1 / 23

单片机 A/D 和 D/A 应用接口技术

18. 单片机 A/D 和 D/A 应用接口技术. 本讲主要内容：. 18-1. A/D 转换器基本知识 18-2. D/A 转换器基本知识 18-3. 光导智能小车硬件实现 18-4. ADC0832 基本应用方法 18-5. 光导智能小车软件实现. 18-1. A/D 转换器基本知识. 具有 A/D 和 D/A 的单片机控制系统构成. 18-1. A/D 转换器基本知识. 逐次逼近式 A/D 转换原理. 18-1. A/D 转换器基本知识. 双积分式 ADC 转换原理. 18-1. A/D 转换器基本知识.

asta
Download Presentation

单片机 A/D 和 D/A 应用接口技术

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 18 单片机A/D和D/A应用接口技术

  2. 本讲主要内容： 18-1. A/D转换器基本知识 18-2. D/A转换器基本知识 18-3. 光导智能小车硬件实现 18-4. ADC0832基本应用方法 18-5. 光导智能小车软件实现 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  3. 18-1. A/D转换器基本知识 具有A/D和D/A的单片机控制系统构成 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  4. 18-1. A/D转换器基本知识 • 逐次逼近式A/D转换原理 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  5. 18-1. A/D转换器基本知识 • 双积分式ADC转换原理 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  6. 18-1. A/D转换器基本知识 • A/D转换器的主要技术指标 • 分辨率 使输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。常 用二进制的位数表示。 例如:12位ADC的分辨率就是12位，一个10V满刻度的12位ADC能分辨 输入电压变化最小是: 10V×1/212=2.4mV • 量化误差 ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。量化误差是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  7. 18-1. A/D转换器基本知识 • A/D转换器的主要技术指标 • 偏移误差 指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。 • 满刻度误差 满刻度误差又称为增益误差。指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。 • 线性度 线性度有时又称为非线性度，指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  8. 18-1. A/D转换器基本知识 • A/D转换器的主要技术指标 • 绝对精度 在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟输入之差的最大值，称为绝对精度。对于ADC而言，可以在每一个阶梯的水平中点进行测量，它包括了所有的误差。 • 转换速率 指ADC能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。而完成一次A/D转换所需的时间（包括稳定时间），则是转换速率的倒数。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  9. 18-2. D/A转换器基本知识 • Ｔ型电阻网络D/A转换器的基本原理 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  10. 18-2. D/A转换器基本知识 • D/A转换器的主要技术指标 • 分辨率 指输入数字量的最低有效位（LSB）发生变化时，所对应的输出模拟量（常为电压）的变化量。它反映了输出模拟量的最小变化值。分辨率与输入数字量的位数有确定的关系，可以表示成FS / 2n。FS表示满量程输入值，n为二进制位数。 例：对于5V的满量程，采用８位的DAC时，分辨率为5V/256＝19.5mV；当采用12位的DAC时，分辨率则为5V/4096＝1.22mV。（位数越多分辨率就越高） • 线性度（非线性误差） 线性度是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如±１％是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±１％以内。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  11. 18-2. D/A转换器基本知识 • D/A转换器的主要技术指标 • 绝对精度和相对精度 绝对精度（简称精度）是指在整个刻度范围内，任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。 相对精度与绝对精度表示同一含义，用最大误差相对于满刻度百分比表示。 • 建立时间 建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时，输出模拟信号达到满刻度值的±1/2LSB所需的时间。是描述D/A转换速率的一个动态指标。 电流输出型DAC的建立时间短。电压输出型DAC的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。根据建立时间的长短，可以将DAC分成超高速（＜1μS)、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）等几类。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  12. 18-2. D/A转换器基本知识 • D/A转换器与单片机接口（单缓冲工作方式） 适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  13. 18-2. D/A转换器基本知识 • D/A转换器与单片机接口（双缓冲工作方式） 适用于多路D/A转换输出，并要求同步进行的系统 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  14. 18-3. 光导智能小车硬件实现 发车区 • 光导小车运行场地图例 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  15. 18-3. 光导智能小车硬件实现 右边光电池 左边光电池 • 光导智能小车基本原理 • 当左边光电池输出电压大于右边光电池输出电压，表明光源处于小车左侧，小车左转。 • 当右边光电池输出电压大于左边光电池输出电压，表明光源处于小车右侧，小车右转。 • 当右边光电池输出电压等于左边光电池输出电压，表明光源处于小车正前方，小车直线前进。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  16. 18-3. 光导智能小车硬件实现 ADC0832外围接口连接 光电池输出信号处理电路 • 光导智能小车硬件电路 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  17. 18-3. 光导智能小车硬件实现 • 硬件电路原理分析 • 串行A/D转换器接口电路 • 模拟电压输入接口 • CHO:模拟电压输入端口0 • CH1:模拟电压输入端口1 • 串行接口 • CS:片选信号 • CLK:时钟信号 • DI:数据输入端口 • DO:数据输出端口 • 光电池输出信号处理电路 • U1A构成一级跟随器,实现阻抗变换,消除后级电路对光电池的影响; • U1B构成一级同向放大电路,并利用RX实现增益调节,改变电路的灵敏度。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  18. 18-4. ADC0832的基本应用方法 • ADC0832简介 ADC0832是广泛应用的8位串行A/D转换器。ADC0832是双通道输入，并且可以软件配置成单端或差分输入，其串行输出可以方便的和标准的移位寄存器及微处理器接口。  • ADC0832主要特性 • 转换时间：Flock=250KHz时为32us • 5V供电时输入范围：0～5V • 输入输出完全兼容TTL和CMOS电路 • 全部非校准误差：±1LSB • 单5V供电 • 工作温度范围：0℃～70℃ SiChuan Engnieering Technical College-1959

  19. 18-4. ADC0832的基本应用方法 • ADC0832的应用方法 • ADC0832处于工作状态时，置CS端为低即可启动转换，并使所有的逻辑电路使能，CS在整个转换过程中必须置为低电平。 • 转换结束后，转换的数据位依次从D0端输出，并以最高位(MSB)开头。在经过8个时钟后，数据输出完成，CS变高，内部所有寄存器清零，此时，输出电路变为高阻状态。 • 如果希望开始另一个转换，CS必须有一个从高到低的跳变，且后面应紧跟着输入地址数据。 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  20. 18-5. 光导智能小车软件实现 • ADC0832程序清单 ORG 0000H ADCDO BIT P3.6 ADCLK BIT P3.7 CS0832 BIT P2.0 ADCHSEL BIT 01H ；ADCHSEL为00H时选择CH0，为01H时选择CH1 AD: MOV R7,#08 CLR ADCLK CLR CS0832 SETB ADCDO SETB ADCLK NOP SiChuan Engnieering Technical College-1959

  21. 18-5. 光导智能小车软件实现 • ADC0832程序清单(续) CLR ADCLK SETB ADCDO SETB ADCLK NOP CLR ADCLK MOV C, ADCHSEL MOV ADCDO,C SETB ADCLK NOP CLR ADCLK NOP SiChuan Engnieering Technical College-1959

  22. 18-5. 光导智能小车软件实现 • ADC0832程序清单(续) SETB ADCLK NOP SETB ADCD0 AD0: CLR ADCLK NOP SETB ADCLK MOV C,ADCDO RLC A DJNZ R7,AD0 SETB CS0832 MOV 30H,A ；转换结果存在30H中 SiChuan Engnieering Technical College-1959

  23. 18-5. 光导智能小车软件实现 开始 设定终点特征值,ADC0832初始化 PCA初始化 设定T0初值，启动T0 读取两边光电池的输出电压 Y 是否到达终点 停车 N 判断状态 左边>右边 左边<右边 左边=右边 左边加速,右边减速 前进 左边减速,右边加速 • 程序流程 SiChuan Engnieering Technical College-1959

More Related