51单片机与A-D接口设计详解
第6章 MCS51单片机的AD DA接口
74LS373
ADC 0809
C B A D0～D7
IN7
START ALE OE EOC
IN0
第7章 MCS51单片机与ADC DAC的接口设计 下面的程序是采用查询方法, 分别对 8 路模拟信号轮流采
样一次, 并依次把结果转存到数据存储区的采样转换程序。
MOV R1, ＃data ; 置数据区首址 MOV DPTR, ＃7FF8H ; P2.7=0, 指向通道 0 MOV R7, ＃08H ; 置通道数 LP1: MOVX @DPTR, A ; 启动A/D转换 MOV R6, ＃0AH ; 软件延时 DALY: NOP NOP NOP DJNZ R6, DALY MOVX A, @DPTR ; 读取转换结果 MOV @R1, A ; 存储数据 INC DPTR ; 指向下一个通道 INC R1 ; 修改数据区指针 DJNZ R7, LP1 ; 8 个通道全采样完了吗?
MOV DPTR, ＃0BFFFH
MOV A, ＃data2
MOVX @DPTR, A
; data2送入DAC0832(2)中锁存
MOV
DPTR, ＃7FFFH ; 给0832(1)和(2)提供WR信号
; 同时完成D/A转换输出
MOVX @DPTR, A
第7章 MCS51单片机与ADC DAC的接口设计 应用实例：阶梯波信号产生
AJMP PINT1
MOVX A, @DPTR
MOV 50H, A MOV A, ＃00H
; 读取IN0 的转换结果
; 存入 50H单元
MOVX @DPTR, A ; 启动A/D, IN0 通道输入并转换 RETI ; 返回
第7章 MCS51单片机与ADC DAC的接口设计
MCS-51单片机与DA转换器的接口和应用
A/D和D/A转换接口技术难点•DAC0832工作方式•ADC0809工作方式要求掌握：•MCS-51单片机与D/A转换器的接口连接•MCS-51单片机与A/D转换器的接口连接•初始化编程及应用了解：•典型D/A转换器芯片DAC0832的管脚功能•典型A/D转换器芯片ADC0809的管脚功能3.1 MCS-51单片机与D/A转换器的接口和应用3.1.1典型D/A转换器芯片DAC0832DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作，基准电压的范围为±10V，电流建立时间为1μs，CMOS工艺，低功耗20mW。
其内部结构如图9.1所示，它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图1所示。
图1 DAC0832引脚功能该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：(1)D7～D0——转换数据输入。
(2)——片选信号（输入），低电平有效。
(3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。
(4)——第一信号（输入），低电平有效。
该信号与ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和=1时，为输入寄存器锁存方式。
(5)——第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当=0和=0时,为DAC寄存器直通方式; 当=1和=0时,为DAC寄存器锁存方式。
(6)——数据传送控制信号(输入),低电平有效 。
(7)Iout2——电流输出“1”。
当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。
(8)Iout2——电流输出“2”。
DAC转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。
(9)R fb——反馈电阻端既运算放大器的反馈电阻端，电阻（15KΩ）已固化在芯片中。
因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，R fb 即为运算放大器的反馈电阻，运算放大器的接法如图2所示。
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。
MCS-51与DA、AD的接口-杭电
• • • •
//TI 10位DAC TLC5615的示例程序 #define SPI_CLK P3_1 #define SPI_DATA P3_2 #define CS_DA P3_0
• void da5615(unsigned int dat) • { • unsigned char i; • dat<<=6;//D/A数据最高位移到dat最高位，低6位补零 • CS_DA=0; • SPI_CLK=0; • for(i=0;i<12;i++) • { • SPI_DATA=(bit)(dat&0x8000); • SPI_CLK=1; • dat<<=1; • SPI_CLK=0; • } • CS_DA=1; • SPI_CLK=0; • for (i=0;i<100;i++); • }
•
1.权电阻型DAC 权电阻型DAC核心思想在于用等比例的电阻在 参考电压的作用下产生和权重对应的权电流，权电 流在数字开关的作用下进行合成模拟信号。
RF R / 2
I
－
O O
R3
I3
2R
S3
0
2R
S2
1
R2
I2
2R
S1
2
R1
I1
3
R0
I0
2R
S0
＋ ＋
VO
参考电压源、 模拟开关、 比例电阻、
8.4 A/D转换器的接口与应用
• A/D转换器（Analog to Digital Converter） 是将模拟量转换成数字量的器件，通常也 用ADC表示，它可以将模拟量比例地转换 成数字量，是模拟量测量的基本器件。 • 8.4.1 ADC的转换原理及分类 • 8.4.2 并行接口ADC(ADC0809) • 8.4.3 串行接口ADC(TLC549)
第九章 MCS51与AD、DA的接口
9.1 A/D转换器的接口技术
9.2 MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术
9.3 MCS-51与12位D/A转换器的接口技术
教学目的和要求
本章主要介绍A/D和D/A转换的原理，几种 典型的A/D和D/A电路以及MCS－51单片机的接 口方法，包括硬件电路和硬件应用实例。重点掌握 A/D和D/A的转换原理及与MCS－51系列单片机 接口的设计。
无操作 无操作 启动一次12位转换器 启动一次8位转换器 允许12位并行输出 允许高8位输出 允许低4位+4位尾0输出
A/D转换器的接口技术
AD574采用+5V和±15V电源供电，提供+10V、+20V单极性和±5V、 ±10V双极性四种量程。 通过改变AD574引脚8、10、12的外接电路，可使AD574进行单极 性和双极性模拟信号的转换，图9-9所示为单极性转换电路，可 实现输入信号0～10V或0～20V的转换。其系统模拟信号的地线 应与9脚相连，使其地线的接触电阻尽可能小。 图9-10为双极性转换电路，可实现输入信号－5V ～ +5V或－ 10V ～ +10V的转换。
12位A/D转换器与8051单片机的程序设计方法，也可采用 三种方法。即程序查询、软件延时和中断控制方式。
例9-4：查询法设计的程序如下：
DPTR，#7FFCH ；选择AD574，并令A0=0 @DPTR，A ；启动A／D转换 P3.2，LOOP DPTR A，@DPTR R2，A DPTR A，@DPTR R3，A ；查询转换是否结束 ；读取高8位 ；存人R2中 ；读取低4位 ；存入R3中
MAIN： MOV MOVX LOOP： NOP JB INC MOVX MOV INC MOVX MOV
MCS-51与DA、AD转换器的接口相关知识讲解
INC R1 SETB RS0
； 修改addr1指针0区R1 ； 转1区。
MOV R0，#0FEH ；1区R0指向2#DAC0832数字量 ；控制端口
MOV A，@R1 ；addr2中数据送A
MOVX @R0，A ；addr2中数据送2#DAC0832
INC R1
；修改addr2指针1区R1
INC R0
MCS-51与D/A、A/D转换器的接口相关知识讲解
内容提要 §11.1 MCS-51与DAC的接口 §11.2 MCS-51与ADC的接口
第十一章 MCS-51与D/A、A/D转换器的接口
➢ 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。
缓冲和锁存 输入数字量
存放待转换 的数字量
由T型电阻网络和电子 开关组成，T型电阻网 络输出和数字量成正 比的模拟电流。
LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输 入
LE1或LE2=0，锁存数据
三种工作形式：直通、单缓冲、双缓冲
§11.1 MCS-51与DAC的接口
2) DAC的应用 接口与DAC的具体应用有关。
(2) 建立时间 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。
(3）精度 理想情况，精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。 但由于电源电压、参考电压、电阻等各种因素存在着误差， 精度与分辨率并不完全一致。
量叠加，其和就是D/A转换的结果。
✓ 使用D/A转换器时，要注意区分:
单片机应用和原理课件 AT89S51单片机与D A、A D转换器的接口 演示文稿
③ 可双缓冲输入、单缓冲输入或直接数字输入。 ④ 单一电源供电（+5V～+15V）。 （2）DAC0832的引脚及逻辑结构 引脚见图11-1，逻辑结构见图11-2。
11
图11-1 DAC0832的引脚
12
图11-2 DAC0832的逻辑结构
13
引脚功能： DI0～DI7：8位数字信号输入端，与单片机P0口相连，接收 单片机送来的待转换为模拟量的数字量。 CS* ：片选端，当 为低电平时，本芯片被选中。 ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效。 WR1*：第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。当 CS*=0，ILE=1， WR1*=0时，待转换的数据信号被锁存到 第一级8位输入寄存器中。
34
首先使工作寄存器0区的R1指向addr1；1区的R1指向addr2； 0区工作寄存器的R2存放数据块长度；0区和1区工作寄存器区 的R0指向DAC端口地址。程序如下：
ORG 2000H addr1 DATA 20H addr2 DATA 40H DTOUT：MOV R1，#addr1 MOV R2，#20 SETB RS0 MOV R1，#addr2 CLR RS0 NEXT： MOV R0，#0FDH MOV A，@R1
33
【例11-2】设AT89S51内部RAM中有两个长度为20的数 据块，其起始地址为分别为addr1和addr2，根据图11-7， 编写能把addr1和addrr2中数据从1#和2#DAC0832同步输出 的程序。程序中addr1和addr2中的数据，即为绘图仪所绘制 曲线的x、y坐标点。
由图11-7，DAC0832各端口地址为： FDH：1#DAC0832数字量输入控制端口 FEH：2#DAC0832数字量输入控制端口 FFH：1#和2#DAC0832启动D/A转换端口
第8章 MCS-51对A／D和D／A的接口
第8章MCS-51对A／D和D／A的接口图8-1单片机和被控实体间的接口示意图8.1 D／A 转换器图8-2最简单D／A转换器框图8.1.1 D／A转换器的原理图8-3 T型电阻网络型D／A转换器2电子商务基础教程(第二版) 8.1.2 D／A转换器的性能指标1. 分辨率(resolution)2. 转换精度(conversion accuracy)3. 偏移量误差(offset error)4. 线性度(linearity)8.1.3 DAC08321. DAC0832内部结构2. 引脚功能图8-4 DAC0832原理框图网络工程技术与实验教程 3 8.2 MCS-51对D／A的接口8.2.1 DAC的应用1. DAC用作单极性电压输出图8-5双极性DAC的接法2. DAC用作双极性电压输出图8-6双极性DAC的另一种接法4电子商务基础教程(第二版)3. DAC用作控制放大器图8-7控制放大器8.2.2MCS-51对8位DAC的接口1. 直通方式2. 单缓冲方式图8-8单缓冲方式下的DAC0832网络工程技术与实验教程 5图8-9例8.1所产生的波形3. 双缓冲方式图8-10 8031与两片DAC0832的接口(双缓冲方式)6电子商务基础教程(第二版) 8.2.3 MCS-51对12位DAC的接口1. DAC1208的内部结构和原理图8-11 DAC1208内部框图2. MCS-51对DAC1208的连接图8-12 8031和DAC1208的连接网络工程技术与实验教程7 8.3 A／D转换器8.3.1逐次逼近式A／D转换原理图8-13逐次逼近式A／D转换器示意框图8.3.2并行A／D转换原理图8-143位并行A／D转换电路8电子商务基础教程(第二版) 8.3.3 A／D转换器的性能指标1. 转换速度(Conversion Rate)2. 转换精度(Conversion Accuracy)8.3.4 ADC08091. 内部结构图8-15 ADC0809逻辑框图图8-16二位电阻阶梯和树状开关网络工程技术与实验教程92. 引脚功能10电子商务基础教程(第二版) 8.4 MCS-51对A／D的接口8.4.1 MCS-51对ADC0809的接口图8-17 8031和ADC0809的接口8.4.2 MCS-51对AD574A的接口1. AD574A的结构特点和引脚功能图8-18 AD574A引脚配置2. 8031对AD574A的接口图8-19 8031和AD574A的接口图8-20单极性电压输入时的BIP OFF接线习题与思考题8.1 D／A转换器的作用是什么?A／D转换器的作用是什么?各在什么场合下使用?8.2根据图8-3简述D／A转换原理。
单片机 MCS-51与ADC DAC的接口
ORG 0000H
; 主程序入口地址
AJMP MAIN
; 跳转主程序
ORG 0030H
的数据到A累加器
ADC 0809 应用举例
A/D转换应用程序举例 设如图接口电路用于一个8路模拟量输入的巡回检测系
统，使用中断方式采样数据，把采样转换所得的数字量按 序存于片内RAM的30H~37H单元中。采样完一遍后停 止采集。
其数据采集的初始化程序和中断服务程序如下： 初始化程序：
;中断的方式
D7-D0 ：输出数据端。其中D7是最高位M SB，D0为最 低位LSB。
START：启动转换命令输入端。启动A/D转换控制信号 输入端。一般向此引脚输入一个正脉冲，上升沿复位内部 逐次逼近寄存器，下降沿后开始A/D转换。
EOC：转换结束指示脚。平时它为高电平，在转换开始后 及转换过程中为低电平，转换结束，它又变回高电平。
目前最常用的 DAC 有电流定标型、电压定标 新、电荷定标型。
目前最常用的 ADC 是双积分式A/D转换器和 逐次逼近式A/D转换器。
双积分式A/D转换器的主要优点是转换精度高，抗 干扰性能好，价格便宜，但转换速度较慢。因此这种 转换器主要用于转换速度要求不高的场合。
逐次逼近式A/D转换器是一种转换速度较快、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。
1
28
2
27
3
26
4 ADC0809 25
5
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21
9
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19
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15
IN2 IN1 IN0 A B C ALE D7 D6 D5 D4 D0 VREF(－) D2
第9章MCS-51与DA及AD转换器接口
图 9 17
71 09 工 作 时 序 图
返回本节
9.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口
1．逐次逼近型ADC基本原理
图9-18 逐次逼近ADC原理电路框图
-
图 9
19
四 位 逐 次 逼 近 型
转 换 时 序
A/D
-
/
2．ADC0808/0809与MCS-51单片机的接口
图 9
20
08 08 08 09 与 80 31 接 口 电 路
图9-11 DAC1208内部框图
图9-12 8031和DAC1208
返回本节
9.3 A/D转换器及其接口
9.3.1 A/D接口设计要点 9.3.2 双积分型A/D 转换器工作原理 9.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口
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对于一个模拟信号转换成数字信号所要求的基本 部件有： Ø 模拟多路转换器与信号调节电路。 Ø 采样/保持电路。 Ø A/D转换器。 Ø 通道控制电路。
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时
|VREF|-LSB
-|VREF|+LSB
┆
┆
|VREF|/2 ┆
-|VREF|/2 ┆
REFIN
8 REFOUT
图9-24 AD574的单极性转换
返回本节
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。
第11章 51单片机与DA、AD 转换器的接口综述
15
（3）转换精度
理想情况下，转换精度与分辨率基本一致，位数越多 精度越高。 实际，由于电源电压、基准电压、电阻、制造工艺等 各种因素存在着误差。因此，转换精度与分辨率并不完全 一致。 位数相同，分辨率则相同，但相同位数的不同转换器转换
精度会有所不同。
例如，某种型号的8位DAC精度为0.19%，而另一种 型号的8位DAC精度为0.05%。
（4）EA 为片内、片外程序存储器的选择控制信号。
AT89S51的4个并行I/O口，如果用于片外系统并行扩展的 需要，真正作为数字I/O用，就剩下P1和P3的部分口线了。
8
A/D转换器（ADC） D/A转换器（DAC）用途
A/D转换器（ADC）--将模拟量转换成数字量的器件
用在单片机测控系统的前向通道中：
（2）数据总线（Data Bus，DB）：用于单片机与外部存储
器之间或与I/O接口之间传送数据，数据总线是双向的。 （3）控制总线（Control Bus，CB）：控制总线是单片机发 出的各种控制信号线。
5
1．P0口作为低8位地址/数据总线
AT89S51受引脚数目限制，P0口既用作低8位地址总线，又 用作数据总线（分时复用），因此需增加一个8位地址锁存器。 AT89S51访问外部扩展的存储器单元或I/O接口寄存器时： 先发出低8位地址送地址锁存器锁存，锁存器输出作为系统 的低8位地址（A7~ A0）。 随后，P0口又作为数据总线口（D7~ D0），如图11-2所示。 2．P2口的口线作为高位地址线
第11章
51单片机与D/A、 A/D 转换器的接口
1
第11章
目录
11.0 51单片机片外并行扩展（接口）结构 11.1 AT89S51单片机与DAC的接口
MCS-51与DA、AD的接口
程序如下：
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit P1_0=P1^0; uint count,period; bit rflag=0; void control (void) { TMOD=0X09; IT0=1; TH0=0; TL0=0; P1_0=0; P1_0=1; TR0=1; EX0=1; EA=1; }
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START EOC D3 OE CLOCK VCC VREF+ GND D1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 2 IN2 IN1 IN0 ADDA ADDB ADDC ALE D7 D6 D5 D4 D0 VREFD2
三．D/A转换器与单处机的连接 1．数据线的连接 D/A转换器与单片机的数据线的连接主要考虑两个问题：一是 位数，当高于8位的D/A转换器与8位数据总线的MCS-51单片机接 口时，MCS-51单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分 时传送的格式和输出电压的“毛刺”问题；二是D/A转换器有无输 入锁存器的问题，当D/A转换器内部没有输入锁存器时，必须在单 片机与D/A转换器之间增设锁存器或I/O接口。 2．地址线的连接 一般的D/A转换器只有片选信号，而没有地址线。这时单片机 的地址线采用全译码或部分译码，经译码器输出来控制D/A转换器 的片选信号，也可由某一位I/O线来控制D/A转换器的片选信号。 3．控制线的连接 D/A转换器主要有片选信号、写信号及启动转换信号等，一 般由单片机的有关引脚或译码器提供。
MCS-51单片机与A-D转换器的接口和应用
见图9.8。 对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：
• IN7～IN0——模拟量输入通道 • A、B、C——地址线。 通道端口选择线，A为低地址， C为 高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态 与通道对应关系见表9-1。 • ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、 C地址状态送入地址锁存器中。
• CLK ——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所 需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频 率为500KHz的时钟信号。
• EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1, 转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态 标 志，又可作为中断请求信号使用。
• Vcc—— +5V电源。
A0
A1
A3
P2.0
WR
A B C
ALE START
图9.11 ADC0809的部分信号连接
WR
地址锁存 ALE
START 寄存器清“0”
A/D启动
图9.12 信号的时间配合
从图中可以看到，把ALE信号与START信号接在一起 了，这样连接使得在信号的前沿写入（锁存）通道地址， 紧接着在其后沿就启动转换。图9.19是有关信号的时间 配合示意图。
表9-1 通道选择表
C B A 被选择的通道
000
IN0
001
IN1
010
IIN4
101
IN5
110
IN6
111
IN7
ALE 地址AD 模拟量 输入 IN
MCS-51单片机与AD、DA接口
第5章 MCS-51 系统扩展技术
A/D转换器的选择
（2）A/D转换器转换速率的确定
从启动转换到转换结束，输出稳定的数字量，需要一 定的时间，这就是A/D转换器的转换时间。 低速：转换时间从几ms到几十ms 。 中速：逐次比较型的A/D转换器的转换时间可从几s~ 100s左右。 高速：转换时间仅1~10ns。适用于雷达、数字通讯、 实时光谱分析、实时瞬态纪录、视频数字转换 系统等。
6
第5章 MCS-51 系统扩展技术
并行输入D/A芯片及接口技术
并行输入D/A转换芯片——DAC0832
DAC0832是NS公司生产的DAC0830系列产品中的 一种8位CMOS数模转换芯片，其特点如下： ① 8位并行D/A转换； ② 片内二级数据锁存，提供数据输入双缓冲、单缓冲、 直通三种工作方式； ③ 电流输出型芯片(需外接运放) ,电流稳定时间为1μs,只 需在满量程下调整其线性度； ④ 单电源（+5 V～+15 V，典型值+5 V）供电； ⑤具有双缓冲控制输出； ⑥参考电压为-10～+10V
（3）是否加采样保持器
直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持器。其他 情况都要加采样保持器。
31
第5章 MCS-51 系统扩展技术
A/D转换器的选择
（4）工作电压和基准电压 选择使用单一+5V工作电压的芯片，与单片机 系统共用一个电源就比较方便。
32
第5章 MCS-51 系统扩展技术
逐次逼近式A/D转换器ADC0809
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第5章 MCS-51 系统扩展技术
2）双缓冲工作方式应用
19
第5章 MCS-51 系统扩展技术
2）双缓冲工作方式应用 MOV DPTR，#0DFFFH MOV A，#data1
11MCS-51与DA与AD的接口
MCS-51与D/A、A/D的接口在单片机的实时控制和智能仪表等应用系统中，控制或测量对象的有关变量，往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等物理量。
这些模拟量必须转换成数字量后才能输入到单片机中进行处理。
单片机处理的结果，也常常需要转换为模拟信号。
若输入的是非电信号，还需经过传感器转换成模拟信号。
实现模拟量转换成数字量的器件称为模数转换器（ADC），数字量转换成模拟量的器件称为数模转换器（DAC）。
现在已有很多介绍A/D、D/A转换技术与原理的专著，本章不再陈述。
在大规模集成电路技术迅速发展的今天，对于单片机应用系统设计人员来说，只需要合理的选用商品化的大规模A/D、D/A集成电路芯片，了解他们的引脚、功能以及单片机的接口方法就可了。
1、D/A转换器概述1)D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。
转换过程是先将各位数码按其权位的大小转换为相应得模拟分量，然后再以叠加方法把各模拟分量相加，其和就是D/A转换得结果。
对于D/A转换器的使用要注意区分输出形式和转换内部是否带有锁存器。
D/A转换器有两种输出形式，一种是电压输出形，即输入的是数字量，而输出为电压。
另一种是电流输出形式，即输出为电流。
在实际应用中需要电压模拟量的话，对于电流输出的D/A转换器，可在其输出端加运算放大器构成的电流—电压转换电路，将转换的电流输出变为电压输出。
由于实现模拟量转换时需要一定时间的，在这段时间内D/A转换器输入端的数字量应保持稳定，为此应当在数模转换器数字量输入端的前面设置锁存器，以提供数据锁定能力。
内部无锁存的D/A转换器由于不带锁存器而内部机构简单，他们可与MCS-51的P1、P2口直接相接，因为P1和P2口的输出有锁存功能，但是当与P0口接时，由于P0的特殊性，需要在转换器芯片的前面增加锁存器。
内部有锁存器的D/A转换器的芯片内部不但带有锁存器，而且还包括地址译码电路，有的还具有双重或多重的数据缓冲电路，可与MCS-51的P0直接相连。
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。
单片机原理及应用—DA和AD转换器的接口设计
START: LOOP:
周期
ORG 2000H
MOV R0，#0FEH
MOV A，#data1 MOVX @R0，A ;置矩形波上限电平 LCALL DELAY1 ;调用高电平延时程序 MOV A，#data2
MOVX @R0，A ;置矩形波下限电平
LCALL DELAY2 ;调用低电平延时程序
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表7-3 ADC0809通道选择表
图7-21 ADC0809的引脚图
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2. MCS-51单片机与ADC0809的接口
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3. A/D转换应用举例
• 设有一个8路模拟量输入的巡迥检测系统，使 用中断方式采样数据，并依次存放在外部 RAM的A0H~A7H单元中。采集完一遍以后 即停止采集。其数据采样的初始化程序和中 断服务程序如下：
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DAC0832的逻辑结构：
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2023/2/16
返 回
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（两级锁存方式）
2023/2/16
两级锁存方式，故程序中需要两条传送指令才能完成 一个数字量的模拟转换。 如：输入寄存器的地址为FEFFH，DAC寄存器的地址为 FDFFH，则完成一次D/A转换的程序为： MOV A, #DATA MOV DPTR, #0FEFFH MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #0FDFFH MOVX @DPTR, A
SJMP LOOP
;重复进行下一个
返 回
2023/2/16
DAC0832 的应用举例
请设计一8031与DAC0832的接口电路，工作于单缓冲方
MCS-51单片机ADC和DAC接口(六)
310.1 A/D 及D/A 芯片的主要技术指标1、 A/D 主要技术指标①分辨率：分辨被测量的最小值②精度：转换结果与实际误差③量程：模拟电压的范围；④线性度误差：实际模拟数字转换与理想直线不同而出向的误差通常用多少出向的误差通常用多少LSB LSB LSB表示。
表示。
⑤转换时间转换时间::从启动始到得到稳定从启动始到得到稳定22进制代码的时间。
⑥工作温度：2、 D/A 主要技术指标① 分辨率：分辨最小电压的增量；② 精度：实际输出电压与理论电压之差；③ 转换时间：从最小值变到最大值时的时间。
10.2.2 通过并行总线DAC接口2 高于8位D/A与8位CPU连接产生1.25V～3.37V三角波程序ORG 100HLOWD EQU 64;下限值HIGD EQU 172;上限值MOVA,#LOWDMOV A,#LOWDLOP1:MOV P1,AINC ACJNE A,#HIGD,LOP1LOP2: MOV P1,ADEC ACJNE A,#LOWD,LOP2AJMP LOP19⑶AD7543与8051接口V/I转换器141510.3 ADC 接口技术10.3.1 A/D 接口概述1. A/D 1. A/D芯片芯片(比较式)分类： ⑴按转换原理：①逐次逼近：快、价格高；②双 积 分：慢、价格低；③计 数：慢、价格低；数：慢、价格低； ⑵按位分：8位、 10位、12位 …⑶是否带三态缓冲器： 无、单缓冲器、双缓冲器 ⑷按传送方式分：串行、并行2. 2. 实现实现实现 A/D A/D方法方法① 用A/D A/D芯片；芯片；② 用V/F V/F芯片加计数器；芯片加计数器；③ D/A D/A加编程；加编程；1610.3.2 通过并行总线ADC 接口1 A/D 芯片与8位单片机连接方法⑴ 88位A/D 芯片与8位单片机连接 ①直接连接(A/D 片内可无三态寄存器)②直接与扩展三态总线(A/D 片内必须有三态锁存器） ③ 通过接口芯片(A/D 片内可无三态锁存器）⑵ 10位A/D 及以上芯片与8位单片机连接 *外加三态锁存器,分步传送，并屏蔽无用位第10章 单片机A/D 与D/A 接口的设计2. A/D 通道结构形式单-AADC0808/9内部结构图3.10 ADC0808/9内部结构21①八路模入、单极性：八路模入、单极性：0 0 0 ～～5V ②功耗：功耗：15mW 15mW ③分辨率：分辨率：88位⑶引脚功能：• REF(+)、REF(-)：基准电源输入端• CLK ：时钟输入,范围10kHz ～1280kHz,典型值640kHZ,此时转换时间约为100uS 。
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51单片机与A/D接口设计详解
A/D 转换器用于实现模拟量数字量的转换，按转换原理可分为4 种，即：
计数式A/D 转换器、双积分式A/D 转换器、逐次逼近式A/D 转换器和并行式
A/D 转换器。
目前最常用的是双积分式A/D 转换器和逐次逼近式A/D 转换器。
双积分式
A/D 转换器的主要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜。
其缺点是转
换速度较慢，因此，这种转换器主要用于速度要求不高的场合。
另一种常用的A/D 转换器是逐次逼近式的，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μs 到几百μs 之间。
通常使用的逐次逼近式典型A/D 转换器芯片有：
(1)ADC0801~ADC0805 型8 位MOS 型A/D 转换器(美国国家半导体公司产品)。
(2)ADC0808 / 0809 型8 位MOS 型A/D 转换器。
(3) ADC0816 / 0817。
这类产品除输入通道数增加至16 个以外，其它性能与ADC0808 /0809 型基本相同。
典型A/D 转换器芯片ADC0809
ADC0809 是典型的8 位8 通道逐次逼近式A/D 转换器，CMOS 工艺。
1. ADC0809 的内部逻辑结构
ADC0809 内部逻辑结构如图所示。
图中，多路开关可选通8 个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用一个
A/D 转换器进行转换。
地址锁存与译码电路完成对A、B、C 三个地址位进行
锁存和译码，其译码输出用于通道选择。
对ADC0809 主要信号引脚的功能说明如下：。