1、第第11章章 A/D、D/A转换器的应用转换器的应用11.1 8位位A/D转换器转换器ADC0809的应用的应用11.2 12位位A/D转换器转换器AD574A的应用的应用11.3 串行串行A/D转换器转换器MAX1247的应用的应用11.4 8位位D/A转换器转换器DAC0832的应用的应用11.5 串行串行D/A MAX525的应用的应用11.6 8位位A/D、D/A转换器转换器PCF8591的应用的应用1.实训目的实训目的掌握掌握A/D转换器转换器ADC0809的原理及基本性能指标的原理及基本性能指标掌握掌握ADC0809与单片机的接口方法及编程方法与单片机的接口方法及编程方法2.功能设
2、计功能设计设计由单片机与设计由单片机与A/D转换器转换器ADC0809构成的数据采集构成的数据采集系统，使其依次采集系统，使其依次采集8路模拟量，经路模拟量，经0809进行进行A/D转转换后保存在内部换后保存在内部RAM的的60H67H单元。采用中断方单元。采用中断方式进行数据处理。式进行数据处理。11.1 8位位A/D转换器转换器ADC0809的应用的应用3.背景知识背景知识在单片机实时控制和智能仪表等应用系统中，被控在单片机实时控制和智能仪表等应用系统中，被控或被测对象往往是一些连续变化的模拟量，如温度、或被测对象往往是一些连续变化的模拟量，如温度、流量、速度等物理量。这些模拟量必须转换为
3、数字流量、速度等物理量。这些模拟量必须转换为数字量才能输入计算机进行处理。量才能输入计算机进行处理。ADC0809是专用是专用A/D（模模/数）集成芯片，在单片机应用系统中作为输入数）集成芯片，在单片机应用系统中作为输入通道。一个简单的单片机测控系统框如图通道。一个简单的单片机测控系统框如图11-1所示。所示。图图11-1 单片机测控系统框图单片机测控系统框图A/D转换器形式很多，按转换器形式很多，按A/D转换器输入模拟量的极转换器输入模拟量的极性分类，可分为单极型和双极型两种；按性分类，可分为单极型和双极型两种；按A/D转换器转换器的数字量输出方式分类，可分为并行方式、串行方的数字量输出方式
4、分类，可分为并行方式、串行方式及串式及串/并行方式；按并行方式；按A/D转换器的转换原理分类，转换器的转换原理分类，可分为积分型、逐次逼近型和并行转换型。可分为积分型、逐次逼近型和并行转换型。（1）关于关于ADC0809ADC0809是一个典型的逐次逼是一个典型的逐次逼近型近型8位位A/D转换器。它由转换器。它由8路模拟开关、路模拟开关、8位位A/D转换转换器、三态输出锁存器及地址锁存译码器等组成。它器、三态输出锁存器及地址锁存译码器等组成。它允许允许8路模拟量分时输入，转化后的数字量输出是三路模拟量分时输入，转化后的数字量输出是三态的（总线型输出），可以直接与单片机数据总线态的（总线型输出）
5、，可以直接与单片机数据总线相连接。相连接。ADC0809采用采用+5V电源供电，外接工作时钟。电源供电，外接工作时钟。当典型工作时钟为当典型工作时钟为500kHz时，转换时间约为时，转换时间约为128s。（2）ADC0809的引脚说明的引脚说明ADC0809引脚如图引脚如图11-2所所示。示。图图11-2 ADC0809引脚图引脚图IN0IN78路模拟通道输入端。路模拟通道输入端。D0D78位数字量输出端。位数字量输出端。VREF（+）、）、VREF（）（）正、负参考电压正、负参考电压输入端。输入端。CLOCK时钟输入端，时钟最高允许频率为时钟输入端，时钟最高允许频率为640kHz。START
6、转换启动信号，高电平有效。转换启动信号，高电平有效。ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择端。通道模拟通道选择端。通道与地址对应关系见表与地址对应关系见表11-1所示。（见书所示。（见书192页）页）ALE 地址锁存信号。高电平时，将三位地址信号送地址锁存信号。高电平时，将三位地址信号送入地址锁存器，经译码选择相应的模拟输入通道。入地址锁存器，经译码选择相应的模拟输入通道。使用时该信号可以和使用时该信号可以和START信号连在一起，以便同信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动时锁存通道地址和启动A/D转换。转换。EOC A/D转换结束信号，此信号常被用来作为中断转换结束信号，此信号常被用来
7、作为中断请求信号。请求信号。OE允许输出信号。当允许输出信号。当OE端为电平上升沿时，端为电平上升沿时，输出锁存器将转换结果送到数据线，供单片机读取。输出锁存器将转换结果送到数据线，供单片机读取。VCC 电源。电源。GND 电源地。电源地。4.硬件原理与资源分配硬件原理与资源分配硬件原理图如图硬件原理图如图11-3所示。所示。图11-3 ADC0809与单片机的连接（1）时钟信号时钟信号由于由于0809无片选端，因此电路增加了或非门无片选端，因此电路增加了或非门74LS02及译码器及译码器74LS138，以便对以便对0809进行读进行读/写控制。单写控制。单片机采用片机采用6MHz的晶振，的晶
8、振，ALE输出输出6MHz/s时钟信号，时钟信号，经经74LS74触发器触发器2分频，得到分频，得到500kHz的时钟信号，的时钟信号，与与0809的时钟端的时钟端CLK相连。相连。（2）通道选择通道选择三位通道选择端三位通道选择端ADDA、ADDB、ADDC与数据线与数据线P0口的低三位口的低三位P0.0、P0.1、P0.2相连，用数据线进行通相连，用数据线进行通道选择，由道选择，由P0.0、P0.1、P0.2三位决定选择哪一通道。三位决定选择哪一通道。也可以用地址线选择通道。也可以用地址线选择通道。（3）0809的启动的启动0809的启动端的启动端START、地址锁存地址锁存端端ALE均为
9、高电平有效。将均为高电平有效。将START与与ALE端连在一端连在一起，与起，与74LS02的输出端相连。或非门的输出端相连。或非门74LS02的两个的两个输入端输入端WR和和Y0均为低电平时，其输出为高电平。当均为低电平时，其输出为高电平。当译码器译码器74LS138的的3个输入端个输入端P2.7、P2.6和和P2.5为为0时，时，Y0为低电平，执行外部为低电平，执行外部I/O口写操作时，口写操作时，WR为低电为低电平。平。执行下列操作将启动执行下列操作将启动0通道转换：通道转换：MOVA，#00H;数据线低数据线低3位为位为0，选择选择0通道通道MOVDPTR，#1FFFH;P2.7、P2
10、.6、P2.5均为均为0，Y0为为0MOVXDPTR，A;执行外部执行外部I/O口口写操作时写操作时WR为低电平为低电平（4）转换数据的读取转换数据的读取当转换结束时，当转换结束时，EOC端输出高电平。可用查询或中断端输出高电平。可用查询或中断的方法进行数据读取处理。输出允许的方法进行数据读取处理。输出允许OE端为高电平，端为高电平，8位转换数据位转换数据D0D7输出到数据线上。只有译码器输输出到数据线上。只有译码器输出出Y0和和RD同时为低电平时，同时为低电平时，OE端才为高电平。执行端才为高电平。执行外部外部I/O口读操作口读操作RD为低电平。为低电平。执行下列操作将读取转换数据：执行下列
11、操作将读取转换数据：MOVDPTR，#1FFFH;P2.7、P2.6、P2.5均为均为0，Y0为为0MOVXA，DPTR;执行外部执行外部I/O口读操作口读操作时时RD为低电平为低电平（5）转换结束标志转换结束标志EOC转换结束标志转换结束标志EOC端经反向器与单片机的端经反向器与单片机的INT0相连，相连，即转换一旦结束，外部中断即转换一旦结束，外部中断0则申请中断。则申请中断。资源分配：资源分配：R0:数据指针数据指针R2:通道计数器通道计数器内部内部RAM的的40H以后的若干单元数据堆栈区以后的若干单元数据堆栈区内部内部RAM的的60H67H单元：单元：存放存放8个转换数据个转换数据5.
12、参考程序参考程序ORG 0000H;CPU起始地起始地址址AJMP MAIN;跳转到主程跳转到主程序序ORG 0003H;外部中断外部中断0入入口地址口地址AJMP JINT0;跳转到外部跳转到外部中断中断0处处理程序理程序MAIN：NOP;主程序段主程序段MOV SP，#40H;设定堆栈设定堆栈MOV R0，#60H;设置数据存设置数据存储区首储区首地址地址MOV R2，#00H;选通道选通道0MOV A，R2MOV DPTR，#1FFFH;初始化初始化ADC0809SETB IT0;设定外部中设定外部中断断0为边为边沿触发沿触发SETB EX0;EX0=1（开开放外部放外部中断中断0）SE
13、TB EA;开总中断，开总中断，EA=1（开放总中断）开放总中断）LOOP1：MOVX DPTR，A;启动启动0809 MOVX DPTR，A;再启动再启动0809LOOP2：RETI;中断返回中断返回END6.总结与提高总结与提高本节所介绍的程序采用中断方式读取本节所介绍的程序采用中断方式读取A/D转换值，读转换值，读者还可以用查询法（查询者还可以用查询法（查询P3.2）或者用软件延时法或者用软件延时法（延时（延时128s以上）来编制采集程序。在实际单片机以上）来编制采集程序。在实际单片机应用系统中，对于模拟信号变化较快的场合需要增应用系统中，对于模拟信号变化较快的场合需要增加采样保持器。对
14、于一般传感器输出的模拟信号还加采样保持器。对于一般传感器输出的模拟信号还要经过调理电路处理成标准信号，才能输入要经过调理电路处理成标准信号，才能输入A/D转换转换器。器。1.实训目的实训目的掌握掌握12位位A/D转换器转换器AD574A的工作原理及基本性能的工作原理及基本性能指标指标掌握掌握A/D转换器转换器AD574A与单片机的接口技术及编程与单片机的接口技术及编程方法方法11.2 12位位A/D转换器转换器AD574A的应用的应用2.功能设计功能设计设计单片机与设计单片机与12位位A/D转换器转换器AD574组成的数据采集组成的数据采集系统，编写系统，编写AD574的数据采集程序。的数据采
15、集程序。A/D转换后的转换后的12位数字量存入内部位数字量存入内部RAM区区60H和和61H单元，单元，61H单元单元存放低存放低4位。位。3.背景知识背景知识AD574A是美国是美国AD公司研制的公司研制的12位逐次逼近型位逐次逼近型A/D转转换器，适合在高精度和快速采样系统中应用。换器，适合在高精度和快速采样系统中应用。（1）主要特点主要特点 内部集成有转换时钟、参考电压源和三态输出锁内部集成有转换时钟、参考电压源和三态输出锁存器。存器。转换时间为转换时间为25s。输入模拟电压可以为单极性也可以为双极性，单输入模拟电压可以为单极性也可以为双极性，单极性输入时电压为极性输入时电压为0+10V
16、或或0+20V；双极性输入双极性输入时电压为时电压为-5+5V或或-10+10V。转换位数可以设定为转换位数可以设定为8位，也可以设定为位，也可以设定为12位。位。（2）AD574A的引脚的引脚AD574A的引脚如图的引脚如图11-4所示。所示。图11-4 AD574A的引脚图 模拟量输入模拟量输入10VIN10V量程的模拟电压输入线。单极性时为量程的模拟电压输入线。单极性时为010V，双极性时为双极性时为-5+5V。20VIN20V量程的模拟电压输入线。单极性时为量程的模拟电压输入线。单极性时为020V，双极性时为双极性时为-10+10V。AC模拟电压公共地线。模拟电压公共地线。数字量输出数
17、字量输出DB11DB012位数字量输出线，位数字量输出线，DB11为最高位。为最高位。DC数字量接地线，常和数字量接地线，常和AC相连后接地。相连后接地。控制线控制线CS片选线，低电平有效。片选线，低电平有效。CE片选使能线，高电平有效。和片选使能线，高电平有效。和CS共同用共同用于片选控制。当于片选控制。当CS为为0，CE为为1时，选中本片工作；时，选中本片工作；否则本片处于禁止状态。否则本片处于禁止状态。R/C读出读出/转换控制输入线。若转换控制输入线。若R/C为为0，则本，则本片启动工作；若使片启动工作；若使R/C为为1，则本片处于允许读出数，则本片处于允许读出数字量状态。字量状态。A0
18、地址线。用来启动地址线。用来启动A/D转换。转换。12/8决定进行决定进行12位转换还是位转换还是8位位A/D转换。转换。STS 转换状态输出线。转换状态输出线。STS为高电平，表示为高电平，表示AD574A正处于正处于A/D转换状态，若转换状态，若STS变为低电平，变为低电平，则则A/D转换完成。因此，在实用中转换完成。因此，在实用中STS线可供线可供CPU查查询，也可作为询，也可作为MCS-51的外中断请求输入线。的外中断请求输入线。控制功能见表控制功能见表11-2。（见书。（见书195页）页）测试测试/调零线调零线REF IN内部解码网络所需参考电压输入线。内部解码网络所需参考电压输入线
19、。REF OUT 内部参考电压输出线。通常，内部参考电压输出线。通常，REF IN和和REF OUT之间跨接一个之间跨接一个l00电位器，用来调整各量电位器，用来调整各量程的增益。程的增益。BIP OFF补偿调整线，用于在模拟输入为零补偿调整线，用于在模拟输入为零时把时把ADC输出的数字量调整为零。输出的数字量调整为零。电源线电源线VL接接+5VVCC 接接+12+15VVEE 接接-1-1V4.硬件原理与资源分配硬件原理与资源分配单片机与单片机与AD574A的接线图如图的接线图如图11-5所示。所示。图图11-5 AD574与单片机的连接与单片机的连接（1）AD574的口地址见书的口地址见书
20、196页。页。（2）模拟电压输入极性的设定利用模拟电压输入极性的设定利用BIP、RIN和和ROUT 3端与外接电阻的不同连接方法，可以把端与外接电阻的不同连接方法，可以把AD574A设定为单极性输入或双极性输入。图设定为单极性输入或双极性输入。图11-5为为双极性输入。如果输入电压在双极性输入。如果输入电压在-5+5V之间，模拟量之间，模拟量应从应从10VIN端输入；如果输入电压在端输入；如果输入电压在-10+10V之间，之间，模拟量应从模拟量应从20VIN端输入。端输入。单极性输入时：单极性输入时：输出数字量输出数字量D=212VIN/VFS，其中为输入电压，其中为输入电压，VFS为为满刻度
21、电压满刻度电压分辨率分辨率1LSB=VFS/212，其中其中VFS=10V，1LSB2.4mV 双极性输入时：双极性输入时：输出数字量输出数字量D=211(1+2VIN/VFS)=2048(1+2VIN/VFS)分辨率分辨率1LSB=VFS/212，其中其中VFS=10V，1LSB2.4mV（3）零点调整：零点调整：R1用于零点调整用于零点调整 单极性输入时，使单极性输入时，使VIN=LSB/21.2mV。调整调整R1使输出数字量在使输出数字量在000H001H间跳动。间跳动。双极性输入时，使双极性输入时，使VIN=-VFS/2+LSB/2-4.99mV。调整调整R1使输出数字量在使输出数字量
22、在000H001H间跳间跳动。动。（4）增益调整：增益调整：R2用于增益调整用于增益调整 单极性输入时，调整单极性输入时，调整R2，使使VIN=+VFS 1LSB9.9976V，输出数字量输出数字量FFFH；VIN=+VFS 2LSB9.9952V，输出数字量输出数字量FFEH。双极性输入时，调整双极性输入时，调整R2，使使VIN=+VFS/21LSB4.9976V，输出数字量输出数字量FFFH；VIN=+VFS/22LSB4.9952V，输出数字量输出数字量FFEH。资源分配：资源分配：R0：数据指针数据指针R2：通道计数器通道计数器内部内部RAM的的40H以后的若干单元：以后的若干单元：数
23、据堆栈区数据堆栈区内部内部RAM的的60H61H单元：单元：存放存放1个个12位转换数据位转换数据5.参考程序参考程序ORG 0000HAJMP MAIN;跳转到主程跳转到主程序序ORG 0003H;外部中断外部中断0入入口地址口地址AJMP JINT0;跳转到外部跳转到外部中断中断0处处理程序理程序MAIN：NOP;主程序段主程序段MOV SP，#40H;设定堆栈设定堆栈MOV R1，#60H;数据存放首数据存放首地址地址SETB IT0;设定外部中设定外部中断断0为边为边沿触发沿触发MOV DPTR，#1FF0H;送口地址送口地址MOVX DPTR，A;启动启动12位位A/D转换转换SET
24、B EX0;开放外部中开放外部中断断0SETB EA;开总中断开总中断LOOP：AJMP LOOP;等待中断等待中断JINT0：NOP;外部中断外部中断0处理程序处理程序CLREX0;关外部中断关外部中断0MOVX A，DPTR;读高读高8位数据位数据MOV R1，A;存储高存储高8位位INCDPTR;选定低选定低4位口位口INCR1;数据存储单数据存储单元加元加1MOVX A，DPTR;读低读低4位数据位数据ANLA，#0FH;屏蔽高屏蔽高4位位MOV R1，A;存储低存储低4位位RETI;中断返回中断返回END6.总结与提高总结与提高本节为本节为12位位A/D转换的实训，使用了中断处理方法
25、，转换的实训，使用了中断处理方法，读者也可以尝试使用查询方式进行数据采集。读者也可以尝试使用查询方式进行数据采集。1.实训目的实训目的掌握串行掌握串行A/D转换器转换器MAX1247的工作原理及使用方的工作原理及使用方法法掌握串行掌握串行A/D转换器转换器MAX1247与单片机的接口技术与单片机的接口技术及编程方法及编程方法2.功能设计功能设计设计由单片机与设计由单片机与12位串行位串行A/D转换器转换器MAX1247构成构成的数据采集系统，并编写数据采集程序。的数据采集系统，并编写数据采集程序。11.3 串行串行A/D转换器转换器MAX1247的应用的应用3.背景知识背景知识MAX1247是
26、是MAXIM公司研制的公司研制的12位位4通道串行通道串行A/D转换器，适合在高精度和高速度的采样系统中应用。转换器，适合在高精度和高速度的采样系统中应用。（1）主要特点：主要特点：4通道（单极性）通道（单极性）12位串行位串行A/D转换，也可接转换，也可接2通通道（双极性）。道（双极性）。单一电源供电（单一电源供电（+5V）。）。低功耗。低功耗。SPI/QSPI接口（串行接口）。接口（串行接口）。（2）MAX1247引脚引脚MAX1247引脚如图引脚如图11-6所示。所示。图图11-6 MAX1247引脚图引脚图各管脚功能如下：各管脚功能如下：VCC 电源（电源（+5V）。）。CH0、CH1
27、、CH2、CH34通道模拟信号输入端。通道模拟信号输入端。COM模拟输入参考基准端。模拟输入参考基准端。VREF基准电压输入。基准电压输入。CS片选线，低电平有效。片选线，低电平有效。SHDN低电平时，器件将关闭并进入掉电节能低电平时，器件将关闭并进入掉电节能状态，否则为正常状态。状态，否则为正常状态。REFADJ缓冲放大器输入端，接缓冲放大器输入端，接VCC时内部时内部缓冲放大器无效。缓冲放大器无效。AGND数字地。数字地。DGND模拟地。模拟地。DOUT串行数据输出端。串行数据输出端。SSTRB 转换结束。转换结束。DIN 串行数据输入端（控制字），时钟上升沿有效。串行数据输入端（控制字）
28、，时钟上升沿有效。SCLK串行时钟输入。串行时钟输入。（3）MAX1247工作方式工作方式MAX1247可通过设定控制字的可通过设定控制字的PD1、PD0位进行工位进行工作模式的选择。作模式的选择。外时钟模式使用外部时钟不仅能将串行数据移进、外时钟模式使用外部时钟不仅能将串行数据移进、移出，还可控制模数转换的速度。移出，还可控制模数转换的速度。内时钟模式使用内部时钟转换模式，转换时钟取内时钟模式使用内部时钟转换模式，转换时钟取自内部的时钟发生器，这是一种转换时钟与串行数自内部的时钟发生器，这是一种转换时钟与串行数据移位锁定时钟相互分离的模式。据移位锁定时钟相互分离的模式。软掉电模式软掉电模式在
29、软掉电模式软掉电模式在SHDN为高电平或悬空为高电平或悬空时，通过设置控制字的时，通过设置控制字的PD1位和位和PD0位，可选择满掉位，可选择满掉电和快速掉电的软掉电模式，以便在两次转换的闲电和快速掉电的软掉电模式，以便在两次转换的闲置时段使器件进入低耗能的掉电状态。在软掉电模置时段使器件进入低耗能的掉电状态。在软掉电模式中，串行移位寄存器保留了掉电前的操作数，但式中，串行移位寄存器保留了掉电前的操作数，但不进行模数转换。不进行模数转换。硬掉电模式将硬掉电模式将SHDN置于低电平，可以在任何时置于低电平，可以在任何时刻完全关闭转换，并以刻完全关闭转换，并以“0”替换控制字的替换控制字的PD1位
30、和位和PD0位，而且不受此两位的控制。位，而且不受此两位的控制。（4）MAX1247的控制字的控制字START：启动位，为启动位，为“1”有效。有效。SEL2、SEL1、SEL0：通道选择端，见表通道选择端，见表11-3。（见书（见书199页）页）UNI/BIF：极性选择位，为极性选择位，为“1”选择单极性，为选择单极性，为“0”选择双极性。选择双极性。SGL/DIF：单端单端/差动方式选择端。差动方式选择端。PD1、PD0：模式选择端。见表模式选择端。见表11-4。（见书。（见书200页）页）（5）MAX1247数据操作时序数据操作时序MAX1247的数据操作的数据操作时序如图时序如图11-
31、7所示。所示。图图11-7 MAX1247数据操作时序数据操作时序4.硬件原理与资源分配硬件原理与资源分配MAX1247与单片机的连接图如图与单片机的连接图如图11-8所示。所示。P1.0为为串行输出控制字，串行输出控制字，P1.1为输出串行时钟，为输出串行时钟，P1.2为片选为片选线，线，P1.3为为A/D转换数字量由转换数字量由P1.3串行输入。串行输入。对对MAX1247操作时，单片机首先送出操作时，单片机首先送出8位控制字，然位控制字，然后读取后读取16位串行位串行A/D数据，其中最后的数据，其中最后的4位数据为无位数据为无效位。因此对效位。因此对MAX1247的一次操作需要的一次操作
32、需要24个串行时个串行时钟钟SCLK。图图11-8 MAX1247与单片机的连接与单片机的连接5.参考程序参考程序DINEQU P1.0;定义定义P1.0为为DINSCLK EQU P1.1;定义定义P1.1为为SCLKCSEQU P1.3;定义定义P1.2为为CSDOUTEQU P1.4;定义定义P1.3为为DOUTORG 0000HAJMP MAIN;跳转到主程跳转到主程序序MAIN：NOP;主程序段主程序段MOV R1，#60H;0通道转换的通道转换的数据存数据存储于储于60H、61HMOV A，#9FH;选通选通0通道、通道、单极性、单极性、外时钟外时钟LCALL AD10;调用调用A
33、/D控控制字写制字写入子程序入子程序LCALL AD11;A/D转换子转换子程序程序MOV R1，62H;1通道转换的通道转换的数据存数据存储于储于62H、63HMOV A，#0DFH;选通选通1通道、通道、单极性、单极性、外时钟外时钟LCALL AD10;调用调用A/D控控制字写制字写入子程序入子程序LCALL AD11;A/D转换子转换子程序程序MOV R1，64H;2通道转换的通道转换的数据存数据存储于储于64H、65HMOV A，#0AFH;选通选通2通道、通道、单极性、单极性、外时钟外时钟LCALL AD10;调用调用A/D控控制字写制字写入子程序入子程序LCALL AD11;A/D
34、转换子转换子程序程序MOV R1，66H;3通道转换的通道转换的数据存数据存储于储于66H、67HMOV A，#0EFH;选通选通3通道、通道、单极性、单极性、外时钟外时钟LCALL AD10;调用调用A/D控控制字写制字写入子程序入子程序LCALL AD11;A/D转换子转换子程序程序ENDAD10：CLRDIN;MAX1247控制字写控制字写CLRSCLKCLRCSMOV R0，#08HL1:NOPNOPCLRCCLRSCLKRLCAMOV DIN，CNOPSETB SCLKDJNZ R0，L1NOPCLRSCLKSETB CS CLRDINNOPNOPNOPNOPRETAD11:NOP;
35、A/D转换子程序转换子程序CLRCCLRCSNOPNOP CLRSCLKMOV R0，#08H;高高8位数据位数据LL3：NOPSETB SCLKNOPNOPMOV C，DOUTRLCANOPCLRSCLKDJNZ R0，LL3MOV R1，AMOV R0，#08H;低低4位数据位数据LL2:CLRCNOPNOPSETB SCLKNOPNOPMOV C，DOUTRLCANOPCLRSCLKDJNZ R0，LL2INCR1ANLA，#0F0HSWAPAMOV R1，ASETB CSRET6.总结与提高总结与提高A/D转换器广泛应用于便携式设备、医用仪器、电池转换器广泛应用于便携式设备、医用仪器、
36、电池供电系统、远程数据采集和过程控制等各个领域。供电系统、远程数据采集和过程控制等各个领域。应根据实际任务要求来确定选用应根据实际任务要求来确定选用8位、位、12位或更高位，位或更高位，以及并行芯片或串行芯片以及并行芯片或串行芯片A/D转换器。转换器。1.实训目的实训目的掌握掌握8位位D/A转换器转换器DAC0832的工作原理及使用方法的工作原理及使用方法掌握掌握8位位D/A转换器转换器DAC0832与单片机的接口技术及与单片机的接口技术及编程方法编程方法2.功能设计功能设计设计设计8位位D/A转换器转换器DAC0832与单片机的硬件电路连与单片机的硬件电路连接，并编写接，并编写DAC0832
37、的数据输出程序。的数据输出程序。11.4 8位位D/A转换器转换器DAC0832的应用的应用3.背景知识背景知识由图由图11-1所示单片机测控系统可知，单片机与被控对所示单片机测控系统可知，单片机与被控对象之间要经过象之间要经过D/A（数数/模）转换环节，该环节把单模）转换环节，该环节把单片机输出的数字量转换成模拟量，从而对被控对象片机输出的数字量转换成模拟量，从而对被控对象进行控制。进行控制。D/A转换环节在单片机应用系统中作为输转换环节在单片机应用系统中作为输出信号。出信号。DAC0832是是8位电流输出型位电流输出型D/A转换芯片。转换芯片。（1）DAC0832主要技术指标分辨率为主要技
38、术指标分辨率为8位，增益温位，增益温度系数为度系数为0.02，单电源供电，电源范围为，单电源供电，电源范围为+5+15V，转换速度约转换速度约1s。（2）DAC0832的外部引脚的外部引脚DAC0832的内部结构及引脚图如图的内部结构及引脚图如图11-9所示。所示。图图11-9 DAC0832内部结构及引脚图内部结构及引脚图（3）DAC0832工作方式通过控制端工作方式通过控制端CS、ILE、WR1、WR2、XFER的不同接线方式，可以控制的不同接线方式，可以控制DAC0832工作在不同方式下。工作在不同方式下。单缓冲方式：单缓冲方式：两个输入寄存器中有一个处于直通两个输入寄存器中有一个处于直
39、通方式，另一个处于受控锁存方式。适用于只有一路方式，另一个处于受控锁存方式。适用于只有一路模拟信号输出或虽有几路模拟信号但不需要同步输模拟信号输出或虽有几路模拟信号但不需要同步输出的场合。出的场合。双缓冲方式：双缓冲方式：两个锁存器都接成受控方式两个锁存器都接成受控方式ILE接接高电平。高电平。（4）DAC0832的输出极性的输出极性图图11-10（a）为为DAC0832的单极性输出电路。其输的单极性输出电路。其输出为：出为：图图11-10（b）为为DAC0832的双极性输出电路。其输的双极性输出电路。其输出为：出为：式中式中B为输入数字量，其范围为为输入数字量，其范围为0255，VREF为参
40、为参考电压。考电压。256VBVREFOUT256VB128VREFOUT）（图图11-10 DAC0832电压输出电路电压输出电路4.硬件原理硬件原理如图如图11-11所示电路是由单片机与所示电路是由单片机与D/A转换器构造一转换器构造一个波形发生器。个波形发生器。DAC0832为单缓冲方式和双极性输为单缓冲方式和双极性输出，出，LM358为双运算放大器。为双运算放大器。P2.7、P2.6、P2.5三位三位均为均为0，选通，选通DAC0832，选通地址为译码输出选通地址为译码输出1FFFH。图图11-11 DAC0832构造的波形发生器构造的波形发生器5.参考程序参考程序（1）0832输出矩
41、形波单片机连续输出矩形波单片机连续255次输出数字量次输出数字量0，然后连续然后连续255次输出数字量次输出数字量FFH。如此重复，如此重复，0832即即可输出连续矩形波。可输出连续矩形波。ORG 0000HMOV DPTR，#1FFFH;指向指向0832DD0：MOV A，#0MOV R2，#255DD1：MOVX DPTR，A ;向向D/A送送0DJNZ R2，DD1 ;循环循环255次，次，形成矩形成矩形波的低电形波的低电平平MOV A，#255;将将FFH送到送到AMOV R2，#255DD2：MOVX DPTR，A ;向向D/A送送255，D/A输出为高输出为高DJNZ R2，DD2
42、 ;循环循环255次，次，形成矩形成矩形波的高电形波的高电平平LJMP DD0;重复上述过重复上述过程，形程，形成多个矩形成多个矩形波波END（2）0832输出梯形波单片机从输出数字量输出梯形波单片机从输出数字量0开始，开始，逐次加逐次加1直到直到255，保持，保持255次，然后从输出次，然后从输出255逐次逐次减减1直至为直至为0。如此重复，。如此重复，0832即可输出连续梯形波。即可输出连续梯形波。ORG 0000H;CPU起始地起始地址址MOV DPTR，#1FFFHDD0：MOV A，#00HDD1：MOVX DPTR，A;D/A输出输出INCACJNE A，#255，DD1;循环循环
43、255次，次，形成梯形成梯形波的上升形波的上升沿沿MOV A，#0FFH;将将FFH送送AMOV R2，#0FFHDD2：MOVX DPTR，A ;向向D/A送送255，D/A输出为高输出为高DJNZ R2，DD2 ;循环循环255次，次，形成梯形成梯形波的上底形波的上底DD3：MOVX DPTR，A ;D/A输出输出DECACJNE A，#0，DD3 ;循环循环255次，次，形成梯形成梯形波的下降形波的下降沿沿LJMP DD1;重复上述过重复上述过程，形程，形成多个梯形成多个梯形波波END（3）0832输出三角波单片机从输出数字量输出三角波单片机从输出数字量0开始，开始，逐次加逐次加1直到直
44、到255，然后从输出，然后从输出255逐次减逐次减1直至为直至为0。如此重复，如此重复，0832即可输出连续三角波。即可输出连续三角波。ORG 0000HMOV DPTR，#1FFFHDD0：MOV A，#00HDD1：MOVX DPTR，A ;D/A输出输出INCACJNE A，#255，DD1 ;循环循环256次，次，形成三形成三角波的上升角波的上升沿沿DD2：MOVX DPTR，A ;D/A输出输出DECACJNE A，#0，DD2 ;循环循环256次，次，形成三形成三角波的下降角波的下降沿沿LJMP DD0;重复上述过重复上述过程，形程，形成多个三角成多个三角波波END6.总结与提高总
45、结与提高上述三段程序通过上述三段程序通过DAC0832输出端输出的波形为直输出端输出的波形为直线型的波形，没有考虑波形频率。改变程序即可使线型的波形，没有考虑波形频率。改变程序即可使0832输出满足频率要求的各种曲线。输出满足频率要求的各种曲线。1.实训目的实训目的掌握串行掌握串行D/A MAX525的工作原理及使用方法的工作原理及使用方法掌握掌握12位串行位串行D/A转换器转换器MAX525与单片机的接口技与单片机的接口技术及编程方法术及编程方法2.功能设计功能设计设计由设计由12位位D/A转换器转换器MAX525与单片机构成的模拟与单片机构成的模拟输出电路，并编写输出电路，并编写MAX52
46、5的数据输出程序。的数据输出程序。11.5 串行串行D/A MAX525的应用的应用3.背景知识背景知识MAX525是是MAXIM公司生产的公司生产的4通道通道12位串行位串行D/A转转换器。换器。（1）主要特点主要特点 4通道通道12位串行位串行D/A转换转换 单电源供电（单电源供电（+5V）3线串行，可程控数字输出线串行，可程控数字输出 SPI/QSPI传输工作模式传输工作模式（2）MAX525的引脚的引脚MAX525的引脚如图的引脚如图11-12所示。所示。图图11-12 MAX525引脚图引脚图（3）MAX525工作模式工作模式MAX525的数据形式为的数据形式为16位，其中最高位和次
47、高位为位，其中最高位和次高位为地址位，第地址位，第14位和第位和第13位为控制位，后位为控制位，后12位为数字位为数字位。如图位。如图11-13所示。所示。MAX525的工作模式由的工作模式由4位地址控制位和位地址控制位和12位数据位位数据位确定，见表确定，见表11-5。（见书。（见书208页）页）图图11-13 MAX525数据格式数据格式（4）MAX525工作时序如图工作时序如图11-14所示。所示。图图11-14 MAX525时序图时序图4.硬件原理与资源分配硬件原理与资源分配如图如图11-15所示为单片机所示为单片机8051与与MAX525芯片的连接芯片的连接图。图。LM385是精密的
48、基准电源（是精密的基准电源（+2.5V），），MAX525是串行是串行D/A转换芯片，接口方式为转换芯片，接口方式为SPI。本电路中使本电路中使用单片机的用单片机的P1口模拟口模拟SPI的串行接口与的串行接口与MAX525相连相连接。其中接。其中P1.0为串行数据输入，为串行数据输入，P1.1为为MAX525的时的时钟输入，钟输入，P1.2为为MAX525的片选，如图的片选，如图11-15所示。所示。图图11-15 MAX525与单片机的连接图与单片机的连接图5.参考程序参考程序DIN EQU P1.0;定义定义P1.0为为DIN，串行数据输入串行数据输入端端SCLK EQU P1.1;定义定
49、义P1.1为为SCLK，串行时钟输入串行时钟输入端端CS EQU P1.2;定义定义P1.2为为CS，片片选端选端DOUTEQU P1.3;定义定义P1.3为为DOUT，串行数据输出，用于串行数据输出，用于级联级联ORG 0000HAJMP MAIN;跳转到主程序跳转到主程序MAIN：NOP;主程序段主程序段SETB CSCLRSCLKCLRCS;选中选中MAX525MOV R0，#16;发发16位数，位数，前前4位为位为控制字控制字MOV A，#80H;控制字，所控制字，所有输出有输出寄存器从输入寄存寄存器从输入寄存器加载器加载CLRC L1:RLCAMOV DIN，CSETB SCLKNO
50、PCLRSCLKDJNZ R0，L1;MAX525初初始化始化NOP;开始开始4路路D/A转换转换MOV R4，#60H;A通道待转通道待转换的数换的数据存储于据存储于60H、61H MOV R3，#30H;选通选通A转换转换通道通道LCALL DA10;调用调用D/A转转换子程换子程序序MOV R4，62H;B通道待转通道待转换的数换的数据存储于据存储于62H、63HMOV R3，#70H;选通选通B转换转换通道通道LCALL DA10;调用调用D/A转转换子程换子程序序MOV R4，#64H;C通道待转通道待转换的数换的数据存储于据存储于64H、65HMOV R3，#0B0H;选通选通C转
