第七章单片机技术课件徐洪旗全套PPT
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第七章
A/D与D/A转换
7.1 A/D转换器
计算机存储和处理的数据、信息都是数字的，而在实际生
活中，往往是模拟信息，例如，空调器在调节温度时，它
是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
如右图所示：
+5V
热敏电阻Rt与固定电阻R组成分压电路
Vt= [Rt/(Rt+R)]x5V
R
当温度变化时，Rt阻值发生变化，Vt值
1 转换结束 （AIEN＝0） COCO＝ 0 转换未结束 （AIEN＝0）
用软件查询COCO位，为1则本次转换完成，可以把AD数据读 走 否 则 继 续 等 待 ， 直 到 COCO ＝ 1 ， 但 这 种 情 况 下 ， 必 须使 AIEN＝0，才有效，即关掉中断申请允许位，COCO标志可以 用软件来清0。
举例：编写一段程序，使用中断方式对通道0输入的模拟 信号采样（原理图见P153）
主流程
中断流程
初始化芯片
读数据
设置ADC通道0 及中断允许
清中断
开中断
循环等待
中断返回
电压也随之变化，但是，Vt值是模拟量， Vt
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
Rt
转换成数字量。
ADC模块正是为完成上述功能而设置的。
7.1 A/D转换器
MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可
复用为A/D转换的输入引脚。在单片机内部集成了一个8位的 A/D转换器(ADC) ，通过多路选通开关，12路输入引脚中任何 一路都可以被选通，进行A/D转换，但在某一时刻只能有一路信 号被转换，多路可以进行切换。
ADC需要内部时钟来协调各部分的操作，这个时钟信号可以 取自振荡器，也可以取自锁相环输出，频率大约1MHz, 转换速 率大约60KHz, 而一次转换完成的时间是16μs。
当转换结束后，ADC将转换结果存入ADC数据寄存器（ADR），
并设置标志并可产生中断。
内部总线
ADC数据寄存器
转换完成
中断逻辑
完成一次ADC后，COCO位置1，如果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR时，或读ADR时，COCO被清0。
寄存器写入将无效。 是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
1 转换结束 （AIEN＝0）
2、ADC数据寄存器（ADR） 地址003DH
0①，查仅询进控标行志单制位次C转OA换CO，D读C走数工据后作再进的三个特殊功能寄存器：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0
0
ADIV2~ADIV0用来选择ADC的时钟频率
000
分频系数 1
001
分频系数 2
010
分频系数 4
011
分频系数 8
1xx
分频系数 16
一般选不同的分频系数，使ADC时钟为1MHz左右
1 选晶体时钟 0 选总线时钟
7.2 A/D应用设计举例
不 论 是 中 断 方 式 ， 还 是 查 询 方 式 ， ADC 转 换 是 从 向 ADSCR写数据开始；完成一次ADC后，COCO位置1，如 果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR 时，或读ADR时，COCO被清0。若采用连续转换，则只 要写入一次ADSCR，将连续进行转换，如果采用单次转换， 则每启动一次A/D转换前，均需要写ADSCR，即启动一次， 转换一次。
0，仅进行单次转换，读走数据后再进
行下一次转换。
A/D输入通道选择
2、ADC数据寄存器（ADR） 地址003DH
8位数据，为AD转换结果，每次转换后更新。
AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0
3、ADC时钟寄存器（ADCLK） 地址 003EH
未用
ADIV2 ADIV1 ADIV0 ADICLK 0
ADIV2~ADIV0用来选择ADC的时钟频率
b7 b6 b5 b4 b3 MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可复用为A/D转换的输入引脚。
b2
b1
b0
COCO AIEN ADC0 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0
ADC是否转换结束,有两种方式来判断：
① 查询标志位COCO
ADC
ADC输入 通道 选择
PTBx
CGMXCLK BUSCLOCK
ADC时钟
时钟发生器
ADCH4~0
AIEN COCO
ADIV2~0 ADICLK
ADC模块内部结构
7.1 A/D转换器
PTBx是指PTB端口，一旦该端口设置为ADC输入，则普通的
I/O功能失效。这时，再对该端口的数据寄存器PTB和DDRB 完成一次ADC后，COCO位置1，如果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR时，或读ADR时，COCO被清0。
② 通过中断来处理ADC值
AIEN＝1
COCO＝0
（COCO必须为0）
设置中断允许位AIEN＝1，当ADC转换结束后，发生中断响应， 由中断程序读走ADC数据，这时COCO位并不是用来作ADC转 换结束的标志位，而有别的用途。
7.1 A/D转换器
1， 连续转换，每次转换结束更新ADR
ADCO＝
的值，不管数据是否被读走。
1， 连续转换，每次转换结束更新ADR
1、ADC状态与控制寄存器（ 3、ADC时钟寄存器（ADCLK） 地址 003EH
一般选不同的分频系数，使ADC时钟为1MHz左右
ADSCR） 地址$003C
② 通过中断来处理ADC值
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
这时，再对该端口的数据寄存器PTB和DDRB
A/D与D/A转换
7.1 A/D转换器
计算机存储和处理的数据、信息都是数字的，而在实际生
活中，往往是模拟信息，例如，空调器在调节温度时，它
是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
如右图所示：
+5V
热敏电阻Rt与固定电阻R组成分压电路
Vt= [Rt/(Rt+R)]x5V
R
当温度变化时，Rt阻值发生变化，Vt值
1 转换结束 （AIEN＝0） COCO＝ 0 转换未结束 （AIEN＝0）
用软件查询COCO位，为1则本次转换完成，可以把AD数据读 走 否 则 继 续 等 待 ， 直 到 COCO ＝ 1 ， 但 这 种 情 况 下 ， 必 须使 AIEN＝0，才有效，即关掉中断申请允许位，COCO标志可以 用软件来清0。
举例：编写一段程序，使用中断方式对通道0输入的模拟 信号采样（原理图见P153）
主流程
中断流程
初始化芯片
读数据
设置ADC通道0 及中断允许
清中断
开中断
循环等待
中断返回
电压也随之变化，但是，Vt值是模拟量， Vt
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
Rt
转换成数字量。
ADC模块正是为完成上述功能而设置的。
7.1 A/D转换器
MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可
复用为A/D转换的输入引脚。在单片机内部集成了一个8位的 A/D转换器(ADC) ，通过多路选通开关，12路输入引脚中任何 一路都可以被选通，进行A/D转换，但在某一时刻只能有一路信 号被转换，多路可以进行切换。
ADC需要内部时钟来协调各部分的操作，这个时钟信号可以 取自振荡器，也可以取自锁相环输出，频率大约1MHz, 转换速 率大约60KHz, 而一次转换完成的时间是16μs。
当转换结束后，ADC将转换结果存入ADC数据寄存器（ADR），
并设置标志并可产生中断。
内部总线
ADC数据寄存器
转换完成
中断逻辑
完成一次ADC后，COCO位置1，如果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR时，或读ADR时，COCO被清0。
寄存器写入将无效。 是通过测量温度的值来实现对压缩机控制的。
1 转换结束 （AIEN＝0）
2、ADC数据寄存器（ADR） 地址003DH
0①，查仅询进控标行志单制位次C转OA换CO，D读C走数工据后作再进的三个特殊功能寄存器：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0
0
ADIV2~ADIV0用来选择ADC的时钟频率
000
分频系数 1
001
分频系数 2
010
分频系数 4
011
分频系数 8
1xx
分频系数 16
一般选不同的分频系数，使ADC时钟为1MHz左右
1 选晶体时钟 0 选总线时钟
7.2 A/D应用设计举例
不 论 是 中 断 方 式 ， 还 是 查 询 方 式 ， ADC 转 换 是 从 向 ADSCR写数据开始；完成一次ADC后，COCO位置1，如 果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR 时，或读ADR时，COCO被清0。若采用连续转换，则只 要写入一次ADSCR，将连续进行转换，如果采用单次转换， 则每启动一次A/D转换前，均需要写ADSCR，即启动一次， 转换一次。
0，仅进行单次转换，读走数据后再进
行下一次转换。
A/D输入通道选择
2、ADC数据寄存器（ADR） 地址003DH
8位数据，为AD转换结果，每次转换后更新。
AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0
3、ADC时钟寄存器（ADCLK） 地址 003EH
未用
ADIV2 ADIV1 ADIV0 ADICLK 0
ADIV2~ADIV0用来选择ADC的时钟频率
b7 b6 b5 b4 b3 MC68HC08JL3芯片的PTB和PTD0~3共有12位I/O引脚可复用为A/D转换的输入引脚。
b2
b1
b0
COCO AIEN ADC0 CH4 CH3 CH2 CH1 CH0
ADC是否转换结束,有两种方式来判断：
① 查询标志位COCO
ADC
ADC输入 通道 选择
PTBx
CGMXCLK BUSCLOCK
ADC时钟
时钟发生器
ADCH4~0
AIEN COCO
ADIV2~0 ADICLK
ADC模块内部结构
7.1 A/D转换器
PTBx是指PTB端口，一旦该端口设置为ADC输入，则普通的
I/O功能失效。这时，再对该端口的数据寄存器PTB和DDRB 完成一次ADC后，COCO位置1，如果允许中断，则向CPU申请中断，只有在下次写入ADSCR时，或读ADR时，COCO被清0。
② 通过中断来处理ADC值
AIEN＝1
COCO＝0
（COCO必须为0）
设置中断允许位AIEN＝1，当ADC转换结束后，发生中断响应， 由中断程序读走ADC数据，这时COCO位并不是用来作ADC转 换结束的标志位，而有别的用途。
7.1 A/D转换器
1， 连续转换，每次转换结束更新ADR
ADCO＝
的值，不管数据是否被读走。
1， 连续转换，每次转换结束更新ADR
1、ADC状态与控制寄存器（ 3、ADC时钟寄存器（ADCLK） 地址 003EH
一般选不同的分频系数，使ADC时钟为1MHz左右
ADSCR） 地址$003C
② 通过中断来处理ADC值
要让计算机处理这个值，必须将其模拟量
这时，再对该端口的数据寄存器PTB和DDRB