单片机原理及应用 课程讲义第五章：单片机的接口技术wcytjppt课件
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单片机原理及应用教学PPT第五章
二、中断的基本概念
1、中断源 引起中断的事件。分CPU内部中断源和外部中断源。 2、中断优先级 多个中断请求同时有效，高优先级的先被响应。 3、中断响应 CPU暂停当前的工作，根据不同的中断源，转去执行不 同的中断子程序。
中断响应与子程序调用的差异： 中断响应与子程序调用的差异：
主程序 PRO 子程序 中断源2 子程序1 子程序2 主程序
3、定时/计数器控制寄存器TCON（88H） 定时/ 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1——定时/计数器1溢出中断标志。 TF0——定时/计数器0溢出中断标志。 IE1——外中断1中断标志。 IE0——外中断0中断标志。 IT1——外中断1触发方式选择。IT1=0，外中断为低电平 触发；IT1=1，外中断为下降沿触发。 IT0——外中断0触发方式选择。
§5.3 中断程序设计
一、中断程序编写注意事项
1、入口地址 不同中断源的入口地址为0003H~0023H，每个入口地址 间隔8字节，一般在每个入口地址安排一条无条件跳转指令 AJMP或LJMP。 2、保护现场 中断响应CPU自动将PC推入堆栈，PSW、ACC、工作寄 存器的内容需用户自行保护。
二、中断程序举例
2、中断方式 接口电路需要与CPU交换数据时，由接口电路发出中断 请求信号，CPU根据当前的工作状态决定是否响应中断，如 果响应，则在执行中断服务程序过程中，完成CPU与接口电 路的数据交换。 中断方式电路复杂，CPU占用率低，实时性好，使用广 泛。 顺序执行程序和响应中断是现代CPU最基本的要求。
3、单片机中断优先级 单片机的中断源分为两个优先级：高优先级和低优先级 任一中断源可被设为高优先级或低优先级。 高优先级的中断请求可以中断低优先级的中断服务（中 断嵌套）。 相同优先级按照下列固定顺序查询中断源： INT0→T0→INT1→T1→串行口
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
单片机原理及应用说课ppt课件
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单片机原理及应用说 课ppt课件
目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
单片机原理及应用PPT课件
02
单片机基本原理
单片机的硬件结构
01
02
03
04
中央处理器
负责执行指令和控制单片机工 作。
存储器
用于存储程序和数据。
输入/输出接口
实现单片机与外部设备的通信 。
时钟电路
提供单片机工作所需的时钟信 号。
单片机的指令系统
指令集
单片机所能执行的指令集合。
指令格式
指令的编码格式和长度。
寻址方式
确定操作数所在地址的方式。
统上运行。
项目管理工具
IAR Embedded Workbench提供了 项目管理工具，方便用户管理项目文
件和资源。
高效编译器和调试器
IAR Embedded Workbench提供了 高效的编译器和调试器，支持多种单 片机型号。
图形化界面设计工具
IAR Embedded Workbench支持图 形化界面设计，方便用户设计人机交 互界面。
单片机原理及应用
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发环境 • 单片机应用实例 • 单片机发展趋势与展望
01
单片机概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，它集成 了中央处理器、存储器、输入/输出 接口等主要计算机部件，形成一个完 整的微型计算机系统。
特点
单片机具有体积小、功耗低、可靠性 高、价格便宜等特点，广泛应用于各 种智能控制领域。
单片机的应用领域
工业控制
单片机可以用于各种自 动化设备的控制，如智 能仪表、传感器、执行
器等。
智能家居
单片机可以用于智能家 居系统的控制，如智能 照明、智能安防、智能
家电等。
单片机原理与应用教学课件(完整版)
03
指令系统与汇编语言程序设计
Chapter
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
寻址方式
包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址 、相对寻址等。不同的寻址方式适用于不同的场合 ，具有不同的特点和优势。
可移植性
C语言具有良好的跨平台特性，编写的程序可轻松 移植到不同型号的单片机上。
丰富的库函数
C语言提供了丰富的库函数，可大大简化单片机程 序的开发过程。
Keil C51编译器使用教程
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02
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05
安装Keil C51编 …
创建工程文件
编写源代码
编译与链接
调试与仿真
下载并安装Keil C51编译器 ，配置相关环境变量。
中断概念
中断是指CPU在执行程序的过程中，由 于外部或内部事件（如输入/输出操作、 定时器溢出等）的请求，暂时停止当前 程序的执行，转而去处理该事件，处理 完毕后再返回原程序继续执行的过程。
VS
中断处理过程
中断处理过程包括中断请求、中断响应、 中断服务和中断返回四个阶段。在中断请 求阶段，外部或内部事件向CPU发出中断 请求信号；在中断响应阶段，CPU响应中 断请求，保存现场信息并转入中断服务程 序；在中断服务阶段，CPU执行中断服务 程序，处理中断事件；在中断返回阶段， CPU恢复现场信息并返回原程序继续执行 。
数据传送类指令详解
MOV指令
用于在内部RAM、特殊功能寄存器SFR、累 加器A之间或它们与数据存储器RAM之间进 行数据传送。
MOVC指令
单片机原理及接口技术-第5章课件
5.2.2 中断请求标志寄存器
1. TCON寄存器——定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为88H。
(3). IE1——外部中断请求1的中断请求标志位。
IE1=1表示外部中断1有中断请求。响应中断时，硬件自动清“0” IE1
。 (4). IE0——外部中断请求0的中断请求标志位。
(5). IT1——选择外部中断请求1中断触发方式，由软件置“1”或清
断请求输入的负脉冲宽度至少保持1个机器周期。
5.7 中断请求的撤消
1．定时器/计数器中断请求标志TF0、 TF1的建立与撤消
建立：计数器计数溢出时，硬件会自动对TF0或TF1置“1”；
撤销：中断请求被响应后。硬件会自动对TF0或TF1清“0”。 2．串行口中断请求标志TI、 RI的建立与撤消
建立：串口每发送完一帧串行数据后，硬件自动对TI置“1” ；
单片机原理及接口技术
主编：张毅刚
主讲：
张毅刚
第5章 AT89C51单片机的中断系统
在单片机中，中断技术主要用于实时测控。就是要求单片 机能快速响应和及时处理单片机外部事件或内部事件所提出的 中断服务请求，由于中断请求是随机发出的，就要求单片机内
有一个中断系统。
本章应重点掌握中断系统有关的特殊功能寄存器，掌握中 断系统的特性并能正确使用，中断系统软件设计：初始化编程 ，中断服务子程序设计。
5.3 中断控制
5.3.2 中断优先级寄存器IP
IP中断优先级寄存器，其字节地址为B8H，控制中断源优先级别。
IP各位的含义如下：
(1). PS： 串行口中断优先级控制位
(2). PT1：定时器T1中断优先级控制位
1：高优先级；0：低优先级
1：高优先级；0：低优先级
单片机原理及接口技术讲义课件
汇编语言
编写指令的基本语言，直接对硬件操作。
C语言
高级语言，简化器
程序存储器
存储程序指令，包括ROM和Flash。
数据存储器
存储数据和变量，包括RAM和EEPROM。
单片机的时钟和定时器
1
时钟
提供计时和同步信号，驱动单片机工作。
2
定时器
用于产生精确的时间延迟或频率信号。
3
计数器
实现计数功能，用于计量或计算。
单片机的中断系统和异常处理
中断系统
允许对外部事件作出即时响应。
中断优先级
根据优先级确定中断处理顺序。
异常处理
处理程序中的错误和故障情况。
单片机的输入输出接口及其特点
输入接口
接收外部信号并将其转换为数字信号。
输出接口
将数字信号转换为外部可识别的信号。
单片机原理及接口技术讲 义课件
本课件将介绍单片机的工作原理、应用和各种接口技术。通过深入的了解， 您将能够为无限的创新提供坚实的基础。
单片机的概念及应用
单片机是一种集成电路，具有微处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟电路。它被广泛应用于电子、通信、 工控等领域。
单片机的发展历程
1
第一代单片机
诞生于20世纪70年代，功能和存储容量有限。
2
第二代单片机
进入80年代，性能提升，存储容量加大。
3
第三代单片机
90年代末至今，集成度高，功能强大，应用广泛。
单片机的体系结构与工作原理
1 冯·诺依曼体系结构
采用存储程序控制，指令和数据共享存储器。
2 工作原理
通过解码指令，执行运算和控制，实现特定功能。
单片机的指令系统和编程方法
《单片机的接口技术》课件
详细描述
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
感谢观看
05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
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05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
单片机原理与接口技术PPT教程
B
H
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 A H
D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
H
PS PT PX PT PX
B8
——
—
1100 BC BB BA B9 B8
IP
H ———
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
H
EA
ES ET EX ET EX
1、算术／逻辑部件ALU 2、累加器A 3、寄存器B 4、程序状态字寄存器PSW
D7 D6 D5 D4
D3
D2 D1 D0
Cy AC F0 RS1 RS0 OV … P PSW
图2-2 程 序 状 态 字 PSW
CY（PSW.7）：进位标志位。在进行加法（或减 法）运算时，若运算结果最高位有进位或借位，则CY 自动置“1”，否则CY置“0”，在进行布尔操作运算时， CY（简称C）作为布尔处理器。
1.2 单片机的应用
单片机体积微小、可靠性高、价格低廉，应用范 围广泛。按其应用领域划分，主要有五个方面：
1.2.1 家用电器 1.2.2 智能卡 1.2.3 智能仪器仪表 1.2.4 网络与通讯 1.2.5 工业测控
1.3 单片机芯片简介
1.3.1 4位单片机 1.3.2 8位单片机 1.3.3 16位单片机
64K 4×8 位 URAT 3×16 7
Motorola
8XC51GB 8K
256B
64K
6×8 位
2URA T
3×16 15
6801
2K/4K 128/256B
64K
3×8 位 1×5 位
UART
3×16 位
单片机原理与接口技术5ppt课件
最新课件
29
2、实时处理
• 当计算机用于实时控制时，请求CPU提供 服务时随机发生的。有了中断系统，CPU 就可以立即响应并加以处理。
最新课件
30
3、故障处理
计算机在运行时往往会出现一些故障，如 断电、存储器奇偶校验出错、运算溢出等。
有了中断系统，当出现上述情况时，CPU 可及时转去执行故障处理程序，自行处理 故障而不必停机。
EX1=0，禁止外部中断1中断； EX1=1，允许外部中断1中断。
最新课件
54
二、中断允许控制
⑤ET0—定时器/计数器T0的溢出中断允 许位。 ET0=0，禁止T0中断； ET0=1，允许T0中断。
最新课件
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二、中断允许控制
⑥EX0—外部中断0的溢出中断允许位。 EX0=0，禁止外部中断0中断； EX0=1，允许外部中断0中断。
最新课件
56
例假设允许片内定时器/计数器中断，禁止其他 中断。试根据假设条件设置IE的相应值。
解：（IE）=10001010B=8AH
（a）用字节操作指令
MOV IE，#8AH；或 MOV A8H，#8AH； （b）用位操作指令 SETB ET0；定时器/计数器0允许中断 SETB ET1；定时器/计数器1允许中断 SETB EA ；CPU开中断
中断机构。
最新课件
16
一、中断的一些概念 中断源 产生中断的请求源称为中断源。
最新课件
17
一、中断的一些概念
中断请求 中断源向CPU提出的处理请求，称为中断
请求或中断申请。
最新课件
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一、中断的一些概念
中断响应过程 CPU暂时中止自身的事物，转去处理事件
的过程，称为CPU的中断响应过程。
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IN7 ADDA ADDB ADDC
ALE
START CLK
8路模 拟开关
3
地址锁 存与译 码
8位A/D 转换器
8
三态输 出锁存 器
VREF(+) VREF(-) OE
~
EOC D0(2-8)
D7(2-1)
~ ~ ~
~
二、ADC0809与8031接口
8031 ALE
P0.0
P0.7
WR
+
P2.7控制逻辑启/停 Fra bibliotek钟转结 复
换束 位
12
输
SAR
出
基
准
电
压
_
C
+
比较器
12
缓
冲
器
输入
量程 变换
D/A
STS DB 11 DB 10 DB 9 DB 8 DB 7 DB 6 DB 5 DB 4 DB 3 DB 2 DB 1 DB 0 DGND
-LSB ┆
-|VREF|/2-LSB ┆
-|VREF|
-VREF时 -|VREF|+LSB ┆
-|VREF|/2 ┆
0 ┆
LSB ┆
|VREF|/2+LSB ┆
|VREF|
5.3 A/D转换电路的接口技术
5.3.1 概述 5.3.2 双积分型A/D 转换器工作原理 5.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口 5.3.4 ADC0809与单片机的接口 5.3.4 AD574与单片机的接口
l线性度（Linearity）：线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间 的最大偏移差。
5.2.2 MCS-51和D/A的接口
1．DAC0832
lDAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成（如图5.2.3所示）。 “8位输入寄存器”、“8 位DAC寄存器”、“8位D/A转换电路”由8位T型电阻网络和电子开关组成， l引脚功能 DAC0832共有20条引脚，双列直插式封装。引脚连接和命名如图5.2.4所示。 （1）数字量输入线DI7～DI0（8条）；（2）控制线（5条）；（3）输出线（3 条）； （4）电源线（4条）。
单极性与双极性输出
l DAC用作单极性电压输出 如前所示，使用反相比例放大器实现电流到电压的转换，输出模拟极
性与参考电压极性相反。（参见P106 表5.4） l DAC用作双极性电压输出（见下页表、图所示）
Vout2=(数字码-128)/128*VREF 双极性DAC的接法
双极性DAC的接法
表： 双极性输出电压与输入数字量的关系
输入数字量B b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 11111111 ┆
11000000 ┆
10000000 ┆
01111111 ┆
00111111 ┆
00000000
Vout（理想值） +VREF时 |VREF|-LSB ┆
|VREF|/2 ┆
0 ┆
3/28 2/28 1/28
0
用同样的方法也可以产生三角波、 矩形波、梯形波。
D/A转换产生的锯齿波
若将A的初值改为FF INC改为DEC?
ORG 2000H
START: MOV DPTR，#00FEH ；指向输入寄存器地址
MOV A，#0FFH
；转换初值
WW: MOVX @DPTR，A
；启动D/A转换
有四种方式： 无条件方式：立即作数据交换方式。即外围电路随时有准备好的数据且 随时能接收送来的数据。 延时等待方式：先由单片机发启动信号，延时后在作I/O数据交换。 查询方式：由软件查询外围电路是否准备好，直到准备好时再作I/O数据 传送。 中断方式：利用中断来作I/O数据传送。
线选法 译码法
5.3.1 概述 单片机测控系统前向通道配置
各 传感器1 种 现 场 传感器2 被 测 量 传感器3
放大器1 放大器2 放大器3
多 路采 模样 拟 保 A/D 开持 关
单 片 机
A/D
A/D转换器用以实现模拟量向数字量的转换。 按转换 原理可分为 4 种: 计数式、 双积分式、逐次逼近式以及并行 式A/D转换器。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快, 精度较 高的转换器, 其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。常用 的这种芯片有:
反相求和电路
+
图5.2.2 权电阻 网络D/A转换器
2、倒T型电阻网络D/A转换法
把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和 相加（如图5.2.2所示）。根据基尔霍夫定律，如下关系成立：
I3==23· VREF/16R I2==22· VREF/16R I1==21· VREF/16R I0==20· VREF/16R
（详见4.1节）
地址的译码
5.2 D/A转换电路接口技术
5.2.1 D/A转换原理 5.2.2 MCS-51和D/A的接口
概述
单片机和被控实体间的接口示意图
D/A转换器
图5.2.1 最简单D/A转换器框图
关系式：Vout=B×VR
式中，VR为常量，由参考电压VREF决定；B为 数字量，常为一个二进制数。数 字量B的位数通常为8位和12位等，由D/A转换器芯片型号决定。
DEC A
NOP
；
延时
NOP
AJMP WW
双缓冲方式的接口和应用
——两个锁存器都接成受控锁存方式。
双缓冲方式的接口和应用
1#输入寄存器地址：00FEH 2#输入寄存器地址：00FDH 1#2#DAC寄存器地址：00FBH
对一个数字量的转换，需 两步完成，程序如下： MOV DPTR，#00FEH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#00FBH MOVX @DPTR,A
译码器输出
单缓冲方式的接口（2）
——两个输入寄存器同时受控的方式
P0 ALE 8031
WR
DAC0832
+5V
74LS373 G
AAA700~
Vcc ILE
Vref
DI 7--0
Rfb
CS
Iout1 XFER
A
Iout2
WR1
AGND
WR2 DGND
Vout
单缓冲方式的应用
——产生锯齿波
假定采用接口 （2）方式， 输入寄存器 和DAC寄存器 的地址为 00FEH，产生锯齿波。
将转换后的数据依次存放在片外数据存储器A0H~A7H 单元。
其主程序和中断服务程序如下:
MAIN: MOV R0, #A0H;
数据暂存区首址
MOV R2, #00H； 8路计数初值
SETB IT1
；边沿触发方式
SETB EA ；开中断
SETB EX1
MOV DPTR, #7FF8H ；指向0809首地址
接口指令 接口信号与时序 输入/输出的数据交换方式 地址的译码
接口指令
MCS-51的接口指令：同单片机与外部数据RAM单元之间的数据传送指令。 即：
MOVX A ， @Ri MOVX @Ri，A MOVX A ， @DPTR MOVX @DPTR，A
接口信号与时序
输入/输出的数据交换方式
图5.2.2 倒T型电阻网络型D/A转换 器的电路图和等效电路图
即有： I=VREF/R， I0=VREF/16R， I1=VREF/8R， I2=VREF/4R， I3=VREF/2R
且有：
Iout1V+Ioouutt2=IRF 3 Ii • Di i0
特点：
较权电阻网络D/A转换法有如下特点： 电阻离散性小：只需两种电阻 易于在集成电路中实现
CS WR1 AGND
D3
D2 D1 D0 VREF RFB
DGND
1
20
2
19
3
18
4
17
5 DAC0832 16
6
15
7
14
8
13
9
12
10
11
Vcc ILE
WR2 XFER D4 D5 D6 D7 IOUT2 IOUT1
图5.2.3 DAC0832原理框图
单缓冲方式的接口（1）
——一个处于直通方式，另一个处于受控的锁存方式
+ RD
INT1
D0 ADDA CLK D1 ADDB D2 ADDC
ADC0809
IN7 D0
D7 IN0
START ALE OE
EOC
转换程序示例：
主程序:
MAIN: MOV R0, #A0H;
数据暂存区首址
MOV A, #00H； 8路计数初值
SETB IT1
；边沿触发方式
SETB EA ；开中断
应用最多
3．D/A转换器的性能指标
l分辨率（Resolution）：分辨率是指D/A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。
l转换精度（Conversion Accuracy）：指满量程时DAC的实际模拟输出值和 理论值的接近程度。
l偏移量误差（Offset Error）：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出 模拟量对零的偏移值。
源程序清单如下： ORG 2000H
START: MOV DPTR，#00FEH MOV A，#00H
WW: MOVX @DPTR，A INC A NOP
时，可改变频率 NOP
AJMP WW
；选中DAC0832 ；转换初值
；WR1 、WR2有效，启动D/A转换
；延
产生的锯齿波的过程
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单片机原理及应用
课程讲义
ALE
START CLK
8路模 拟开关
3
地址锁 存与译 码
8位A/D 转换器
8
三态输 出锁存 器
VREF(+) VREF(-) OE
~
EOC D0(2-8)
D7(2-1)
~ ~ ~
~
二、ADC0809与8031接口
8031 ALE
P0.0
P0.7
WR
+
P2.7控制逻辑启/停 Fra bibliotek钟转结 复
换束 位
12
输
SAR
出
基
准
电
压
_
C
+
比较器
12
缓
冲
器
输入
量程 变换
D/A
STS DB 11 DB 10 DB 9 DB 8 DB 7 DB 6 DB 5 DB 4 DB 3 DB 2 DB 1 DB 0 DGND
-LSB ┆
-|VREF|/2-LSB ┆
-|VREF|
-VREF时 -|VREF|+LSB ┆
-|VREF|/2 ┆
0 ┆
LSB ┆
|VREF|/2+LSB ┆
|VREF|
5.3 A/D转换电路的接口技术
5.3.1 概述 5.3.2 双积分型A/D 转换器工作原理 5.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口 5.3.4 ADC0809与单片机的接口 5.3.4 AD574与单片机的接口
l线性度（Linearity）：线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间 的最大偏移差。
5.2.2 MCS-51和D/A的接口
1．DAC0832
lDAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成（如图5.2.3所示）。 “8位输入寄存器”、“8 位DAC寄存器”、“8位D/A转换电路”由8位T型电阻网络和电子开关组成， l引脚功能 DAC0832共有20条引脚，双列直插式封装。引脚连接和命名如图5.2.4所示。 （1）数字量输入线DI7～DI0（8条）；（2）控制线（5条）；（3）输出线（3 条）； （4）电源线（4条）。
单极性与双极性输出
l DAC用作单极性电压输出 如前所示，使用反相比例放大器实现电流到电压的转换，输出模拟极
性与参考电压极性相反。（参见P106 表5.4） l DAC用作双极性电压输出（见下页表、图所示）
Vout2=(数字码-128)/128*VREF 双极性DAC的接法
双极性DAC的接法
表： 双极性输出电压与输入数字量的关系
输入数字量B b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 11111111 ┆
11000000 ┆
10000000 ┆
01111111 ┆
00111111 ┆
00000000
Vout（理想值） +VREF时 |VREF|-LSB ┆
|VREF|/2 ┆
0 ┆
3/28 2/28 1/28
0
用同样的方法也可以产生三角波、 矩形波、梯形波。
D/A转换产生的锯齿波
若将A的初值改为FF INC改为DEC?
ORG 2000H
START: MOV DPTR，#00FEH ；指向输入寄存器地址
MOV A，#0FFH
；转换初值
WW: MOVX @DPTR，A
；启动D/A转换
有四种方式： 无条件方式：立即作数据交换方式。即外围电路随时有准备好的数据且 随时能接收送来的数据。 延时等待方式：先由单片机发启动信号，延时后在作I/O数据交换。 查询方式：由软件查询外围电路是否准备好，直到准备好时再作I/O数据 传送。 中断方式：利用中断来作I/O数据传送。
线选法 译码法
5.3.1 概述 单片机测控系统前向通道配置
各 传感器1 种 现 场 传感器2 被 测 量 传感器3
放大器1 放大器2 放大器3
多 路采 模样 拟 保 A/D 开持 关
单 片 机
A/D
A/D转换器用以实现模拟量向数字量的转换。 按转换 原理可分为 4 种: 计数式、 双积分式、逐次逼近式以及并行 式A/D转换器。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快, 精度较 高的转换器, 其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。常用 的这种芯片有:
反相求和电路
+
图5.2.2 权电阻 网络D/A转换器
2、倒T型电阻网络D/A转换法
把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和 相加（如图5.2.2所示）。根据基尔霍夫定律，如下关系成立：
I3==23· VREF/16R I2==22· VREF/16R I1==21· VREF/16R I0==20· VREF/16R
（详见4.1节）
地址的译码
5.2 D/A转换电路接口技术
5.2.1 D/A转换原理 5.2.2 MCS-51和D/A的接口
概述
单片机和被控实体间的接口示意图
D/A转换器
图5.2.1 最简单D/A转换器框图
关系式：Vout=B×VR
式中，VR为常量，由参考电压VREF决定；B为 数字量，常为一个二进制数。数 字量B的位数通常为8位和12位等，由D/A转换器芯片型号决定。
DEC A
NOP
；
延时
NOP
AJMP WW
双缓冲方式的接口和应用
——两个锁存器都接成受控锁存方式。
双缓冲方式的接口和应用
1#输入寄存器地址：00FEH 2#输入寄存器地址：00FDH 1#2#DAC寄存器地址：00FBH
对一个数字量的转换，需 两步完成，程序如下： MOV DPTR，#00FEH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#00FBH MOVX @DPTR,A
译码器输出
单缓冲方式的接口（2）
——两个输入寄存器同时受控的方式
P0 ALE 8031
WR
DAC0832
+5V
74LS373 G
AAA700~
Vcc ILE
Vref
DI 7--0
Rfb
CS
Iout1 XFER
A
Iout2
WR1
AGND
WR2 DGND
Vout
单缓冲方式的应用
——产生锯齿波
假定采用接口 （2）方式， 输入寄存器 和DAC寄存器 的地址为 00FEH，产生锯齿波。
将转换后的数据依次存放在片外数据存储器A0H~A7H 单元。
其主程序和中断服务程序如下:
MAIN: MOV R0, #A0H;
数据暂存区首址
MOV R2, #00H； 8路计数初值
SETB IT1
；边沿触发方式
SETB EA ；开中断
SETB EX1
MOV DPTR, #7FF8H ；指向0809首地址
接口指令 接口信号与时序 输入/输出的数据交换方式 地址的译码
接口指令
MCS-51的接口指令：同单片机与外部数据RAM单元之间的数据传送指令。 即：
MOVX A ， @Ri MOVX @Ri，A MOVX A ， @DPTR MOVX @DPTR，A
接口信号与时序
输入/输出的数据交换方式
图5.2.2 倒T型电阻网络型D/A转换 器的电路图和等效电路图
即有： I=VREF/R， I0=VREF/16R， I1=VREF/8R， I2=VREF/4R， I3=VREF/2R
且有：
Iout1V+Ioouutt2=IRF 3 Ii • Di i0
特点：
较权电阻网络D/A转换法有如下特点： 电阻离散性小：只需两种电阻 易于在集成电路中实现
CS WR1 AGND
D3
D2 D1 D0 VREF RFB
DGND
1
20
2
19
3
18
4
17
5 DAC0832 16
6
15
7
14
8
13
9
12
10
11
Vcc ILE
WR2 XFER D4 D5 D6 D7 IOUT2 IOUT1
图5.2.3 DAC0832原理框图
单缓冲方式的接口（1）
——一个处于直通方式，另一个处于受控的锁存方式
+ RD
INT1
D0 ADDA CLK D1 ADDB D2 ADDC
ADC0809
IN7 D0
D7 IN0
START ALE OE
EOC
转换程序示例：
主程序:
MAIN: MOV R0, #A0H;
数据暂存区首址
MOV A, #00H； 8路计数初值
SETB IT1
；边沿触发方式
SETB EA ；开中断
应用最多
3．D/A转换器的性能指标
l分辨率（Resolution）：分辨率是指D/A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。
l转换精度（Conversion Accuracy）：指满量程时DAC的实际模拟输出值和 理论值的接近程度。
l偏移量误差（Offset Error）：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出 模拟量对零的偏移值。
源程序清单如下： ORG 2000H
START: MOV DPTR，#00FEH MOV A，#00H
WW: MOVX @DPTR，A INC A NOP
时，可改变频率 NOP
AJMP WW
；选中DAC0832 ；转换初值
；WR1 、WR2有效，启动D/A转换
；延
产生的锯齿波的过程
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单片机原理及应用
课程讲义