第5章--MCS-51单片机的输入输出通道接口教学讲义.ppt

单片机原理与应用第5章MCS-51单片机的输入/输出通道接口5.1.2单片机应用系统的输入/输出通道特点：
（1）要靠近拾取对象采集信息；
（2）传感器、变送器的性能和工作环境因素严重影响通道的方案设计；
（3）一般是模拟、数字等混杂电路；
（4）常需要放大电路；
（5）抗干扰设计非常重要。
输入通道的结构类型：
输入通道结构形式取决于被测对象的环境、输出信号的类型、数量、大小等。其结构如下页图所示。2．输出通道（1）开关量输入
被控对象的一些开关状态可以经开关量输入通道输入到单片机系统，这些开关信号根据实际情况需要经过电平匹配、电气隔离或互感器后才能够通过单片机接口，接入到单片机系统。
（2）小信号放大技术
输入通道中，对小信号需要经过测量放大器、可编程增益放大器及带有放大器的小信号双线发送器等电路进行放大调节。
（3）隔离放大技术
在某些要求输入和输出电路彼此隔离的情况下，必须使用隔离放大器。常用隔离放大器有变压器耦合隔离放大器和光耦合隔离放大器两种。5.2D/A转换器及接口技术（2）精度：精度是指D/A转换器的实际输出与理论值之间的误差，它是以满量程VFS的百分数或最低有效位（LSB）的分数形式表示。
（3）线性误差：D/A的实际转换特性（各数字输入值所对应的各模拟输出值之间的连线）与理想的转换特性（始、终点连线）之间是有偏差的，这个偏差就是D/A的线性误差。即两个相邻的数字码所对应的模拟输出值（之差）与一个LSB所对应的模拟值之差。常以LSB的分数形式表示。
（4）转换时间TS（建立时间）：从D/A转换器输入的数字量发生变化开始，到其输出模拟量达到相应的稳定值所需要的时间称为转换时间。
（5）偏移量误差：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。5.2.2D/A转换器的分类5.2.3D/A转换器的接口DAC0830系列均为DIP20封装，且管脚完全兼容，DAC0832的引脚如下图所示。引脚功能如下：
D0—D7：8位数字量输入端
：片选端，低有效
ILE：数据锁存允许
：写控制信号1
：写控制信号2
：数据传送控制信号
Iout1：电流输出端1
Iout2：电流输出端2
RFB：内置反馈电阻端
VREF:参考电压源（-10V～+10V）
DGND：数字量地
AGND：模拟量地
Vcc：+5～+15V单电源供电端2．电压输出方法
DAC0832需要电压输出时，可以简单地使用一个运算放大器连接成单极性输出形式。如右图所示。
输出电压VOUT=×（-VREF）执行下列几条指令就可以完成一次D/A转换：
MOVDPTR,#7FFFH;地址指向DAC0832
MOVA,#DATA;待转换的数字量DATA送累加器A
MOVX@DPTR,A;数字量送P2.7指向的地址，有效时完成一次D/A输入解：在上页图中，放大器LM324的输出端VOUT直接反馈到RFB，所以该电路只能产生单极性的模拟电压。
产生三角波的程序如下：
ORG0100H
START:MOVDPTR,#7FFFH;地址指向DAC0832
MOVA,#00H ;三角波起始电压为0
UP:MOVX@DPTR,A ;数字量送DAC0832转换
INCA ;三角波上升边
JNZUP ;未到最高点0FFH，返回UP继续
DOWN:DECA ;到三角波最高值，开始下降边
MOVX@DPTR,A ;数字量送DAC0832转换
JNZDOWN ;未到最低点0，返回DOWN继续
SJMPUP ;返回上升边
END
数字量从0开始逐次加1，模拟量与之成正比，当（A）=0FFH时，则逐次减1，减至（A）=0后，再从0开始加1，如此循环重复上述过程，输出就是一个三角波。对于多路D/A转换，若要求同步进行D/A转换输出时，则必须采用双缓冲方式。
[例题]假设某一分时控制系统，由一台单片机控制并行的两台设备，连接电路如下图所示，两台设备的模拟控制信号分别由两片DAC0832输出，要求两片DAC0832同步输出。解：如上页图所示，利用DAC0832双缓冲的原理，对不同端口地址的访问具有不同的操作功能，具体功能如下表所示。程序如下：
ORG0100H
START: MOVDPTR,#7FFFH ;数据指针指向1#的第一级锁存器
MOVA,#DATA1 ;取第一个待转换数据DATA1
MOVX@DPTR,A ;送入第一级缓冲器
MOVDPTR,#0DFFFH ;数据指针指向0#的第一级锁存器
MOVA,#DATA0 ;取第二个待转换数据DATA0
MOVX@DPTR,A ;送入第一级缓冲器
MOVDPTR,#0BFFFH ;数据指针指向两个转换器的第二
级缓冲地址
MOVX@DPTR,A ;1#和0#数据同时由第一级向第二