第7章MCS-51單片機(jī)與ADCDAC的接口設(shè)計實際的微機(jī)控制系統(tǒng)，被測量和被控量通常是模擬量。被測量：溫度、壓力、流量。需要：模擬→數(shù)字（A/D)被控量：電壓、電流需要：數(shù)字→模擬（D/A)模擬量A/D調(diào)理單片機(jī)D/A驅(qū)動模擬量測量部分控制部分7.1A/D轉(zhuǎn)換器接口

7.1.1.概述

A/D轉(zhuǎn)換器用于實現(xiàn)模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。（ADC）轉(zhuǎn)換原理:計數(shù)式、雙積分式、逐次逼近式以及并行式。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是一種速度較快,精度較高的轉(zhuǎn)換器,其轉(zhuǎn)換時間大約在幾微秒到幾百微秒之間。常用的這種芯片:ADC0808/08098位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器38h

7.1.2.ADC的性能指標(biāo)1.分辨率ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。例如12位ADC的分辨率就是12位，或者說分辨率為滿刻度FS的1/212。一個10V滿刻度的12位ADC能分辨輸入電壓變化最小值是10V×1/212=2.4mV。2.量化誤差A(yù)DC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，用數(shù)字量近似表示模擬量，這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。

（LSB：最低有效位，LMB：最高有效位）量化間隔和量化誤差是A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)之一。量化間隔由下式計算:其中n為A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。量化誤差有兩種表示方法:一種是絕對量化誤差;另一種是相對量化誤差。絕對量化誤差2n-1UmaxΔ相對量化誤差3.偏移誤差偏移誤差是指輸入信號為零時，輸出信號不為零的值，所以有時又稱為零值誤差。假定ADC沒有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點(diǎn)的連線必定是直線，這條直線與橫軸相交點(diǎn)所對應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。４.滿刻度誤差滿刻度誤差又稱為增益誤差。ADC的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數(shù)碼所對應(yīng)的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。5.線性度線性度有時又稱為非線性度，它是指轉(zhuǎn)換器實際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差。6.絕對精度在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)的實際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對精度。對于ADC而言，可以在每一個階梯的水平中點(diǎn)進(jìn)行測量，它包括了所有的誤差。7.轉(zhuǎn)換速率ADC的轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間（包括穩(wěn)定時間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。7.2典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809簡介ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)7.2.1.組成ADC0809引腳圖地址碼與輸入通道的對應(yīng)關(guān)系IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。D7～D0，８位數(shù)字量輸出端。ALE，地址鎖存允許信號輸入端。通常向此引腳輸入一個正脈沖時，可將三位地址選擇信號A、B、C鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。START，啟動A/D轉(zhuǎn)換控制信號輸入端。一般向此引腳輸入一個正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿后開始A/D轉(zhuǎn)換。CLK，時鐘信號輸入端。EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。A/D轉(zhuǎn)換期間EOC為低電平，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC為高電平。OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當(dāng)OE為高電平時，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7～D0引腳。當(dāng)OE為低電平時，D7～D0引腳對外呈高阻狀態(tài)。C、B、A，８路模擬開關(guān)的地址選通信號輸入端，3個輸入端的信號為000～111時，接通IN0～I(xiàn)N7對應(yīng)通道。VR（＋）、VR（－）：分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)輸入端。ADC0809時序圖7.2.2.ADC0809與8031的接口電路1)查詢方式下面的程序是采用查詢方法,分別對8路模擬信號輪流采樣一次,并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)的采樣轉(zhuǎn)換程序。MOVR1,＃data;置數(shù)據(jù)區(qū)首址MOVDPTR,＃7FF8H;P2.7=0,指向通道0MOVR7,＃08H;置通道數(shù)LP1:MOVX@DPTR,A;啟動A/D轉(zhuǎn)換MOVR6,＃0AH;軟件延時DALY:NOPNOP NOP DJNZR6,DALY MOVXA,@DPTR;讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV@R1,A;存儲數(shù)據(jù) INCDPTR;指向下一個通道 INCR1;修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 DJNZR7,LP1;8個通道全采樣完了嗎?2）中斷方式這里將ADC0809作為一個外部擴(kuò)展的并行I/O口,直接由8031的P2.0和WR脈沖進(jìn)行啟動。因而其端口地址為0FEFFH。用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量,模擬量輸入通道選擇端ADDA、ADDB、ADDC分別與8031的P0.0、P0.1、P0.2直接相連,CLK由8031的ALE提供。其讀取通道0轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量程序段如下:ORG1000HINADC:SETBIT1;INT1設(shè)為邊沿觸發(fā)SETBEA;開中斷INT1SETBEX1MO囑V茅DP消TR蕩,＃0F軌EF埋FH節(jié);端口堂地址測送DP嘉TR禽MO渣V舒A,＃00膽H堪;選擇0通道歷輸入票MO遮VX府@轎DP并TR挪,環(huán)A脈;啟動稠輸入秩…OR澆G僻0習(xí)01驚3H捧AJ物MP種PI泉NT疫1忠PI平NT尼1:匹…超MO屯V掙D害PT選R,＃0F困EF枕FH船;端口吼地址源送DP丑TR看MO脅VX乒A,侍@河DP旅TR還;讀取IN彈0的轉(zhuǎn)淹換結(jié)京果MO支V栽50暴H,竄A條;存入50娃H單元誰MO傅V培A,＃00悟HMO攤VX森@供DP位TR僚,村A輝;啟動A/駝D,貨I玻N0通道湯輸入份并轉(zhuǎn)瞎換RE論TI彩;返回7.掀3季D/鞋A轉(zhuǎn)換賴器接賓口將數(shù)品字量資（D）兩唯轉(zhuǎn)化量為模禽擬量揀（Vo）Vo誤=D冠*VRVR為參槍考電置壓7.繳3.皇1.勵D愈/A轉(zhuǎn)換春器的影性能宜指標(biāo)分辨坊率分辨昂率是D/類A轉(zhuǎn)換毅器對碰輸入俱量變埋化敏授感程陡度的俘描述,與輸阿入數(shù)晶字量授的位卸數(shù)有熱關(guān)。年如果濾數(shù)字忍量的爬位數(shù)競為n,則D/舅A轉(zhuǎn)換竄器的冠分辨菌率為1/濾2n晉=2華-n。末精度實際繞模擬樣量輸恐出與旦理想甘模擬序量輸燃出之站間的末最大必偏差玩。建立糧時間建立付時間植是描歪述D/壺A轉(zhuǎn)換練速度的一談個參噸數(shù),具體址是指辭從輸丈入數(shù)注字量恭變化濟(jì)到輸敗出達(dá)紙到終串值誤票差±1嘉/2主LS虛B時所殿需的揮時間曬。通常常以槍建立呼時間嚷來表敏明轉(zhuǎn)負(fù)換速輪度。接口翅形式D/戚A轉(zhuǎn)換瓦器有酒兩類:一類搭不帶姿鎖存桐器,另一潑類則社帶鎖處存器籍。對狀于不恭帶鎖存器捷的D/陪A轉(zhuǎn)換錦器,為保聲存單扶片機(jī)拼的轉(zhuǎn)衡換數(shù)與據(jù),在接割口處趣要加客鎖存駕器。7.完3.甘2.典型D/描A轉(zhuǎn)換厘器DA魚C0漏83翅2簡介DA未C0垂83壓2內(nèi)部福結(jié)構(gòu)棵框圖DA泳C0胖83考2的引專腳圖電壓避輸出控調(diào)理脊電路7.非3.區(qū)3.染DA葵C0桑83匠2與MC爐S-朱51的接新口及帽應(yīng)用1)單緩興沖方刪式DA鐮C0詳83開2單緩殊沖方題式接結(jié)口電其路執(zhí)行搭下面扒的幾彼條指巴令就微能完傲成一伸次D/各A轉(zhuǎn)換:MO遲V漢D扭PT逆R,＃7F廟FF備H;指向DA冬C0閱83唯2出MO紡V冤A,＃DA義TA央;數(shù)字助量裝形入AMO約VX臟@安DP蘭TR驗,突A;完成肢一次D/案A輸入配與轉(zhuǎn)填換2)雙緩暈沖方虛式DA殘C0香83叛2雙緩辟沖方襲式接具口電賀路實現(xiàn)剪多路死同步蔑轉(zhuǎn)換MO扔V鋒DP河TR竿,＃0D躍FF訓(xùn)FH昌;指向DA量C0訓(xùn)83雹2(血1)蔬M(jìn)O罪V寄A,＃da啟ta港1追;態(tài)da畫ta交1送入DA揮C0今83墾2(撥1)中鎖葡存MO裝VX話@箏D孔PT按R,羞A嘗;艘MO竭V抄D姨PT跡R,＃0B迫FF變FH忽;指向DA狡C0駛83模2(揮2)槳MO炸V肝A扔,＃da妨ta陡2宿;蹤蝶d緒at飛a2送入DA墊C0餃83雄2(剛2)中鎖寨存MO咳VX糟@摩DP林TR滾,恰AMO寸V航D博PT個R,＃7F律FF寒H錯;給08品32敗(1陽)和(2團(tuán))提供WR信號論MO漆VX旨@浸DP埋TR際,穿A睜;同時風(fēng)完成D/估A轉(zhuǎn)換半輸出應(yīng)用逃實例琴：階嚴(yán)梯波削信號凡產(chǎn)生在一款定的厘時間補(bǔ)范圍異內(nèi)，逗每隔希一段堅時間僚，輸腳出幅激度增淡加一據(jù)個恒燒定值蔑。間隔振時間疲產(chǎn)生約方法揭：定矛時器黨、軟杜件延君時。階梯趨波形種圖產(chǎn)生育階梯賓波的權(quán)程序勿如下:ST寫AR庫T:賴M虧OV球A,＃00達(dá)H由;販MO緩V關(guān)DP尚TR咸,＃7F忽FF找H云;摘08吹32的地沒址送DP組TR滅MO愧V洞R1旗,＃0A煩H受;臺階衫數(shù)為10播LP感:歲M鄙OV堤X這@D貢PT柄R,勢A賞;送數(shù)觸據(jù)至08拌32譽(yù)CA誰LL陷D硬EL申AY危;航1采m他s延時忍DJ葡NZ姿R罰1,線N貼EX敲T減;不到