1、第11章信號輸入輸出通道的接口技術 11.1 MCS-51應用系統輸入輸出通道結構 11.2 模擬量ADC與DAC的性能指標及選擇要點 11.3 模擬量輸入通道的接口技術 11.4 模擬量輸出通道的接口技術 11.5 數字量輸入通道接口技術 11.6 數字量輸出通道接口技術 11.1 MCS-51應用系統輸入輸出通道結構11.3 模擬量輸入通道的接口技術 ADC芯片型號很多，在精度、速度和價格方面千差萬別，較為常見的ADC主要有逐次逼近型、雙積分型和電壓頻率變換型三種。 雙積分型ADC，一般精度高；對周期變化的干擾信號積分為零，因此抗干擾性好；價格便宜，但轉換速度慢。 逐次逼近型ADC，在轉換

2、速度上同雙積分型ADC相比要快得多。精度較高(12位及12位以上的)，價格較高。 電壓頻率(VF)變換型ADC，突出的優點是高精度，其分辨率可達16位以上；價格低廉，但轉換速度不高。11.3.1 MCS-51與5G14433(雙積分型)的接口一、5G14433A/D轉換器的特性及結構 5G14433是上海元件五廠生產的三位半ADC，它是一種雙積分型ADC，具有精度高(精度相當于11位二進制ADC)、抗干擾性能好等優點。其缺點是轉換速度慢，約1-10次s。在不要求高速轉換的場合，例如溫度測控系統中，被廣泛采用。5G14433 ADC與Motorola公司的產品MCl4433可以互換。 5G144

3、33ADC的被轉換電壓量程為199.9mV或1.999V。轉換結果以BCD碼的形式分4次輸出。 (1)VAG：模擬地。 (2)Vref：外接基準電壓(2V或200mV)輸入端。 (3)Vx：被測電壓輸入端。 (4)Rl、RlC、C：外接積分阻容元件端。外接元件典型值：當量程為2V時，Cl=0.1luF，R1=470k； 當量程為200mV時，Cl=0.1uF，Rl=27k (5)C01、C02：外接失調補償電容C0端，C0的典型值為0.1uF。 (6)DU：更新轉換結果輸出的輸入端。當DU與EOC連接時，每次轉換結果都被更新。 (7)CLKI、CLKO：時鐘振蕩器外接電阻Rc端。Rc的典型值為

4、470k，時鐘頻率隨著Rc的增加而下降。當CLKO為66kHz時，5G14433工作在最佳狀況，CLKO最高不超過300kHz。 (8)VEE：模擬部分的負電源端，接-5V。 (9)Vss：數字地。VDD：正電源端。 (10)EOC：轉換周期結束標志輸出。每當轉換周期結 束，EOC端輸出一個寬度為時鐘周期一半的正脈沖。 (11)/OR：過量稱標志輸出。當1Vx1Vref時，/OR端輸出低電平。 (12)DSlDS4：多路選通脈沖輸出端。DSl對應千位，DS4對應個位。如圖所示。 (13)Q0Q3：BCD碼數據輸出線。其中Q0為最低位，Q3為最高位。當DS2、DS3、DS4選通期間，輸出三位完整

5、的BCD碼(百位、十位、個位)；但在DSl選通期間，輸出端Q0Q3除了表示千位為0或1外，還表示了轉換結果的正負極性和欠量程還是過量程，其含義： DS1 Q3 Q2 Q1 Q0 輸出結果狀態 1 1 x x 0 千位數為0 1 0 x x 0 千位數為1 1 x 1 x 0 輸出結果為正 1 x 0 x 0 輸出結果為負 1 0 x x 1 輸入信號過量程 1 1 x x 1 輸入信號欠量程二、5G14433和MCS51的接口 由于5G14433的結果輸出是動態的，Q0Q3和DSlDS4都不是總線式的，因此必須通過并行接口和MCS51相連。圖為5G14433和8031P1口相連的接口邏輯。 將

6、AD轉換結果存人8031內部RAM的20H、21H單元，按如下格式存放：設8031內部RAM可尋址位10H設為量程錯標志位。讀取AD轉換的結果。 程序清單如下：PINT1: MOV A，P1 ；讀P1口 JNB ACC4，PINTl ；查DSl JB ACC.0，PERR ; 判超量程 JB ACC.2，PLl ; 判極性 SETB 07H ； 為負，符號位置1 AJMP PL2PLl： CLR 07H ； 為正，符號位清0PL2： JB ACC.3，PL3 ； 判千位 SETB 04H ； 千位為1 AJMP PL4PL3： CLR 04H ； 千位為0PL4： MOV A，P1 JNB A

7、CC.5，PL4 ；查DS2 MOV R0，#20H XCHD A，R0 ； 保存百位PL5： MOV A，P1 JNB ACC.6，PL5 ；查DS3 SWAP A INC R0 MOVR0，A ； 保存十位PL6： MOV A，P1 JNB ACC.7，PL6 ； 查DS4 XCHD A，R0 ；保存個位 RETPERR： SETB l0H ； 置1量程錯標志 RET11.3.2 MCS-51與ADC0809(逐次逼近型)的接口一、ADC0809的性能指標及結構原理ADC0809是一種典型的AD轉換器，是8位8通道的AD轉換器，轉換時間100us，輸入電壓范圍：0-5V。其引腳如下圖所示。

8、 （1） Vcc: +5V工作電壓， GND: 數字地 （2）REF(+），REF(-):參考電壓正負端 （3）CLK: 時鐘信號輸入端 (內部500KHZ) (4) EOC: 轉換結束信號輸出端 (5) 數據輸出線：D0-D7 (6) 地址線：START:A/D轉換啟動信號輸入端 ALE: 地址鎖存允許信號輸入端 OE: 輸出允許控制端 A、B、C 通道選擇地址輸入線 C B A被選通的通道 C B A被選通的通道0 0 0IN01 0 0IN40 0 1IN11 0 1IN50 1 0IN21 1 0IN60 1 1IN31 1 1IN7 MAIN：MOV R1，#DATA ；數據區地址指

9、針指向首單元 MOV DPTR #7FF8H ；P2.7=0,且指向通道0 MOV R7，#08H ；通道數計數器 LOOP: MOVX DPTR,A ；啟動AD轉換 LOOP1: NOP JB P3.3, LOOP ；查詢轉換結束信號EOC MOVX A，DPTR ；讀取轉換結果 MOV R1，A ；存轉換結果 INC DPTR ；指向下一通道 INC Rl ；修改數據區指針 DJNZ R7, LOOP ；8個通道全采樣完否? 11.4 模擬量輸出通道的接口技術模擬量輸出通道的接口技術 一、芯片內設有數據鎖存器-直接相連。如：DAC0830,0831,0832, AD558, DAC 888

10、, AD7522 二、芯片內沒有有數據鎖存器-通過并行或串行口相連。如：DAC1020, DAC1220等11.4.1 MCS-51與DAC0832的接口一、DAC0832的特點及結構原理分辨率：8位穩定時間：1us供電電源：+5v-+15vDAC0832是帶有兩級數據輸人緩沖鎖存器的8位DA轉換器。其引腳如圖所示。輸入寄存器地址：ILE為1，/CS為0, /WR1為0DAC寄存器地址： /WR2為0 ， /XFER為0二、 DAC0832與MCS51的接口 單片機與DAC0832的接口，可根據需要按單級緩沖器方式、二級緩沖器方式和直通方式聯接。1、單緩沖器連接方式DAC0832以單緩沖器方式與8051的接口電路圖所示。輸入寄存器地址與DAC寄存器地址均為7FFFH圖為二路模擬量同步輸出的8031系統。圖中，1#DAC0832輸入寄存器地址為ODFFFH，2#DAC0832輸入寄存器的地址為OBFFFH，1#和2#DAC0832的第二級寄存器地址同為7FFFH。兩片DAC0832的輸出分別接圖形顯示器的X、Y偏轉放大器的輸入端。 8031執行下面的程序段，將使圖形顯示器的亮點移動到一個新的位置