单片机实验六 D-A与A-D转换

实验六D/A与A/D转换

一．实验目的

1．学习D/A转换的基本原理和D/A转换芯片0832的性能及编程方法。

2．了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。

3．学习A/D芯片ADC0809的转换性能及编程方法。

4．了解A/D转换芯片与写单片机的接口方法。

5．通过实验掌握单片机进行数据采集的方法。

二．实验说明

1．D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，从D/A输出的是模拟信号。实验程序一是通过在D/A的输入短送入有一定规律的数字量，在输出端产生锯齿波、三角波、正弦波的波形，通过示波器观察来直观地了解D/A的转换功能。产生锯齿波、三角波只需由A存放的数字量（送入D/A的输入寄存器）的增减来控制；要产生正弦波，较简单的方法是造一张正弦数字量的表，取值范围为一个周期，采样点愈多，精度愈高。

在EL-8051-III实验台上DAC0832与单片机的连接图如下图所示：

图6-1 D/A转换逻辑

由图可以看出，输入寄存器占偶地址端口（A0＝0），DAC寄存器占较高的奇地址端口（A0=1）。两个寄存器均对数据独立进行锁存。要把一个数据通过0832输出，要经两次锁存。典型的程序如下：

MOV DPTR, #PORT

MOV A , #DA TA

MOVX @DPTR, A

INC DPTR

MOVX @DPTR, A

其中，第二次写入是一个虚拟写的过程，其目的是产生一个WR信号，启动D/A。

2．A/D转换是把模拟量转变为数字量的变换。A/D转换器大致有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近法A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。

本实验用的是ADC0809属逐次逼近法A/D转换器，是八位的A/D转换器。每采集一次需100us。实验电路如下图：

图6-2 A/D转换逻辑

ADC0809的START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号。实验电路中将二者相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换，故启动A/D转换只需两条指令：

MOV DPTR, #PORT

MOVX @DPTR, A

A中是什么内容是不重要的，这是一次虚拟写，其目的是产生一个/WR信号。

A/D转换期间ＥＯＣ脚（Ａ／Ｄ转换结束信号输出端口）为低电平，一旦转换结束时输出高电平。如果我们把ＥＯＣ脚接至一个反相器的输入端，反相器的输出端就得到一个负跳变的触发信号，它正好可以用来作为8051的外中断源的边缘触发信号。

在一个数据转换完毕后，我们向ENABLE脚送一个高电平，用以打开三态数据锁存器，就可以读出数据，因此可以使用如下指令读取Ａ／Ｄ转换结果：

MOV DPTR, #PORT

MOV A, @DPTR

三．实验内容

1．利用ＤＡＣ0832编程产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波形轮流显示。

连线方法：0832的CS0832接28－2Ｆ。输出Ａout接示波器探头，示波器探头地线接实验板地线。

程序清单见Ｄ61.ＡＳＭ。

2．Ａ／Ｄ转换实验：用中断方法来读取ＩＮ０的输入模拟电压，通过Ｐ１口输出到ＬＥＤ上显示。运行程序后，读出ＬＥＤ上显示的数据（灯亮表示1，化为十六进制数）。用万用表测量ＩＮ０的输入模拟电压，与读出的ＬＥＤ上显示的数据进行比较。

连线方法：，

1、0809的片选信号CS0809接CS0。

2、电位器的输出信号AN0接0809的ADIN0。

3、EOC接CPU板的INT0。

4、P1.0－Ｐ1.7连Ｌ1－Ｌ８。

程序清单见Ｄ62.ＡＳＭ。

３．用查ＥＯＣ电位法作上述测量。测量的数据在ＬＥＤ数码管上显示，连续不断地测量（数据不用存储）。编写程序上机运行。然后，把ＥＯＣ直接连接到8051的管脚/ＩＮＴ０，修改程序，再运行程序。

四．实验报告

1．写出每个实验的结果。

2．对程序二（Ｄ62.ＡＳＭ）作出注释。

3．附上实验内容三第一步调试通过的程序。如果ＥＯＣ直接连到8051的管脚/ＩＮＴ０，应该如何修改程序？

五、实验程序

;D61.asm

ORG 4000H

LJMP MAIN

ORG 401BH

LJMP DELAY

PORT EQU 0CFA0H

ORG 4100H

MAIN: MOV TMOD,#10H ; 定时器1工作在定时方式，方式1 SETB EA

SETB ET1

MOV TL1, #0AFH

MOV TH1, #3CH ; 置定时0.1Ｓ的初值

SETB TR1

DISP: MOV R1,#50H

LCALL PRG1 ; 调用产生锯齿波子程序

MOV R1, #50H

LCALL PRG2 ; 调用产生三角波子程序

MOV R1, #50H

LCALL PRG3 ; 调用产生正弦波子程序

LJMP DISP

DELAY: CLR TR1 ; 中断服务程序

MOV TL1, #0AFH

MOV TH1, #3CH

DEC R1

SETB TR1

RETI

;

PRG1: MOV A, #00H ; 产生锯齿波子程序开始. LOOP: MOV DPTR, #PORT ; 输入寄存器端口地址#PORT MOVX @DPTR, A ; 送出数据

INC DPTR ; ＤＡＣ寄存器端口地址#PORT+1

MOVX @DPTR, A ; 启动转换

INC A ; 数据加1

CJNE R1, #00H, LOOP ; 计数值减到00H了么？

RET ; 没有则继续产生锯齿波.

;

PRG2: MOV A, #00H ; 产生三角波子程序

LP1: MOV DPTR, #PORT ; 上升部分

MOVX @DPTR, A

INC DPTR

MOVX @DPTR, A

INC A

CJNE A, #0FFH, LP1

MOV R2, A

LP2: MOV DPTR, #PORT ; 下降部分

MOV A, R2

MOVX @DPTR, A

INC DPTR

MOVX @DPTR, A

DJNZ R2, LP2

CJNE R1, #00H, LP1

RET

；

PRG3: MOV R2, #02H ; 产生正弦波子程序

MOV R4, #0FFH ; 一个正弦周期的数据个数