常用ADDA芯片的使用：并行ADC080串行ADC083串行PCF8591課件

§9-3A/D轉(zhuǎn)換接口電路一、A/D轉(zhuǎn)換的基本概念

A/D轉(zhuǎn)換的功能是把模擬量電壓轉(zhuǎn)換為N位數(shù)字量。設(shè)D為N位二進制數(shù)字量，UA為電壓模擬量，UREF為參考電壓，無論A/D或D/A，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為：UA=D×UREF/2N

（其中：D=D0×20+D1×21+…+DN-1×2N-1）1、A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)：⑴轉(zhuǎn)換精度。轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和量化誤差來描述。①分辨率。分辨率=UREF/2N表示輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。N為A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，N越大，分辨率越高，習(xí)慣上分辨率常以A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)N表示。②量化誤差。量化誤差是指零點和滿度校準(zhǔn)后，在整個轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的最大誤差。⑵轉(zhuǎn)換時間。指A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間。轉(zhuǎn)換時間越短，適應(yīng)輸入信號快速變化能力越強。2、A/D轉(zhuǎn)換器分類

A/D轉(zhuǎn)換器分類：

按轉(zhuǎn)換原理形式可分為逐次逼近式、雙積分式和V/F變換式；

按信號傳輸形式可分為并行A/D和串行A/D。二、并行A/DADC0809及其接口電路

2、ADC0809應(yīng)用實例

⑴中斷方式

【例9-12】按圖9-20，用中斷方式對8路模擬信號依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以30H為首址的內(nèi)RAM中，試編制程序。

解：

ORG0000H;復(fù)位地址

LJMPSTAT;轉(zhuǎn)初始化程序

ORG0013H;中斷服務(wù)子程序入口地址

LJMPPINT1;中斷,轉(zhuǎn)中斷服務(wù)子程序;

ORG0100H;初始化程序首地址

STAT:MOVR1,#30H;置數(shù)據(jù)區(qū)首址

MOVR7,#8;置通道數(shù)

SETBIT1;置邊沿觸發(fā)方式

SETBEX1;開中

SETBEA;CPU開中

MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址

MOVX@DPTR,A;啟動0通道A/D

LJMPMAIN;轉(zhuǎn)主程序,并等待A/D中斷

ORG0200H;中斷服務(wù)子程序首地址PINT1:PUSHAcc;保護現(xiàn)場PUSHPSW;MOVXA,@DPTR;讀A/D值MOV@R1,A;存A/D值INCDPTR;修正通道地址INCR1;修正數(shù)據(jù)區(qū)地址MOVX@DPTR,A;啟動下一通道A/DDJNZR7,GORETI;判8路采集完否?未完繼續(xù)CLREX1;8路采集已完,關(guān)中GORETI:POPPSW;恢復(fù)現(xiàn)場POPAcc;RETI;中斷返回⑵查詢方式工作在查詢方式時,0809EOC端可不必通過反相器與或相連，直接與80C51P1口或P3口中任一端線相連?！纠?-13】圖9-20中，用P1.0直接與0809EOC端相連，試用查詢方式編制程序，對8路模擬信號依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以40H為首址的內(nèi)RAM中。解：MAIN:MOVR1,#40H;置數(shù)據(jù)區(qū)首址MOVR7,#8;置通道數(shù)SETBP1.0;置P1.0輸入態(tài)MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX@DPTR,A;啟動A/DJNBP1.0,$;查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束否？未完繼續(xù)查詢等待MOVXA,@DPTR;A/D已結(jié)束,讀A/D值MOV@R1,A;存A/D值INCDPTR;修改通道地址INCR1;修改數(shù)據(jù)區(qū)地址DJNZR7,LOOP;判8路采集完否?未完繼續(xù)RET;8路采集完畢,返回三、串行A/DADC0832及其接口電路ADC0832是8位串行A/D轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換速度較高（250KHz時轉(zhuǎn)換時間32s）；單電源供電，功耗低（15mw）。1、引腳功能VDD、VSS：電源接地端，VDD同時兼任UREF；CS：片選端，低電平有效；DI：數(shù)據(jù)信號輸入端；DO：數(shù)據(jù)信號輸出端；CLK：時鐘信號輸入端，要求低于600KHz；CH0、CH1：模擬信號輸入端（雙通道）；2、典型應(yīng)用電路

P1.0片選CS；

TXD發(fā)送時鐘信號輸入ADC0832CLK；

RXD與DI、DO端連接在一起。編碼通道選擇CH0CH100＋－01－＋10＋11＋表9-33、串行A/D轉(zhuǎn)換工作時序工作時序分為二個階段：⑴起始和通道配置，由CPU發(fā)送，從ADC0832DI端輸入；⑵A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)串行輸出，由ADC0832從DO端輸出，CPU接收。說明：①接收第一字節(jié)的8位數(shù)據(jù)為（注意先接收低位D4）：②清串行接收中斷標(biāo)志后，啟動串行接收第二字節(jié)，其數(shù)據(jù)為：③組合后的8位數(shù)據(jù)為：

④高低4位互換后的8位數(shù)據(jù)為：

ADC3:JNBRI,ADC3;接收第二字節(jié)CLRRI;清接收中斷標(biāo)志MOVA,SBUF;讀第二字節(jié)數(shù)據(jù)ANLA,#0FH;第二字節(jié)屏蔽高4位ANLB,#0FOH;第一字節(jié)屏蔽低4位ORLA,B;組合SWAPA;高低4位互換,組成正確的A/D數(shù)據(jù)MOV@R0,A;存A/D數(shù)據(jù)INCR0;指向下一存儲單元MOVA,#0EH;置CH1通道配置CJNER0,#32H,ADC0;判兩通道A/D完畢否?未完繼續(xù)CLRREN;兩通道A/D完畢,禁止接收SETBP1.0;清0832片選RET;D3D2D1D0D1D2D3D4××××D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D7D6D5D4D3D2D1D0四、I2C串行A/D典型應(yīng)用電路

I2C串行A/D芯片PCF8591，同時具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能。

1、PCF8591引腳功能SDA、SCL：I2C總線數(shù)據(jù)線、時鐘線；A2、A1、A0：引腳地址輸入端；AIN0～AIN3：模擬信號輸入端，

OSC：外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端；EXT：內(nèi)外部時鐘選擇端，EXT=0時選擇內(nèi)部時鐘；VDD、VSS：電源、接地端；AGND：模擬信號地；UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端；AOUT：D/A轉(zhuǎn)換模擬量輸出端；

該芯片既可用于A/D轉(zhuǎn)換（模擬信號從AIN0～AIN3輸入），又可用于D/A轉(zhuǎn)換（D/A轉(zhuǎn)換模擬量從AOUT輸出），器件地址為1001，若A2A1A0接地，D/A轉(zhuǎn)換寫尋址字節(jié)SLAW=90H，A/D轉(zhuǎn)換讀尋址字節(jié)SLAR=91H。2、硬件電路設(shè)計①輸入方式0（四路單端輸入）：ANI0——通道0（單端輸入）ANI1——通道1（單端輸入）ANI2——通道2（單端輸入）ANI3——通道3（單端輸入）②輸入方式1（三路差分輸入）：

③輸入方式2（二路單端一路差分輸入）：

④輸入方式3（二路差分輸入）：⑵ADC數(shù)據(jù)操作格式SSLAWACOMASSLARAData0AData1A

發(fā)出控制命令（寫操作）

A/D轉(zhuǎn)換（讀操作）其中紅色部分由80C51發(fā)送，PCF8591接收；黑色部分由PCF8591發(fā)送，80C51接收；§9-4D/A轉(zhuǎn)換接口電路一、D/A轉(zhuǎn)換的基本概念1、D/A轉(zhuǎn)換的基本概念D/A轉(zhuǎn)換的基本原理是應(yīng)用電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，將N位數(shù)字量逐位轉(zhuǎn)換為模擬量并求和，從而實現(xiàn)將N位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量。設(shè)D為N位二進制數(shù)字量，UA為電壓模擬量，UREF為參考電壓，無論A/D或D/A，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為：UA=D×UREF/2N

（其中：D=D0×20+D1×21+…+DN-1×2N-1）2、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)⑴分辨率:相對分辨率=1/2N，N越大，分辨率越高。⑵線性度⑶轉(zhuǎn)換精度⑷建立時間⑸溫度系數(shù)二、DAC0832及其接口電路DAC0832是8位D/A芯片，由美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)，是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣的8位D/A芯片（請?zhí)貏e注意ADC0832與DAC0832的區(qū)別）。1、結(jié)構(gòu)和引腳功能①DI0～DI7：8位數(shù)據(jù)輸入端。②ILE：輸入數(shù)據(jù)允許鎖存信號，高電平有效。③CS：片選端，低電平有效。④WR1：輸入寄存器寫選通信號，低電平有效。

WR2：DAC寄存器寫選通信號，低電平有效。⑤XFER：數(shù)據(jù)傳送信號，低電平有效。⑥IOUT1、IOUT2：電流輸出端。⑦RFB：反饋電流輸入端。⑧UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端。⑨Vcc：正電源端；AGND：模擬地；DGND：數(shù)字地。2、DAC0832工作方式用軟件指令控制這5個控制端：ILE、CS、WR1、WR2、XFER，可實現(xiàn)三種工作方式：⑴直通工作方式：5個控制端均有效，直接D/A；⑵單緩沖工作方式：5個控制端一次選通；⑶雙緩沖工作方式：5個控制端分二次選通?！纠?-17】電路按圖9-27，要求輸出鋸齒波如圖9-29（a）所示，幅度為UREF/2=2.5V。解：程序如下：START:MOVDPTR,#7FFFH;置DAC0832地址;LOOP1:MOVR7,#80H;置鋸齒波幅值;1機周LOOP2:MOVA,R7;讀輸出值;1機周MOVX@DPTR,A;輸出;2機周DJNZR7,LOOP2;判周期結(jié)束否?2機周SJMPLOOP1;循環(huán)輸出;2機周2、雙緩沖方式【例9-18】按圖9-28（a）編程，DAC0832⑴和⑵輸出端接運放后，分別接圖形顯示器X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)放大器輸入端，實現(xiàn)同步輸出，更新圖形顯示器光點位置。已知X軸信號和Y軸信號已分別存于30H、31H中。解：DOUT:MOVDPTR,#0DFFFH;置DAC0832(1)輸入寄存器地址

MOVA,30H;取X軸信號