单片机汇编9.ppt

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1、D/AD/A和和A/DA/D转换器接口转换器接口 A/DA/D及及D/AD/A转换器的性能指标转换器的性能指标分辨率（分辨率（ResolutionResolution） 分辨率是指分辨率是指A/DA/D转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于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。输入数字量的二进制位数。 转换精度（转换精度（Conversion AccuracyConversion Accuracy） 转换精度指满量程时转换精度指满量程时ADCADC的实际模拟输出值和理论值的接近的实际模拟输出值和理论值的接近程度。程度。 量程量程( (满刻度范围满刻度范围FULL Sca

2、le Range)FULL Scale Range) 量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有10V10V的单极性范围或的单极性范围或-5-5+5V+5V的双极性范围。则它们的量程都为的双极性范围。则它们的量程都为10V10V。满刻度只是个名义值，实际的。满刻度只是个名义值，实际的A/DA/D，D/AD/A转换器的最大转换器的最大输出值总是比满刻度值小输出值总是比满刻度值小1/21/2n n，n n为转换器的位数。例如为转换器的位数。例如1212位的位的A/DA/D转换器，其满刻度值为转换器，其满刻度值为10V10V，而实际的最大输出值，

3、而实际的最大输出值为为: :A/DA/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标)(9976. 9409640951021101012V线性度（线性度（LinearityLinearity） 线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。转换时间（转换时间（Conversion Time） 从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代码所需的时间称为转换时间，转换时间与转换器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转换器，通常位数越多，其转换时间越长。 D/AD/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 D/A D/A转换器的主要技术指标与转换器的主要技术指标与A/DA/D转换器基本相

4、转换器基本相同，只是转换时间的概念略有不同，同，只是转换时间的概念略有不同，D/AD/A转换器的转换器的转换时间又叫建立时间，它是指当输入的二进制代转换时间又叫建立时间，它是指当输入的二进制代码从最小值突然跳变至最大值时，其模拟输出电压码从最小值突然跳变至最大值时，其模拟输出电压相应的满度跳跃并达到稳定所需的时间。一般而言，相应的满度跳跃并达到稳定所需的时间。一般而言，D/AD/A的转换时间比的转换时间比A/DA/D要短得多。要短得多。DACDAC芯片类型及接口方法芯片类型及接口方法各种类型的各种类型的DACDAC芯片都具有数字量输入端和模拟量芯片都具有数字量输入端和模拟量输出端及基准电压端。

5、数字输入端有以下几种类输出端及基准电压端。数字输入端有以下几种类型：型：无数据锁存器，无数据锁存器，带单数据锁存器，带单数据锁存器，带带双数据锁存器，双数据锁存器，可接收串行数字输入。第可接收串行数字输入。第1 1种在种在与单片机接口时，要外加锁存器，第与单片机接口时，要外加锁存器，第2 2种和第种和第3 3种种可直接与单片机接口，第可直接与单片机接口，第4 4种与单片机接口十分简种与单片机接口十分简单，接收数据较慢，适用于远距离现场控制的场单，接收数据较慢，适用于远距离现场控制的场合。模拟量输出有两种方式：电压输出及电流输合。模拟量输出有两种方式：电压输出及电流输出。电压输出的出。电压输出的

6、DACDAC芯片相当于一个电压源，其内芯片相当于一个电压源，其内阻很小，选用这种芯片时，与它匹配的负载电阻阻很小，选用这种芯片时，与它匹配的负载电阻应较大。电流输出的芯片相当于电流源，其内阻应较大。电流输出的芯片相当于电流源，其内阻较大，选用这种芯片时，负载电阻不可太大。较大，选用这种芯片时，负载电阻不可太大。 在实际应用中，常选用电流输出的在实际应用中，常选用电流输出的DACDAC芯片实芯片实现电压输出，如图所示现电压输出，如图所示 无内部数据锁存器的无内部数据锁存器的DACDAC芯片，尤其是分辩率高于芯片，尤其是分辩率高于8 8位的位的DACDAC芯芯片，在设计与片，在设计与8 8位单片机

7、接口时，要外加数据锁存器作为缓位单片机接口时，要外加数据锁存器作为缓冲器。下图是一种单缓冲器接口。冲器。下图是一种单缓冲器接口。在在10位位DAC芯片与芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存锁存10位数据位数据中的低中的低8位，锁存器位，锁存器B锁存高锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数位数据到锁存器据到锁存器A，后输出高，后输出高2位数据到锁存器位数据到锁存器B。设锁存器。设锁存器A和锁存器和锁存器B的地址的地址分别为分别为002CH和和002DH，则执行下列指令后完成一次，则执行下列指令后完成一次D/

8、A转换：转换：MOV DPTR，#002CHMOV A，#DATA8MOVX DPTR，A ；输出低；输出低8位位INC DPTRMOV A，#DATA2MOVX DPTR，A ；输出高；输出高2位位这种接口存在一个问题，就是在输出低这种接口存在一个问题，就是在输出低8位数据和高位数据和高2位数据之间，会产生位数据之间，会产生“毛剌毛剌”现象，如图现象，如图3.3(b)所示。假设两个锁存器原来的数据为所示。假设两个锁存器原来的数据为0001111000，现在要求转换的数据为，现在要求转换的数据为0100001011，新数据分两次输出，新数据分两次输出，第一次输出低第一次输出低8位，这时位，这时

9、DAC将把新的将把新的8位数据的与原来数据的高位数据的与原来数据的高2位一起位一起组成组成0000001011转换成输出电压，而该电压是不需要的，即所谓转换成输出电压，而该电压是不需要的，即所谓“毛刺毛刺”。避免产生毛刺的方法之一是采用双组缓冲器结避免产生毛刺的方法之一是采用双组缓冲器结构，如下图所示。构，如下图所示。 单片机先把低单片机先把低8 8位数据选通输入锁存器位数据选通输入锁存器1 1中，然后将高中，然后将高2 2位数据选位数据选通输入锁存器通输入锁存器3 3中，并同时选通锁存器中，并同时选通锁存器2 2，使锁存器，使锁存器2 2与锁存器与锁存器3 3组成组成1010位锁存器向位锁存

10、器向DACDAC同时送入同时送入1010位数据由位数据由DACDAC转换成输出电转换成输出电压。当地址如图中所示时，执行以下程序完成一次压。当地址如图中所示时，执行以下程序完成一次D/AD/A转换：转换：MOV DPTRMOV DPTR，#6000H#6000HMOV AMOV A，#DATA8#DATA8MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；输出低；输出低8 8位数据位数据INC DPTRINC DPTRMOV AMOV A，#DATA2#DATA2MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；输出高；输出高2 2位位, ,并同时输出并同时输出1010位数据位数据典型典型D/AD

11、/A转换器芯片转换器芯片DAC0832DAC0832及接口及接口 DAC0832DAC0832是一个是一个8 8位位D/AD/A转换器芯片，单电转换器芯片，单电源供电，从源供电，从+5V+5V+15V+15V均可正常工作，基准均可正常工作，基准电压的范围为电压的范围为10V10V，电流建立时间为，电流建立时间为1s1s，CMOSCMOS工艺，低功耗工艺，低功耗20mm20mm。其内部结构由。其内部结构由1 1个个8 8位输入寄存器、位输入寄存器、1 1个个8 8位位DACDAC寄存器和寄存器和1 1个个8 8位位D/AD/A转换器组成。转换器组成。DAC0832DAC0832的内部结构的内部结

12、构DAC0832是典型的带内部双数据缓冲器的是典型的带内部双数据缓冲器的8位位D/A芯片。图中芯片。图中LE是是寄存命令，当寄存命令，当LE =1时，寄存器输出随输入变化，当时，寄存器输出随输入变化，当LE =0时，数据时，数据锁存在寄存器中。当锁存在寄存器中。当ILE端为高电平，端为高电平，CS与与WR1同时为低电平时，同时为低电平时，使得使得LE1 =1；当；当WR1变为高电平时，输入寄存器便将输入数据锁存。变为高电平时，输入寄存器便将输入数据锁存。当当XFER与与WR2同时为低电平时，使得同时为低电平时，使得LE2 =1，DAC寄存器的输出寄存器的输出随寄存器的输入变化，随寄存器的输入变

13、化，WR2上升沿将输入寄存器的信息锁存在该寄上升沿将输入寄存器的信息锁存在该寄存器中。存器中。DAC0832DAC0832的工作方式的工作方式 DAC0832DAC0832利用利用WRWR1 1 、 WRWR2 2 、ILEILE、XFER XFER 控制信号控制信号可以构成三种不同的工作方式。可以构成三种不同的工作方式。1)1) 直通方式直通方式 WRWR1 1= WR= WR2 2 =0 =0时，数据可以从输入时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入端经两个寄存器直接进入D/AD/A转换器。转换器。2)2)单缓冲方式单缓冲方式两个寄存器之一始终处于直通，两个寄存器之一始终处于直通，即即WR

14、WR1 1=0=0或或WRWR2 2=0=0，另一个寄存器处于受控状态。，另一个寄存器处于受控状态。3)3)双缓冲方式双缓冲方式 两个寄存器均处于受控状态。两个寄存器均处于受控状态。这种工作方式适合于多模拟信号同时输出的应这种工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。用场合。 单缓冲方式的接口与应用单缓冲方式的接口与应用1 1单缓冲方式连接单缓冲方式连接 所谓单缓冲方式就是使所谓单缓冲方式就是使DAC0832DAC0832的两个输入寄存器的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。中有一个处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。 为使为使DACDAC寄存器处于直通方式，应

15、使寄存器处于直通方式，应使WRWR2 2 =0 =0和和XFER=0XFER=0。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把WRWR2 2与与WRWR1 1相连，把相连，把XFERXFER与与CSCS相连。相连。 为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把WRWR1 1接接80518051的的WRWR，ILEILE接高电平。此外还应把接高电平。此外还应把CSCS接高位地址线接高位地址线或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。 DAC0832DAC0832单缓冲方式接口单缓冲方式

16、接口 WR74LS373GDAC0832DI7 0CSXFER1WR2WRVccILEVrefRfbIout1Iout2AGNDDGND-+5VP2.7ALEP080C51Vout2 2单缓冲方式应用举例单缓冲方式应用举例-波形发生器波形发生器在一些控制应用中，需要有一个线性增长的电压在一些控制应用中，需要有一个线性增长的电压（锯齿波）来控制检测过程、移动记录笔或移动电（锯齿波）来控制检测过程、移动记录笔或移动电子束等。对此可通过在子束等。对此可通过在DAC0832DAC0832的输出端接运算放大的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现，其电路连接器，由运算放大器产生锯齿波来实现，其电路连接如图所示。如图所示。CSDIODI71WR地址译码输出P0.7 P0.0WRILE VCCVrefRfbIout1Iout22WRXFER-+-+10V-10V10k10k+5V1/2LM324DAC0832图中的图中的DAC0832DAC0832工作于单缓冲方式，其中输入寄存器受控，工作于单缓冲方式，其中输入寄存器受控，而而DACDAC寄存器直通。假定输入寄存器地址为寄存器直通。假定输入