第10章AT89S52单片机与DAC、 ADC的接口 2 1
1 第10章 AT89S52单片机与DAC、 ADC的接口 1
第10章AT89S52单片机与DAC、ADC的接口 10.1单片机扩展D1A转换器概述 10.2单片机扩展并行8位DAC0832的设计 10.2.1DAC0832简介 10.2.2单片机与8位D/A转换器0832的接口设计 10.3AT89S52单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计 10.3.112位D/A转换器AD667简介 10.3.2AD667与AT89S51单片机的接口设计 10.3.3AD667使用中的技术细节 10.4AT89S51与串行输入的12位DA转换器AD7543的接 口设计 2
2 第10章 AT89S52单片机与DAC、ADC的接口 10.1 单片机扩展D/A转换器概述 10.2 单片机扩展并行8位DAC0832的设计 10.2.1 DAC0832简介 10.2.2 单片机与8位D/A转换器0832的接口设计 10.3 AT89S52单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计 10.3.1 12位D/A转换器AD667简介 10.3.2 AD667与AT89S51单片机的接口设计 10.3.3 AD667使用中的技术细节 10.4 AT89S51与串行输入的12位D/A转换器AD7543的接 口设计
10.4.1AD7543简介 10.4.2单片机扩展AD7543的接口设计 10.5单片机扩展A/D转换器概述 10.6单片机扩展并行8位A/D转换器ADC0809 10.6.1ADC0809简介 10.6.2单片机与ADC0809的接口设计 10.7AT89S52单片机扩展12位串行ADC-TLC2543的设计 10.7.1TLC2543的特性及工作原理 10.7.2单片机扩展TLC2543的设计 10.8AT89S52与双积分型A/D转换器MC14433的接口 10.8.1MC14433A/D转换器简介 3
3 10.4.1 AD7543简介 10.4.2 单片机扩展AD7543的接口设计 10.5 单片机扩展A/D转换器概述 10.6 单片机扩展并行8位A/D转换器ADC0809 10.6.1 ADC0809简介 10.6.2 单片机与ADC0809的接口设计 10.7 AT89S52单片机扩展12位串行ADC-TLC2543的设计 10.7.1 TLC2543的特性及工作原理 10.7.2 单片机扩展TLC2543的设计 10.8 AT89S52与双积分型A/D转换器MC14433的接口 10.8.1 MC14433 A/D转换器简介
10.8.2单片机与MC14433的接口设计 10.9AT89S52单片机与VIF转换器的接口 10.9.1用VF转换器实现A/D转换的原理 10.9.2常用VF转换器LMX31简介 10.9.3VF转换器与单片机的接口设计 10.9.4VF转换的应用设计 4
4 10.8.2 单片机与MC14433的接口设计 10.9 AT89S52单片机与V/F转换器的接口 10.9.1 用V/F转换器实现A/D转换的原理 10.9.2 常用V/F转换器LMX31简介 10.9.3 V/F转换器与单片机的接口设计 10.9.4 V/F转换的应用设计
内容概要 在单片机测控系统中，对非电物理量如温度、压力、流量 等的测量，须经传感器先转换成连续变化的模拟电信号（电压 或电流)，然后再将模拟电信号转换成数字量后才能在单片机 中进行处理。实现模拟量转换成数字量的器件称为ADC（AVD 转换器)。单片机处理完毕的数字量，有时要根据控制需求转 换为模拟信号输出。数字量转换成模拟量的器件称为DAC (DA转换器)。本章从应用的角度，介绍典型的ADC、DAC 芯片与AT89S52单片机的接口设计。 5
5 内容概要 在单片机测控系统中，对非电物理量如温度、压力、流量 等的测量，须经传感器先转换成连续变化的模拟电信号（电压 或电流），然后再将模拟电信号转换成数字量后才能在单片机 中进行处理。实现模拟量转换成数字量的器件称为ADC（A/D 转换器）。单片机处理完毕的数字量，有时要根据控制需求转 换为模拟信号输出。数字量转换成模拟量的器件称为DAC （D/A转换器）。本章从应用的角度，介绍典型的ADC、DAC 芯片与AT89S52单片机的接口设计
10.1单片机扩展D/A转换器概述 单片机只能输出数字量，但是对于某些控制场合，常常需要 输出模拟量，例如直流电动机的转速控制。下面介绍单片机如 何扩展DAC。 目前集成化的DAC芯片种类繁多，设计者只需要合理选用芯 片，了解它们的性能、引脚外特性以及与单片机的接口设计方 法即可。由于现在部分单片机芯片中集成了DAC,位数一般在 10位左右，且转换速度也很快，所以单片的DAC开始向高的位 数和高转换速度上转变。而低端的并行8位DAC,开始面临被淘 汰的危险，但是在实验室或涉及某些工业控制方面的应用，低 端8位DAC以其优异的性价比还是具有较大的应用空间。 6
6 10.1 单片机扩展D/A转换器概述 单片机只能输出数字量，但是对于某些控制场合，常常需要 输出模拟量，例如直流电动机的转速控制。下面介绍单片机如 何扩展DAC。 目前集成化的DAC芯片种类繁多，设计者只需要合理选用芯 片，了解它们的性能、引脚外特性以及与单片机的接口设计方 法即可。由于现在部分单片机芯片中集成了DAC，位数一般在 10位左右，且转换速度也很快，所以单片的DAC开始向高的位 数和高转换速度上转变。而低端的并行8位DAC，开始面临被淘 汰的危险，但是在实验室或涉及某些工业控制方面的应用，低 端8位DAC以其优异的性价比还是具有较大的应用空间。 6
1. DIA转换器简介 购买和使用DA转换器时，要注意有关D/A转换器选择的几个 问题。 (1)D/A转换器的输出形式 D/A转换器有两种输出形式：电压输出和电流输出。电流输 出的D/A转换器在输出端加一个运算放大器构成的-V转换电路， 即可转换为电压输出。 (2)D/A转换器与单片机的接口形式 单片机与D/A转换器的连接，早期多采用8位的并行传输的接 口，现在除了并行接口外，带有串行口的D/A转换器品种也不断 增多，目前多采用较为流行SPI串行接口。在选择单片DA 7
7 1．D/A转换器简介 购买和使用D/A转换器时，要注意有关D/A转换器选择的几个 问题。 （1）D/A转换器的输出形式 D/A转换器有两种输出形式：电压输出和电流输出。电流输 出的D/A转换器在输出端加一个运算放大器构成的I-V转换电路， 即可转换为电压输出。 （2）D/A转换器与单片机的接口形式 单片机与D/A转换器的连接，早期多采用8位的并行传输的接 口，现在除了并行接口外，带有串行口的D/A转换器品种也不断 增多，目前多采用较为流行SPI串行接口。在选择单片D/A 7
转换器时，要根据系统结构考虑单片机与D/A转换器的接口形 式。 2.主要技术指标 DA转换器的指标很多，设计者最关心的几个指标如下。 (1)分辨率 分辨率指单片机输入给D/A转换器的单位数字量的变化，所 引起的模拟量输出的变化，通常定义为输出满刻度值与2”之比 (n为D/A转换器的二进制位数)，习惯上用输入数字 8
8 转换器时，要根据系统结构考虑单片机与D/A转换器的接口形 式。 2．主要技术指标 D/A转换器的指标很多，设计者最关心的几个指标如下。 （1）分辨率 分辨率指单片机输入给D/A转换器的单位数字量的变化，所 引起的模拟量输出的变化，通常定义为输出满刻度值与2 n之比 （n为D/A转换器的二进制位数），习惯上用输入数字
量的位数表示。显然，二进制位数越多，分辨率越高，即DA转 换器输出对输入数字量变化的敏感程度越高。例如，8位的DA 转换器，若满量程输出为1OV,根据分辨率定义，则分辨率为 10V12n,分辨率为10VI256=39.1mV,即输入的二进制数最低位 数字量的变化可引起输出的模拟电压变化39.1V,该值占满量 程的0.391%，常用符号1LSB表示。 同理： 10位D/A转换1LSB=9.77mV=0.1%满量程 12位D/A转换1LSB=2.44mV=0.024%满量程 9
9 量的位数表示。显然，二进制位数越多，分辨率越高，即D/A转 换器输出对输入数字量变化的敏感程度越高。例如，8位的D/A 转换器，若满量程输出为10V，根据分辨率定义，则分辨率为 10V/2n，分辨率为10V/256=39.1mV，即输入的二进制数最低位 数字量的变化可引起输出的模拟电压变化39.1mV，该值占满量 程的0.391%，常用符号1LSB表示。 同理： 10位D/A转换1 LSB=9.77mV=0.1%满量程 12位D/A转换1 LSB=2.44mV=0.024%满量程 9
16位D/A转换1LSB=0.076mV=0.00076%满量程 使用时，应根据对DA转换器分辨率的需要来选定D/A转 换器的位数。 (2)建立时间 建立时间是描述DA转换器转换速度的参数，用于表明转 换时间长短。其值为从输入数字量到输出达到终值误差 士(112)LSB（最低有效位)时所需的时间。电流输出的转换 时间较短，而电压输出的转换器，由于要加上完成-V转换 的时间，因此建立时间要长一些。快速D/A转换器的建立时 间可控制在1ys以下。 10
10 16位D/A转换1 LSB=0.076mV=0.00076%满量程 使用时，应根据对D/A转换器分辨率的需要来选定D/A转 换器的位数。 （2）建立时间 建立时间是描述D/A转换器转换速度的参数，用于表明转 换时间长短。其值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。电流输出的转换 时间较短，而电压输出的转换器，由于要加上完成I-V转换 的时间，因此建立时间要长一些。快速D/A转换器的建立时 间可控制在1µs以下。 10