51单片机(AD及DA转换器)PPT优秀课件
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AD与DA接口PPT教学课件
位 数：16 电源电压：±15V 输 入：串行或并行。 输 出：电压或电流。 生产厂家：美国B-B公司 特 点：①片内带有基准电压。
②片内带有电压输出放大器。 ③具有双缓冲输入寄存器 ④能完全与微处理器兼容。
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8.串行DAC（MAX517、518、5198）
主要特点：
8位DAC 串行2线接口 满摆幅输出， 多种参考电压 低功耗
数字量
模拟量
Rfb
d0 d1
I01
DAC 0832 I02
-+
VO
dn-
1
VR
VO
I RF
VR 28
NB
VR 256
NB
11111111 · ·
10000001
10000000 · ·
00000001
00000000
VR
255 256
VR
129 256
VR
128 256
VR
1 256
VR
0 256
(2VO单＋VR )
如VR＝5V
1000000
VR
1 128
0
0111111 1
·
·
VR
127 128
VR
128 128
NB＝0：Vo＝－5V
0000000 1
NB＝128：Vo＝0 0000000
NB＝255：Vo＝0.99VR=4.96V0
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Page26
③作控制放大器输出
Vin
一般< ±1/2LSB。 5. 其它指标
电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。
选择DAC需考虑的 主要指标：分辨率、转换速度。 次要指标：输出方式、输出范围（VR取值）。 其它指标集成DAC一般都能满足。
②片内带有电压输出放大器。 ③具有双缓冲输入寄存器 ④能完全与微处理器兼容。
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8.串行DAC（MAX517、518、5198）
主要特点：
8位DAC 串行2线接口 满摆幅输出， 多种参考电压 低功耗
数字量
模拟量
Rfb
d0 d1
I01
DAC 0832 I02
-+
VO
dn-
1
VR
VO
I RF
VR 28
NB
VR 256
NB
11111111 · ·
10000001
10000000 · ·
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00000000
VR
255 256
VR
129 256
VR
128 256
VR
1 256
VR
0 256
(2VO单＋VR )
如VR＝5V
1000000
VR
1 128
0
0111111 1
·
·
VR
127 128
VR
128 128
NB＝0：Vo＝－5V
0000000 1
NB＝128：Vo＝0 0000000
NB＝255：Vo＝0.99VR=4.96V0
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③作控制放大器输出
Vin
一般< ±1/2LSB。 5. 其它指标
电源电压、输出方式（电流、电压）、输出范围等等。
选择DAC需考虑的 主要指标：分辨率、转换速度。 次要指标：输出方式、输出范围（VR取值）。 其它指标集成DAC一般都能满足。
【实用】DA和AD转换器接口PPT文档
1 01 011 040 99.9 59(V 7)6 212 4096
线性度（Linearity）
线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想 直线之间的最大偏移差。
转换时间（Conversion Time）
从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代 码所需的时间称为转换时间，转换时间与转换 器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转 换器，通常位数越多，其转换时间越长。
量程(满刻度范围——FULL Scale Range) 量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有10V 的单极性范围或-5～+5V的双极性范围。则它们的量程都为 10V。满刻度只是个名义值，实际的A/D，D/A转换器的最大 输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。例如12 位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值 为:
MOV DPTR , #7FFFH
MOVX @DPTR,A
;完成12位D/A转换
在10位DAC芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存10位数据 中的低8位，锁存器B锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数 据到锁存器A，后输出高2位数据到锁存器B。设锁存器A和锁存器B的地址 分别为002CH和002DH，则执行下列指令后完成一次D/A转换：
双缓冲方式的接口与应用
在多路D/A转换的情况下，若要求同步转换输出，必 须采用双缓冲方式。DAC0832采用双缓冲方式时，数字量 的输入锁存和D/A转换输出是分两步进行的。
第一， CPU分时向各路D/A转换器输入要转换的数字 量并锁存在各自的输入寄存器中。
第二，CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各路 输入寄存器中的数据进入DAC寄存器，实现同步转换输出。
D/A转换器的主要技术指标
线性度（Linearity）
线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想 直线之间的最大偏移差。
转换时间（Conversion Time）
从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代 码所需的时间称为转换时间，转换时间与转换 器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转 换器，通常位数越多，其转换时间越长。
量程(满刻度范围——FULL Scale Range) 量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有10V 的单极性范围或-5～+5V的双极性范围。则它们的量程都为 10V。满刻度只是个名义值，实际的A/D，D/A转换器的最大 输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。例如12 位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值 为:
MOV DPTR , #7FFFH
MOVX @DPTR,A
;完成12位D/A转换
在10位DAC芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存10位数据 中的低8位，锁存器B锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数 据到锁存器A，后输出高2位数据到锁存器B。设锁存器A和锁存器B的地址 分别为002CH和002DH，则执行下列指令后完成一次D/A转换：
双缓冲方式的接口与应用
在多路D/A转换的情况下，若要求同步转换输出，必 须采用双缓冲方式。DAC0832采用双缓冲方式时，数字量 的输入锁存和D/A转换输出是分两步进行的。
第一， CPU分时向各路D/A转换器输入要转换的数字 量并锁存在各自的输入寄存器中。
第二，CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各路 输入寄存器中的数据进入DAC寄存器，实现同步转换输出。
D/A转换器的主要技术指标
51单片机(AD及DA转换器)PPT优秀课件
例2 产生锯齿波
MOV A，#00H ;起始值
MOV DPTR,#0FEFFH
MM：MOVX @DPTR,A ;送转换
INC A
NOP
NOP
NOP
;决定坡度
SJMP MM
15
DAC0832编程应用举例：例3产生三角波
MOV A，#00H
MOV DPTR,#0FEFFH
SS1: MOVX @DPTR,A ;送转换
ALE
6
WR
P2.0
12MHz
INT1 RD
锁存器 74LS373
8D Q0
G
Q1 Q2
OE
≥1 ≥1
D0-D7 ADDA ADDB ADDC
CLK START ALE OE EOC
1、先送通道号地址到A、B、C，由ALE信号锁存通道号地址，然后让START有 效启动A/D转换。 即执行一条MOVX @DPTR, A指令产生WR信号，使ALE、START有效，锁存 通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，表示转换结束。
NOP
NOP
NOP
SS2: INC A
;等速上升
JNZ SS1
SS3: DEC A
MOVX @DPTR，A
NOP
NOP
NOP
;等速下降
JNZ SS3
SJMP SS2
三角波
同样的编程思路，若要产生 如下的梯形波也很容易：
梯形波
16
例4
正弦波电压输出为双极性电压，最简单的办法是将一个周期内电压变化 的幅值(-5V～+5V)按8位D/A分辨率分为256个数值列成表格，然后依次 将这些数字量送入D/A转换输出。只要循环不断地送数，在输出端 就能获得正弦波输出。
51单片机ADDA转换教程ppt课件
当这三个控制端均有效时，
LE1端才有效 ，存放器(1) 的输出随其输入变化，否那 么 就不随数据总线而变化 。
WR1 变高时 ，八位输入存放器便将输入数据锁存 。
VC
D...... 7
八位 输入
存放器
D0
(1)
八位 DAC 存放器
(2)
UR C
八位 Rfb
A/D Iout 变换器 I1out
2
－
＋ ＋
10. 3. 5 集成 ADC0804 及其运用
10. 3. 1 采样定理
在A / D转换中，由于输入的模拟量在 时间上是延续的，而输出的数字信号是离 散量，所以进展转换时只能在一系列选定 的瞬间 (亦即瞬间坐标轴上的一些规定点) 对输入的模拟信号采样，然后再把这些采 样值转换为输出的数字量 。
A / D 转换过程应包括 ：采样、 坚持、 量化、 编码 这四个步骤 。
8 克 砝码总重 < 待测分量Wx ， 故保管 8 克
加4克 砝码总重仍 < 待测分量Wx ，故保管 12 克
加2克 砝码总重 > 待测分量Wx ， 故撤除 12 克
加1克 砝码总重 ＝ 待测分量Wx ， 故保管 13 克
uc ＋＋ －
ux(待转换的模拟电压)
uo A / D
第十章 数 / 模 、 模 / 数 变换器
§10. 1 概述 §10. 2 数 / 模转换器 §10. 3 模 / 数转换器
§10.1 概述
模 拟 信 A/D 号
计 算 机
模 拟 D/A 信 号
A / D ： Analog to Digital D / A ： Digital to Analog
§10. 2 数 / 模 转换器 ( DAC )
51单片机ad、da转换器[精制材料]
![51单片机ad、da转换器[精制材料]](https://img.taocdn.com/s3/m/81279c3b011ca300a6c3906c.png)
（1）分辨率(Res程ol）ut时io所n)需要的时间。
（2）偏移误差(O建ffs立e时tE间rro是r)D/A转换速率快慢的一个重 （3）精度(Accur要速ac参 率y)数越。低很。显不然同，型建号D立A时C间的越建大立，时转间换一
（4）转换速度(co般n从ve几rt个in纳g 秒sp到ee几d个) 微秒不等。若输出
（3）精度(Accuracy)
（4）转换速率/建立时间(converting speed)
（5）温度灵敏度(TemperatureSensitivity)
实操应用
3
二、DAC及其接口
（一）DAC介绍：数模转换，将一个二进制数字信号转换成与 此值成正比的模拟信号。
1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。
第三节 A/D、D/A转换器
一、模拟接口概述
在实际系统中，单片机经常要对来自控制现场的各种模拟信 号进行采集和处理，如电压、电流等随时间连续变化的电量， 或者是温度、压力、流量等随时间连续变化的非电量。单片机 要接收这些模拟量，就要通过ADC来实现；如果单片机控制的 对象需要模拟量，则要用到DAC。
（5）温度灵敏度(形Te式m是p电er流at，urDeSAeCn的si建tiv立it时y)间是很短的； 若输出形式是电压，DAC的建立时间主
要是输出运算放大器所需要的响应时间。
实操应用
6
二、DAC及其接口
（一）DAC介绍：数模转换，将一个二进制数字信号转换成与 此值成正比的模拟信号。
1．DAC结构：DAC芯片上集成有D/A转换电路和辅助电路。
差一般可在D／A转换器外部用电位器
调节到实最操应小用 。
4
二、DAC及其接口
《MCS51与DA转换器》PPT课件
同理：10位 D/A：1 LSB=9.77mV=0.1% 满量程 12位 D/A：1 LSB=2.44mV=0.024% 满量程
根据对DAC分辨率的需要,来选定DAC的位数。
(2)建立时间（Establishing Time）
描述DAC转换快慢的参数,表明转换速度。 定义：为从输入数字量到输出达到终值误差(1/2)LSB (最低有效位)时所需的时间。电流输出时间较短，电压输出的，加上I-V转换的时间，因此建立时间要长一些。快速DAC可达1s以下。
主要特性：
（1）输出电流稳定时间：1s；
（2）基准电压：VREF= -10~ +10V；
第11章 MCS-51与D/A转换器、 A/D转换器的接口
一、作业
二、MCS-51与DAC的接口
D/A转换器的原理及主要技术指标
MCS-51与8位DAC0832的接口
MCS-51与12位DAC1208的接口
非电物理量（温度、压力、流量、速度等），须经传感器转换成模拟电信号（电压或电流），必须转换成数字量，才能在单片机中处理。
DAC0832是使用非常普遍的８位D/A转换器，由于其片内有输入数据寄存器，故可以直接与单片机接口。DAC0832以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：
分辨率８位； 电流建立时间１μS； 数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式； 输出电流线性度可在满量程下调节； 逻辑电平输入与TTL电平兼容； 单一电源供电（＋5V～＋15V）； 低功耗，20mＷ。
读P286
例11-2 内部RAM中两个长度为20的数据块，起始地址为分别为addr1和addr2，编写能把addr1和addrr2中 数据从1#和2#DAC0832同步输出的程序。addr1和addr2中的数据，为绘制曲线的X、Y坐标点。
根据对DAC分辨率的需要,来选定DAC的位数。
(2)建立时间（Establishing Time）
描述DAC转换快慢的参数,表明转换速度。 定义：为从输入数字量到输出达到终值误差(1/2)LSB (最低有效位)时所需的时间。电流输出时间较短，电压输出的，加上I-V转换的时间，因此建立时间要长一些。快速DAC可达1s以下。
主要特性：
（1）输出电流稳定时间：1s；
（2）基准电压：VREF= -10~ +10V；
第11章 MCS-51与D/A转换器、 A/D转换器的接口
一、作业
二、MCS-51与DAC的接口
D/A转换器的原理及主要技术指标
MCS-51与8位DAC0832的接口
MCS-51与12位DAC1208的接口
非电物理量（温度、压力、流量、速度等），须经传感器转换成模拟电信号（电压或电流），必须转换成数字量，才能在单片机中处理。
DAC0832是使用非常普遍的８位D/A转换器，由于其片内有输入数据寄存器，故可以直接与单片机接口。DAC0832以电流形式输出，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：
分辨率８位； 电流建立时间１μS； 数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式； 输出电流线性度可在满量程下调节； 逻辑电平输入与TTL电平兼容； 单一电源供电（＋5V～＋15V）； 低功耗，20mＷ。
读P286
例11-2 内部RAM中两个长度为20的数据块，起始地址为分别为addr1和addr2，编写能把addr1和addrr2中 数据从1#和2#DAC0832同步输出的程序。addr1和addr2中的数据，为绘制曲线的X、Y坐标点。
51单片机ad、da转换器
DAC电流输出1，当
① VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用
DAC寄存器中为全1
时用15V电源。
时，输出电流最大，
② AGND为模拟量地线，DGND为数字量地 线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 ③ 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF 一般可在+10V到—10V范围内选用。
当DAC寄存器中为全 0时，输出电流为0。 lout2为DAC电流输 出2，Iout2为一常数 与Ioutl之差，即
DI0 DI1
8位
DI2 输入
DI3 DI4
寄
DI5 DI6
存
DI7
器
8位
DAC 寄 存 器
8位
VREF
D/A Io utI2OUT2 ＋
转 Io utI1OUT1 －
换 器 RfRbfb
loutl+out2．=常数
电 平 输出
在实际使用时，总是
ILE
LE1
LE2
CS ＆
WR1+
DGND 将电流转为电压来使 用，即将Ioutl和 lout2加到一个运算
XFER
WR2 +
放大器的输入。
DAC0832的引脚
DAC0832是CMOS工艺，双列直插式20引脚。 ① VCC电源可以在5-15V内变化。典型使用 时用15V电源。 ② AGND为模拟量地线，DGND为数字量地 线，使用时，这两个接地端应始终连在一起。 ③ 参考电压VREF接外部的标准电源，VREF 一般可在+10V到—10V范围内选用。
A转换器的温度灵敏度约为满量程模拟 值变化的±50X10-6／oC。
3.与单片机接口形式
D/A转换器与单片机接口有2种，主要决定于转换器本身 是否带数据锁存器。有两类D/A转换器:一是不带锁存器的， 另一是带锁存器的。
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连续变化的物理量 模拟量
Data
D传感器 物理过程 执行机构
过程控制示意图
2
D/A转换接口扩展
3
一 单片机与D/A转换器的接口
8位CMOS数模转换芯片 DAC 0832: DAC0832
CS
VCC
√8位D/A,分辨率=Vref/256
WR1
ILE
AGND
WR2
√CMOS低功耗器件,+5～+15V
0 1 1 1 1 1 1 1 ±VREF (127/256)
00000000
±VREF (0/256)
8
DAC
0832
常
见
的
几
种
用
法 LE 为寄存命令。当 LE =1时，寄存器的输出随输入变化；LE =0时，数据 锁存在寄存器中，而不随输入数据的变化而变化
当ILE=1, CS=0， WR=10时， LE=11，允许数据输入，而当 WR1=1
&
输入全为“0”，输出才为
“1”
输入任一为“1”
输出皆为“0”
直通方式： 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出。
双缓冲器方式：
输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输
出多路模拟信号。
11
【例9-6】在图9-30的输出端Vout产生－1.25V的电压输出。 解 Vout=－（D/256）×Vref，而Vref=5V，且XFER、CS和WR信号
常有效，因此使D=64即可输出要求的电压。
汇编程序 MOV P1, #64
C语言程序
#include <reg51.h> P1 = 64;
【例9-7】在图9-31的输出端Vout产生－2.5V的电压输出，设Vref为5V。 解 Vout=－（D/256）×Vref，使D=128可输出要求的电压，且需要进行一次对
时，LE 1 …=0
则数据被锁存
当 WR2 和 XFER 均为低电平时，LE2=1，此时允许D/A转换，否则 LE2
=0，将数据锁存于DAC寄存器中
9
DAC 0832 常 见 的 几 种 用 法
(a): DAC寄存器直通方式 (b): 输入寄存器直通方式
(c): 两个寄存器同时选通及锁存方式
10
DAC0832 常见的几种用法
+5V EA
30Px2
P2.0 WR
6MHz
GND
DI0—DI7
Vcc
CS
Vref
XFER ILE
WR1 Rfb
WR2 Iout1
Iout2
AGND DGND
+5V
+12V uA741 +
-12V
输出于数字量DATA相对应模拟量： MOV DPTR，#0FEFFH MOV A，#DATA MOVX @DPTR,A
D7
输 入
寄
存
D0
器
ILE 1 &
LE1 1
CE 0
1
WR1 0 ≥1
WR2 0
1
XFER 0 ≥1
DAC
D/A
寄
转
存
换
器
器
LE2
LE
Vref Iout2 Iout1
Rfb
LE=1，Q 跟随 D LE=0，Q 锁存 D
6
DAC0832 与单片机的连接
89C51单片机
DAC 0832
P0.0—P0.7 8位
DAC0832
CS
WR1 AGND
D3 D2 D1
D0 Vref Rfb DGND
VCC
ILE WR2 XFER D4 D5
D6 D7 Iout2 Iout1
20 PIN DIP封装
5
DAC0832 内部结构框图
D0—D7：8位数字量输入端 /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 LE Iout2： 电流输出端2 Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源,-10~+10V DGND：数字量地 AGND：模拟量地 Vcc: +5~+15V单电源供电端
D3
XFER
D2
D4
D1
D5
单电源供电
D0 Vref
D6 D7
Rfb
Iout2
√电流输出型器件(需外接运放) DGND
Iout1
√具有双缓冲控制输出
20 PIN DIP封装
√采用T型电阻解码网络结构
√参考电压源,-10～+10V
4
DAC 0832 引脚定义
D0—D7：8位数字量输入端 /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 Iout2： 电流输出端2 Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源,-10~+10V DGND：数字量地 AGND：模拟量地 Vcc: +5~+15V单电源供电端
接 示 波 器
7
单极性输出D/A
数 字
输入数字量
量
与
MSB … LSB
模拟量输出
（V）
模 拟
1 1 1 1 1 1 1 1 ±VREF (255/256)
量
的 转
1 0 0 0 0 0 1 0 ±VREF (130/256)
换 关
1 0 0 0 0 0 0 0 ±VREF (128/256)
系 ：
数模及模数转换器接口
要求:
理解掌握常用数模变换DAC和模数变换 ADC器件（DAC0832、ADC0804）的应用方 法及和单片微机的接口与应用编程实例
数模变换DAC和模数变换ADC接口器件原理 DAC0832原理及应用（波形发生器） ADC0804原理及应用（电压测量）
1
概述
在微机过程控制和数据采集等系统中，经常要对 过程参数进行测量和控制 。
DAC0832的写操作，写地址选择为7000H。
汇编程序
MOV DPTR, #7000H MOV A, #128 MOVX @DPTR, A
C语言程序
#include <absacc.h> XBYTE[0x7000] = 128;
DAC0832 的编程应用举例
例1 产生矩形波
LL:MOV A，#00H ;低电平 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX @DPTR,A ;送转换 LCALL DMS1 ;低宽度 MOV A，#0FFH ;高电平 MOVX @DPTR,A ;送转换 LCALL DMS2 ;高宽度 SJMP LL
D7
输 入
寄
存
D0
器
ILE 1 &
LE1 1
CE 0
1
WR1 0 ≥1
WR2 0
1
XFER 0 ≥1
Vref
DAC
D/A Iout2
寄 存
转 换
Iout1
器
器
Rfb LE2
LE=1，Q 跟随 D LE=0，Q 锁存 D
或非门
≥1
输入任一为“1”输出皆为 “0” 输入全为“0”， 输出才为“1”
非与门