第7章 80C51 的测控技术 本章学习目标： 了解单片机测控系统中接口元件的作用 了解D/A转换器与80C51的连接方法，能读懂教 材中的控制实例。 掌握A/D转换器与80C51的连接方法，能编写与 教材同等难度的应用程序。 了解直流电机控制芯片TA7257P的应用 理解步进电机的工作原理、励磁方式，能用其实 现简单控制 “十一五”国家级规划教材（高职高专） 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
本章学习目标 ： 了解单片机测控系统中接口元件的作用 了解D/A转换器与80C51的连接方法，能读懂教 材中的控制实例。 掌握A/D转换器与80C51的连接方法，能编写与 教材同等难度的应用程序。 了解直流电机控制芯片TA7257P的应用 理解步进电机的工作原理、励磁方式，能用其实 现简单控制 第7章 80C51 的测控技术
单片机用于智能仪表和测控系统时,要与各种各样的 外界信号打交道: 模拟信号:如被控对象的温度、压力等 单片机的输入信号 关和按键开关 为什么要研究单片机测控 系统? 模拟记录仪 单片机的驱动控f 、继电器触点 由于单片机的输入和输出信亏只E是数字量,因 单片机构成的测控系统中经常要用到模/数转换和数模 接口。单片机和被控对象间的接口示意图如图7-1所 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
单片机用于智能仪表和测控系统时，要与各种各样的 外界信号打交道： ➢单片机的驱动控制设备{ 模拟设备:电动调节阀、模拟记录仪 数字设备: 数字显示仪表、继电器触点 由于单片机的输入和输出信号只能是数字量，因此在由 单片机构成的测控系统中经常要用到模/数转换和数/模转换 接口。单片机和被控对象间的接口示意图如图7-1所示。 { 模拟信号：如被控对象的温度、压力等 开关信号: 如指拨开关和按键开关 ➢ 单片机的输入信号 为什么要研究单片机测控 系统？
其它 多路开关 单片 一控制 功能 微型 A/D 计算机 XD/A 传感器 被控对象 执行设 变送器 图7-1单片机和被控对象间的接口示意图 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
图7-1 单片机和被控对象间的接口示意图
7.1数/模转换接口 数/模转换接口的任务:将数字信号转换成与其量值成正 比的电流信号或电压信号(即模拟信号)。 数/模转换接口的作用:相当于一个实现二进制数到十进 制数转换,并将转换结果以电流或电压形式输出的物理器 件 数/模转换接口常接在单片机的输出端与执行设备(如 电磁阀)之间。常用的数/模转换接口芯片有DAc0832 (TTL8位)、AD7524(cM0s8位)和DAc1208(12位) 等。下面以DAc0832为例说明数模转换接口的使用。 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
7.1 数/模转换接口 数/模转换接口的任务：将数字信号转换成与其量值成正 比的电流信号或电压信号（即模拟信号）。 数/模转换接口的作用：相当于一个实现二进制数到十进 制数转换，并将转换结果以电流或电压形式输出的物理器 件。 数/模转换接口常接在单片机的输出端与执行设备（如 电磁阀）之间。常用的数/模转换接口芯片有DAC0832 （TTL 8位）、AD7524（CMOS 8位）和DAC1208（12位） 等。 下面以DAC0832为例说明数/模转换接口的使用
71.1DAc0832的结构 1.DAc0832的内部结构 DAc0832是美国国家半导体公司生产的8位电流输出 型DA转换器,是DAC0830系列产品中的一种。它的主要 技术指标是:分辨率为8位,转换速度约1s,单一电源 (+5~+15V)供电,参考电压为+10~-10V等。 DAc0832的内部结构如图7-2所示,它含有: 1个8位数据输入寄存器:8位输入数据暂存 >1个8位DAc寄存器:与8位数据输入寄存器构成两级缓冲, 使芯片功能更灵活。 1个8位DA转换器:实现DA转换。 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
7.1.1 DAC0832的结构 1. DAC0832的内部结构 DAC0832是美国国家半导体公司生产的8位电流输出 型D/A转换器，是DAC0830系列产品中的一种。它的主要 技术指标是：分辨率为8位，转换速度约1μs，单一电源 (+5～+15V)供电，参考电压为+10～-10V等。 DAC0832的内部结构如图7-2所示，它含有： ➢ 1个8位数据输入寄存器：8位输入数据暂存 ➢ 1个8位DAC寄存器：与8位数据输入寄存器构成两级缓冲， 使芯片功能更灵活。 ➢ 1个8位D/A转换器：实现D/A转换
DO D1 6 o8 v REF 输入 D20 8位 8位 8位 13 12 OUT2 数据 n4 输入 DAC F D/A D5 OUTI D6 寄存器 寄存器 转换器 o9 REB ILE 19 LE1=1跟随 -o3 AGND 区=0锁存 (模拟地) WRI WR2 XFER17 (+5V或+15V) 10 DGND CC (数字地) 图7-2DAc0832的内部结构 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
图7- 2 DAC0832的内部结构
图中的LE1和LE2是内部锁存命令。用法如下: LE1=1时,输入寄存器的输出随输入而变化跟随状态 LE1=0时,输入数据被锁存在输入寄存器内。φ LE2与LE1的情况类似。根据LE2与LE1命令信号产生的逻辑关系, 可以写出LE1、LE2和DAC0832有关引脚之间的逻辑关系: LE1=近E.CS.WR1 LE2=WR2 XFER 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
述两式可知,当E·1、C°WE1·时,E1…,输入数造入输入务存物:WER14时,输 入数据被锁存在输入务存器中:在WE2·xFER·时,LE2-,0C斋存输出跟随输入变化在IE2 时,数松被锁存在04C斋存数。通过CS、WE1WR2、xFER等制信号的变化,可以很方便地实现对 两个3位寄存器的狼立控制 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2.DAc0832的引脚功能 DAc0832的引脚如图7-3所示,下面对各引脚功能作简 要说明: ◆D0~D7:8位数据输入端; IE:数据输入锁存信号,输入高电平有效; ◆CS:片选信号,输入低电平有效; WR1:写1信号,输入低电平有效,与CS、IE配合,构成第一級锁存; WR2:写2信号,输入低电平有效; 正ER:数据转移控制信号,输入低电平有效, 和R2配合构成第二级锁存; 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
2．DAC0832的引脚功能 DAC0832的引脚如图7-3所示，下面对各引脚功能作简 要说明：
IoUm和Iour2:模拟信号电流输出端s VRpF:参考电压输入端; Rrg:反馈电阻 AGD、DGⅠ①:模拟地与数字地接地端; vcc:工作电源输入端 20日V WRI 19 bILE AGND日3 18日wR2 D3 4 17 XFER D2日5 16日D4 DI 6 15日D5 DO E 7 14日D6 EFd 8 13占D7 RoBe 12日Iour2 DGND E 10 11 b I OUT I 图7-3DAC0832的引脚4 十一五”国家级规歌材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS