。3.量程：量程是指ADC所能够转换的模拟量输入电压范围。如ADC0809的量程为015V。第57页/共106页8.3.3AT89C51单片机与单片机与ADC0809接口应用接口应用1.ADC0809内部结构及特性内部结构及特性图图8.17ADC0809内部结构图内部结构图第58页/共106页2.ADC080
38、9引脚功能引脚功能图图8.18ADC0809引脚图引脚图第59页/共106页（1）1N0IN7：8路模拟信号输入通道。0809对输入模拟量的主要要求是：信号单极性，电压范围0V5V，若信号过小需要进行放大。另外，在A/D转换过程中，输入的模拟量不应变化，因此，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。第60页/共106页（2）ADDC，ADDB，ADDA：地址输入端。其中ADDA为低位地址线。ADDC为高位地址线。用来选择IN0IN7上哪一路模拟电压送进转换器进行A/D转换。第61页/共106页表表8.3地址码与输入通道的对应关系表地址码与输入通道的对应关系表 ADDCADDBADDA
39、输入通道输入通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7第62页/共106页（3）ALE：地址锁存允许信号输入端。高电平有效。在对应ALE上跳沿，ADDA，ADDB和ADDC三条地址线的地址信号送进地址锁存器得以锁存，经译码后，选中8路模拟开关中相应的某路模拟通道。第63页/共106页（4）START：转换启动输入脉冲信号输入端。由单片机发出正脉冲(大于100ns），STRAT上升沿时，所有内部寄存器清零；START下降沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平，该信号有时简写为ST。第64页/共106页（5）EO
40、C：转换结束状态信号输出端。当EOC=0时，表示正在进行转换；当EOC=1时，表示A/D转换已结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。第65页/共106页（6）2-12-8：数字量数据输出端，2-1为最高位，2-8为最低位。因其为三态缓冲输出形式，故可以和单片机的数据线直接相连。第66页/共106页（7）OE：A/D转换结果输出允许控制端。高电平有效。用它来控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。当EO=0时，输出数据线呈高电阻态；当OE=1时，允许将A/D转换结果从D7D0端输出。第67页/共106页（8）CLK：外部时钟信号输入端。ADC0809内部没有时钟
41、电路，所需的时钟信号要靠外部提供，因此有时钟信号引脚CLK。时钟频率最高1280kHz，其中典型值为640KHZ（对应A/D转换时间为100us）。第68页/共106页（9）VCC和GND：VCC为+5V电源输入端，GND为接地端。第69页/共106页（10）Vref（+）和Vref（-）：正、负参考电压输入端。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准电压。通常Vref（+）接+5V电源，Vref(-)接地。第70页/共106页3.AT89C51与与ADC0809接口接口 ADC0809与AT89C51单片机的一种连接如图8.19所示。电路连接主要涉及三个问题:一是8路模拟信号
42、通道选择二是模数转换的启动 三是A/D转换完成后转换数据的传送 第71页/共106页REF(+)111ALEP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/WR/RDP2.0/INT0AT89C51Q0Q1Q2GD0D1D6D774LS373/OECLKADDAADDBADDC2-82-62-72-12-22-42-32-5STARTOEALEEOCADC0809IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7+5VGNDREF(+)REF(-)图图8.19AT89C51与与ADC0809接口图接口图第72页/共106页（1）8路模拟通道选择路模拟通道选择C、B、A分别接地址
43、锁存器的分别接地址锁存器的Q2、Q1、Q0，即对，即对应单片机的应单片机的P0.2、P0.1、P0.0第73页/共106页表8.4 模拟通道对应的地址模拟模拟通道通道A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0通道通道地址地址IN00000000000000000IN10000000000000001IN20000000000000010IN30000000000000011IN40000000000000100IN5000000000
44、0000101IN60000000000000110IN70000000000000111假定无关位地址全取00000H0001H0002H0003H0004H0005H0006H0007H第74页/共106页表8.4 模拟通道对应的地址模拟模拟通道通道A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0通道通道地址地址IN01111111011111000IN11111111011111001IN21111111011111010IN3111
45、1111011111011IN41111111011111100IN51111111011111101IN61111111011111110IN71111111011111111假定无关位地址全取1FEF8HFEF9HFEFAHFEFBHFEFCHFEFDHFEFEHFEFFH第75页/共106页（2）模数转换的启动模数转换的启动START和和ALE连接在一起，故连接在一起，故地址锁存和启动转换同时地址锁存和启动转换同时进行进行，只需一条，只需一条“MOVXDPTR，A”指令即可。指令即可。第76页/共106页（3）转换数据的传送转换数据的传送 查询方式：A/D转换芯片设有表示转换完成的状态信
46、号端，例如：ADC0809的EOC端。因此，可以用查询方式，通过软件测试EOC端的状态，就可确知转换是否完成，一旦确定转换完成，就可以读取数据。定时方式：对于某种A/D转换器来说，作为其性能指标之一的转换时间是已知和固定的。例如时钟频率最高640kHz,ADC0809的转换时间是128us。相当于采用6MHz的89C51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换器启动后即调用这个延时子程序,延时时间一到,转换肯定已经完成了,接着就可进行数据传送了。第77页/共106页中断方式：中断方式：把表明转换完成的状态信号把表明转换完成的状态信号EOC作作为中断请求信号，以中断的方式进行
47、数据传送为中断请求信号，以中断的方式进行数据传送。在图8.18中，EOC信号经过反相器后送到单片机的INT0，因此可以采用查询该引脚或中断的方式进行转换后数据的传送。不管使用上述哪种方式，一旦确认转换完成，即可通过指令进行数据传送。第78页/共106页REF(+)111ALEP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/WR/RDP2.0/INT0AT89C51Q0Q1Q2GD0D1D6D774LS373/OECLKADDAADDBADDC2-82-62-72-12-22-42-32-5STARTOEALEEOCADC0809IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7
48、+5VGNDREF(+)REF(-)MOVX A，DPTR ；OE信号有效，转换数据送累加器A第79页/共106页 例8.4 用查询方式分别对8路模拟信号轮流采样次，并依次把结果存到以片内RAM 30H为首地址的数据存储区。A/D转换程序流程图如图8.20所示。（3）ADC0809应用举例应用举例第80页/共106页开始初始化启动A/D转换转换完成？读转换结果存结果，修改变量8次否？返回NYYN图图8.20A/D转换程序流程图转换程序流程图第81页/共106页参考程序如下：ADC：MOV R1，#30H ；置数据区首址 MOV DPTR，#0FEF8H ；指向IN0 MOV R7，#08H ；
49、置通道数LOOP：MOVX DPTR,A ；启动A/D转换 MOV R6,#05H ；软件延时DALY：NOP DJNZ R6,DALYWAIT：JB P3.2,WAIT ；查询是否转换结束 MOVX A,DPTR ；读取转换结果 MOV R1,A ；存取数据 INC DPTR ；指向下一个通道 INC R1 ；指向下一个单元 DJNZ R7,LOOP ；巡回检测8个通道 RET第82页/共106页 例8.5 利用中断方式分别对8路模拟信号轮流采样一次，并依次把结果存到以片内RAM30H为首地址的数据存储区。第83页/共106页 ORG 0000H ；主程序入口地址 AJMP MAIN ；跳转
50、主程序 ORG 0003H ；中断入口地址）AJMP P1NT1 ；跳转中断服务程序MAIN：MOV R1，#30H ；数据存贮区首址 MOV DPTR，#0FEF8H；指向IN0 MOV R7，#08H ；8路模拟信号 SETB IT0 ；INT0边沿触发方式 SETB EA ；开总中断 SETB EX0 ；允许外中断INT0中断 LOOP：MOVX DPTR,A ；启动A/D转换 ；其他处理程序 SJMP$第84页/共106页PINT1：MOVX A,DPTR ；读取数据 MOVR1,A ；存储数据 INC R1 ；更新存储单元 INC DPTR ；更新通道 DJNZ R7，DONE CR