单片机原理及接口技术案例教程 教学课件 李法春 第11章

第11章 A/D和D/A接口
11.1 A/D转换器接口
11.1.1 A/D转换基本知识及常用A/D转换器件 A/D转换器的作用是将模拟量转换为数字量， 以便计算机接收处理
传感器 A/D转换 单片机
第11章 A/D和D/A接口
1.A/D转换器分类
(1)逐次逼近式：逐次逼近式属直接式A/D转 换器。 (2)双积分式：双积分式是一种间接式A/D转 换器。 (3)V/F变换式：V/F变换器能够将模拟电压信 号转换为频率信号。 (4)并行式：并行式也属于直接式A/D转换器， 它是所有类型A/D转换器中转换速度最快的。
第11章 A/D和D/A接口
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 在线教务辅导网：
QQ:349134187 或者直接输入下面地址：

第11章 A/D和D/A接 口
11.1 A/D转换器接口
重点难点
1. 常用A/D及D/A转换电路芯片的主要技术指标和用途。 2. 常用A/D及D/A转换电路芯片与MCS—51单片机的接 口逻辑以及相应的程序设计方法。
第11章 A/D和D/A接口
模拟通道接口技术
计算机只能储存和处理二进制形式的数字量， 凡遇到有模拟量的地方，就要进行模拟量向数字量 或数字量向模拟量的转换，这就是数/模和模/数转 换问题。将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转 换，将数字量转换成模拟量的过程称为D/A转换， 与之有关的接口技术称为模拟通道接口技术。 因为在单片机应用系统中，常需要将检测到的 连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转 换成数字信号，才能输入到单片机中进行处理，然 后再将处理结果的数字量转换成模拟量输出，实现 对被控对象的控制。
写信号、P2.7有效 时，启动AD转换。 转换结束后，输 +5V 出高电平，向 GND CPU发出中断请 IN0 求 IN1 IN2 IN3 读信号、P2.7有效 IN4 时，允许输出AD IN5 IN6 转换结果。 IN7
8031 INT1
WR P2.7 RD
1
EOC ADC0809 START ALE OE
第11章 A/D和D/A接口
引脚功能表
第11章 A/D和D/A接口
3．ADC0809的时序
4．ADC0809与MCS-51单片机 的接口电路
P0
AL E 分频
74LS373
G ADDA ADDB CLOCK ADDC D0~D7 REF(+) 转换结果由此输出 REF(-)
A0~A7 转换时钟由ALEA接口
11.1.2 ADC0809及其与MCS-51 单片机接口技术 ADC0809是
美国国家半 导体公司生 产的CMOS工 艺8通道、8 位逐次逼近 式A/D转换器。
第11章 A/D和D/A接口
1．结构及转换原理
（1）八路模拟 开关及地址锁 存与译码器 （2）8位A/D转 换器 （3）三态输出 寄存器
第11章 A/D和D/A接口
2.A/D转换器主要技术性能指标
(1)分辨率：分辨率表示输出数字量变化一个最低有效位 （Least Significant Bit——LSB）所对应的输入模拟电压的 变化量。
V FSR 分辨率= n 2
n 为A/D转换器输出 的二进制位数
(2)量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续的，当A/D转 换器的位数固定后，数字量不能把模拟量所有的值都精确地表 示出来，这种由A/D转换器有限分辨率所造成的真实值与转换 值之间的误差称为量化误差。一般量化误差为数字量的最低有 效位所表示的模拟量，理想的量化误差容限是±1/2LSB。
START CLOCK IN0 EOC D0 八位 A/D 转换器 三态 ... 输出
IN7
ADDA ADDB ADDC ALE
八路 模拟量 开关 3 地址 锁存 与译码
...
8
锁存器
D7
VCC GND
REF(-) REF(+) OE
第11章 A/D和D/A接口
2．引脚功能
ADC0809采用 DIP-28（双列 直插式）封装
11.2 D/A转换器接口 11.3 空调的温度控制案例
学习目标
1．熟悉A/D、D/A转换器的类型、主要技术指标和用途。 2．熟练掌握 ADC0809的技术性能，切实领会 ADC0809与 MCS－51单片机基本接口技术。 3．熟练掌握 DAC0832的技术性能，切实领会 DAC0832与 MCS－51单片机基本接口技术。 4．掌握AD1674 和DAC1208的使用方法。 5 ．能借助所学知识和技能，独立设计、开发简单的模拟 量数据采集和控制装置。
≥1 ≥1
第11章 A/D和D/A接口
主要功能信号的处理方法
(1)时钟信号：当单片机时钟频率高于6MHz时，ALE信号 必须经2或4分频后才能接到ADC0809的CLOCK引脚上， 否则不能正常工作。 (2)地址线和数据线：ADC0809的地址选择信号线和输出 数据线均与P0口相接。ADDA～ADDC三根地址线的连 接与芯片及模拟通道选择又密切关系，地址线经地址锁 存器可提高输入信号的稳定性。 WR 和 P2.7的组合实现对ADC0809 (3)控制信号：通过R D 、 控制，显然只有当P2.7为低电平时才能对ADC0809进行 操作。转换结束信号EOC通过非门与8031的连接，用来 发出中断请求或供CPU查询转换状态。
第11章 A/D和D/A接口
各个通道的地址
8031
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
第11章 A/D和D/A接口
主要技术性能指标
(3)转换精度：转换精度是一个实际的A/D转换器和 理想的A/D转换器相比的转换误差。绝对精度一 般以LSB为单位给出，相对精度则是绝对精度与 满量程的比值。 (4)转换时间：指A/D转换器完成一次A/D转换所需时 间。转换时间越短，适应输入信号快速变化能力 越强。其倒数是转换速率。 (5) 温度系数：是指 A/D 转换器受温度影响的程度。 一般用环境温度变化1℃所产生的相对误差来表示， 单位是PPM/℃(10-6/℃)。