单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版）-项目六模拟量输入输出设计与实现.pptVIP

陳慶逸、林柏辰編著---文魁資訊 ARM嵌入式系统 “十二五”职业教育国家规划教材（经全国职业教育教材审定委员会审定）  引入： 前面的项目涉及的单片机输入和输出量是数字量（0/1），然而单片机实时控制系统中，外界的物理量和执行机构的控制量通常是模拟量。 例如，常见的8路温度监控器是对8路温度信号进行采集和监控并输出。又如，信号发生器的设计实现锯齿波模拟量的输出等等。 项目六模拟量输入输出设计与实现 一、模/数（ A/D ）、数/模（ D/A ）转换 在单片机实时控制系统中，外界的物理量和执行机构的控制量通常是模拟量。例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量。 在单片机内部是离散的数字量。因此单片机的输入输出端需要模数和数模转换。 工业生产过程的闭环控制 二、认识ADC0808/0809模数转换器 简称ADC。按照转换原理分为：计数式ADC、双积分式ADC、逐次逼近式ADC和并行式ADC。常用的是双积分式ADC、逐次逼近式ADC。 双积分式ADC的特点：转换精度高、抗干扰性能好、价格便宜，转换速度慢，一般用于速度要求不高的场合。 逐次逼近式ADC的特点：转换精度高、转换速度快（几微秒到几百微秒）。目前最常用。芯片主要有ADC0801~0805（8位，单输入通道）、 ADC0808~0809（8位，8输入通道）、 ADC0816~0817（8位，16输入通道）等。应用最广泛的是ADC0808~0809。 三、ADC0809模数转换器 的结构 ADC0809是8通道8位的，以逐次逼近原理进行模—数转换 的器件； 内部有一个8通道模拟多路开关，它可以根据地址码锁存 译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D 转换； A/D转换后的数据由 三态锁存器输出； 片内没有时钟，需 外接时钟信号。 通道选择表 四、ADC0809主要特性 8路8位A／D转换器，即分辨率8位； 具有转换起停控制端； 转换时间为100μs； 单个＋5V电源供电； 模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准； 工作温度范围为-40～＋85摄氏度； 低功耗，约15mW。 五、ADC0809的引脚功能 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装 IN0～IN7：8路模拟量输入端； D0～D7：8位数字量输出端； 直接接Px.7~ Px.0 ADDC、ADDB、ADDA：3位地址输 入线，用于选通8路模拟输入中 的一路； CLK：时钟脉冲输入端；内部无时钟，需外部提供。 单片机的ALE（Fosc的1/6或1/12）加分频电路提供。 CLK的时钟信号频率范围是10k~1280khz，通常使用 500khz。 REF(+)、REF(-)：基准电压； Vcc：电源，单一＋5V； GND：地； ALE：地址锁存允许信号，上升沿时CBA的状态读入锁存器。 START：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 六、ADC0809工作过程 首先根据输入的3位地址码，ALE=1，将地址存入地址锁存器中； 此地址码经译码选通8路模拟输入之一到比较器； START上升沿将逐次逼近寄存器复位； 下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行； 直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请； 当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 对应程序的编写步骤： START=0; START=1; //复位转换器，读地址码选通输入 START=0; //启动A/D转换 while(EOC==0); //等待A/D转换结束 OE=1; //数据输出允许 temp=P0; 七、确认转换完成的编程方法 A/D转换结束后结果传送给单片机处理，关键问题是如何判断A/D转换结束，方法有三： 定时传送方式。转换时间固定的，设计延时子程序。 查询方式。软件判断EOC的状态，转换时低电平，结束变 高电平。while(EOC==0); 中断方式。把EOC作为中断请求信号，经反相器后送到外 部中断0或1引脚。 工作模块15 模数转换LED显示 模拟量由电位器模拟产