《單片機原理及應(yīng)用》第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)

1、1單片機原理及應(yīng)用單片機原理及應(yīng)用2第六章 單片機 系統(tǒng)擴展技術(shù)3第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)6.1.1 6.1.1 并行擴展總線并行擴展總線 P0、P2口作為單片機的地址總線和數(shù)據(jù)總線口作為單片機的地址總線和數(shù)據(jù)總線 地址鎖存原理地址鎖存原理 看時序圖看時序圖 注意三個控制引腳的電平變化：注意三個控制引腳的電平變化：ALE、PSEN、WR/RD4第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v單片機的片外三總線結(jié)構(gòu)單片機的片外三總線結(jié)構(gòu)5第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v讀片外讀片外EPROM時序波形時序波形6第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v讀片外讀片外RAM/IO口時序波形口時序波形7第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v寫片外寫

2、片外RAM/IO口時序波形口時序波形8第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)為了實現(xiàn)單片機與外部存儲器的連接，把單片機的地址為了實現(xiàn)單片機與外部存儲器的連接，把單片機的地址線分為線分為片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線和和片選地址線片選地址線兩部分兩部分。 片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線通常直接或通過地址鎖存器與相應(yīng)存儲通常直接或通過地址鎖存器與相應(yīng)存儲器地址線相連。器地址線相連。 片選地址線片選地址線通常直接或通過地址譯碼器和存儲器芯通常直接或通過地址譯碼器和存儲器芯片的片的CE相連，也可以懸空不用相連，也可以懸空不用9第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v線選法線選法 用某一位地址線直接連到所擴展的芯片的片選端 。0芯片A0A1A2C

3、S(6000H7FFFH)A0A1A2A151芯片A0A1A12CS(0A000H0BFFFH)A0A1A12A142芯片A0A1CS(0C000H0DFFFH)A0A1A13.10第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v 關(guān)于地址重疊關(guān)于地址重疊:有一個以上地址與存儲單元對應(yīng)。有一個以上地址與存儲單元對應(yīng)。 X為無關(guān)項，即無論X取0，或取1，都不會影響對單元的確定，0#芯片中每個單元都有210個重疊地址 。當(dāng)X由全“0”，變到全“1”時，0#芯片的地址范圍即為6000H7FFFH。基本地址范圍：6000H6007H。 A15A14A13A12A3A2A1A0011XX0000#單元011XX0011#單

4、元011XX0102#單元011XX0113#單元011XX0004#單元011XX1015#單元011XX1106#單元011XX1117#單元11第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v全地址譯碼法全地址譯碼法 片選地址線全部參片選地址線全部參加譯碼加譯碼 地址空間能充分利用。地址空間能充分利用。 常用地址譯碼器：常用地址譯碼器： 2-4譯碼器：譯碼器：74LS139 3-8譯碼器：譯碼器：74LS138 4-16譯碼器：譯碼器：74LS1540芯片A0A1A2CS(1FF8H1FFFH)A0A1A21芯片A0A1A12CS(2000H3FFFH)A0A1A12.7芯片A0A1CS(0FFFCH0FF

5、FFH)A0A1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7.ABC1G2GGA13A14A15地5V74LS13812第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v部分地址譯碼部分地址譯碼法法 片選線中只有片選線中只有一部分參與譯一部分參與譯碼，其余部分碼，其余部分懸空，具有重懸空，具有重疊地址疊地址2芯片A0A1A2CS(0BFF8H0BFFFH)A0A1A23芯片A0A1A12CS(0E000H0FFFFH)A0A1A12.0芯片A0A1CS(3FFCH3FFFH)A0A1Y0Y1Y2Y3A0A1S74LS1381芯片A0A1CSA0A1(7FFCH7FFFH)A15A14A13懸空13第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v6

6、-26-2 存儲器的擴展存儲器的擴展一、一、MCS-51MCS-51用于擴展存儲器的外部總線信號：用于擴展存儲器的外部總線信號：P P0.00.7： 8 8位數(shù)據(jù)和低位數(shù)據(jù)和低8 8位地址信號，復(fù)用總線位地址信號，復(fù)用總線ADAD0 07 7。P P2.02.7： 高高8 8位地址信號位地址信號ABAB8 81515ALEALE： 地址鎖存允許控制信號地址鎖存允許控制信號PSENPSEN：片外程序存儲器讀控制信號片外程序存儲器讀控制信號RDRD： 片外數(shù)據(jù)存儲器讀控制信號片外數(shù)據(jù)存儲器讀控制信號WRWR： 片外數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號片外數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號EAEA： 程序存儲器選擇程序存儲器選擇

7、14第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)二、擴展程序存儲器電路：二、擴展程序存儲器電路：常用常用EPROM芯片：芯片：Intel 2716(2K8位位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。8031擴展擴展32KB EPROMIntel 27256 地址？地址？15第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)三三. 擴展數(shù)據(jù)存儲器電路：擴展數(shù)據(jù)存儲器電路：常用常用RAM芯片：芯片：Intel 6116(2KB)、6264(8KB)、62256(32KB)。8031擴展擴展8KB RAM Intel 6264 地址？地址？A8A12A0A7MCS-

8、51總線D0D7OECEA0A7A8A12D0D76264CSWEA15RD5VWR16第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)四四. . 程序與數(shù)據(jù)存儲器擴展電路程序與數(shù)據(jù)存儲器擴展電路單片機連接單片機連接 8KB EPROM 2764 8KB EPROM 2764 和和 8KB RAM 6264 8KB RAM 6264 各一片各一片A8A12A0A7MCS-51總線D0D7圖68 MCS51總線與一片6264及一片2764的接口方法A13A0A126264CEOECS+5VWED7D0PGMD7D02764PSENRDA0A12WR+5VCEOE17第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v6-46-4并行接口的擴

9、展并行接口的擴展 單片機往往通過單片機往往通過P0和和P2口構(gòu)成擴展總線，擴展口構(gòu)成擴展總線，擴展EPROM、RAM或其它功能芯片，或其它功能芯片， 大多數(shù)情況下，大多數(shù)情況下，MCS-51單片機可提供給用戶使用的單片機可提供給用戶使用的I/O口只有口只有P1口和部分口和部分P3口。因此，在大部分的口。因此，在大部分的MCS-51單片機應(yīng)用系單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中都需要進行統(tǒng)設(shè)計中都需要進行I/O口的擴展?？诘臄U展。18第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)6-4-1 用用74系列器件擴展并行系列器件擴展并行I/O口口 19第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v6-4-2 可編程并行I/O擴展接口8255A20第六章

10、 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)1.數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線D07：傳送計算機與傳送計算機與8255之間的數(shù)據(jù)、控制字和狀態(tài)字。之間的數(shù)據(jù)、控制字和狀態(tài)字。PA07 PB 07 PC07：傳送傳送8255與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信息，與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信息， PC07可用作數(shù)據(jù)線或聯(lián)絡(luò)線可用作數(shù)據(jù)線或聯(lián)絡(luò)線2.地址線地址線CS：片選線片選線A1，A0：口選線，尋址口選線，尋址 PA，PB，PC數(shù)據(jù)口和控制口數(shù)據(jù)口和控制口3.讀寫控制線讀寫控制線RD，WR控制計算機與控制計算機與8255之間的信息傳送和流向之間的信息傳送和流向4.復(fù)位線復(fù)位線RESET高電平復(fù)位，使內(nèi)部寄存器全部清零。高電平復(fù)位，使內(nèi)部寄存器全部清零

11、。例例 求求8255口地址：口地址：解：解： A口口(7F00H)， B口口(7F01H)， C口口(7F02H)，控制口控制口(7F03H)21第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)1 18255A8255A的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(1)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器。數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器。(2)并行并行I/O端口，端口，A口、口、B口和口和C口?？?。 A A口：具有一個口：具有一個8 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存位數(shù)據(jù)輸出鎖存/ /緩沖器和一個緩沖器和一個8 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器?？删幬粩?shù)據(jù)輸入鎖存器。可編程為程為8 8位輸入輸出或雙向寄存器。位輸入輸出或雙向寄存器。 B B口：具有一個口：具有一個8 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存位數(shù)據(jù)輸出鎖存/ /緩沖器和一

12、個緩沖器和一個8 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器位數(shù)據(jù)輸入緩沖器( (不鎖存不鎖存) )?？删幊套鳛??？删幊套鳛? 8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入輸出。位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入輸出。 C C口：具有一個口：具有一個8 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存位數(shù)據(jù)輸出鎖存/ /緩沖器和一個緩沖器和一個8 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（不鎖不鎖存存）?？煞譃閮蓚€）。可分為兩個4 4位口使用。位口使用。C C口除作輸入、輸出口使用外，還可以作為口除作輸入、輸出口使用外，還可以作為A A口、口、B B口選通方式操作時的狀態(tài)控制信號?？谶x通方式操作時的狀態(tài)控制信號。22第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)（3）讀）讀/寫控

13、制邏輯。寫控制邏輯。CSCS：8255A的片選引腳端；的片選引腳端；RDRD：讀控制端，當(dāng)讀控制端，當(dāng)RD=0RD=0時，允許單片機從時，允許單片機從8255A8255A讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)字；讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)字；WRWR：寫控制端，當(dāng)寫控制端，當(dāng)WR=0WR=0時，允許單片機將數(shù)據(jù)或控制字寫入時，允許單片機將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255A8255A；A A0 0、A A1 1：口地址選擇。通過口地址選擇。通過A A0 0、A A1 1可選中可選中8255A8255A的四個寄存器?？诘乃膫€寄存器?？诘刂愤x擇如下：地址選擇如下：A A1 1、A A0 0 寄存器寄存器0 0 0 0 寄存器寄存器A A（A

14、A口）口）0 1 0 1 寄存器寄存器B B（B B口）口）1 0 1 0 寄存器寄存器C C（C C口）口）1 1 1 1 控制寄存器（控制口）控制寄存器（控制口）RESETRESET：復(fù)位控制端。當(dāng)復(fù)位控制端。當(dāng)RESET=1RESET=1時，時，82558255復(fù)位。復(fù)位狀態(tài)是：控制寄存器被清除，所復(fù)位。復(fù)位狀態(tài)是：控制寄存器被清除，所有接口（有接口（A A、B B、C C）被置入輸入方式。）被置入輸入方式。23第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)（4）A組組B組控制塊組控制塊。每個控制塊接收來自讀每個控制塊接收來自讀/寫控制邏輯的命令和內(nèi)寫控制邏輯的命令和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的控制字，并向?qū)?yīng)口發(fā)出適當(dāng)

15、的部數(shù)據(jù)總線的控制字，并向?qū)?yīng)口發(fā)出適當(dāng)?shù)拿?。命令。A組控制塊控制組控制塊控制A口及口及C口的高口的高4位。位。B組控制塊控制組控制塊控制B口及口及C口的低口的低4位。位。24第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)2. 8255A2. 8255A的控制字的控制字 8255A有兩種有兩種 控制字，即控制字，即 方式控制字方式控制字 PC口位置位口位置位/ 復(fù)位控制字復(fù)位控制字 25第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù) (1)方式方式0（基本（基本I/O方式）方式） PA、PB、PC可可分別被定義為方式分別被定義為方式0輸入或方式輸入或方式0輸出。輸出。 輸出具有鎖存功能，輸入沒有鎖存。輸出具有鎖存功能，輸入沒有鎖存

16、。 適用于適用于無條件傳輸數(shù)據(jù)無條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，如讀一組開關(guān)狀態(tài)、控制的設(shè)備，如讀一組開關(guān)狀態(tài)、控制一組指示燈，不使用應(yīng)答信號，一組指示燈，不使用應(yīng)答信號，CPU可以隨時讀出開關(guān)狀可以隨時讀出開關(guān)狀態(tài)，隨時把一組數(shù)據(jù)送指示燈顯示。態(tài)，隨時把一組數(shù)據(jù)送指示燈顯示。26第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)（2 2）方式）方式1 1（應(yīng)答（應(yīng)答I/OI/O方式）方式） 有選通輸入和選通輸出兩種工作方式。有選通輸入和選通輸出兩種工作方式。 A A口和口和B B口皆可獨立地設(shè)置成這種工作方式，在方式口皆可獨立地設(shè)置成這種工作方式，在方式1 1下，下，A A口和口和B B口通常用于傳送和它們相連外設(shè)的口通常用于

17、傳送和它們相連外設(shè)的I/OI/O數(shù)數(shù)據(jù)，據(jù)，C C口用作口用作A A口和口和B B口的握手聯(lián)絡(luò)線，以實現(xiàn)口的握手聯(lián)絡(luò)線，以實現(xiàn)中斷方中斷方式傳送式傳送I/OI/O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。27第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)方式方式1輸入輸入 STB:STB: 設(shè)備的選通信號輸入線，低電平有效設(shè)備的選通信號輸入線，低電平有效, ,通常是外設(shè)給通常是外設(shè)給8255A8255A的信號，的信號， 表示外設(shè)給表示外設(shè)給82558255的數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好。的數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好。IBFIBF： 端口鎖存器滿標(biāo)志輸出線，高電平有效。端口鎖存器滿標(biāo)志輸出線，高電平有效。IBFIBF和設(shè)備相連。和設(shè)備相連。INTRINTR：中斷請求信號線，高

18、電平有效。當(dāng)：中斷請求信號線，高電平有效。當(dāng) STB STB 、IBFIBF、INTEINTE都為都為“1”1”時，時， INTRINTR就置就置“1” 1” 。 INTEINTE：8255A8255A端口內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器。端口內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器。 “1”1”表示中斷允許（人工設(shè)置）表示中斷允許（人工設(shè)置）。28第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)方式方式1輸出輸出 OBF ：輸出鎖存器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線。：輸出鎖存器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線。 表示表示CPU已將數(shù)據(jù)輸出到此端口。已將數(shù)據(jù)輸出到此端口。 ACK ：設(shè)備響應(yīng)信號輸入線。表示外設(shè)已取走數(shù)據(jù)。：設(shè)備響應(yīng)信號輸入線。表示外設(shè)已取走數(shù)據(jù)。 INTR：

19、中斷請求信號輸出線，高電平有效。當(dāng)：中斷請求信號輸出線，高電平有效。當(dāng)OBF、ACK 和和INTE都為都為“1”時，時，INTR被置被置“1”,發(fā)出中斷請求發(fā)出中斷請求 。29第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)（3）方式）方式2（雙向選通（雙向選通I/O方式）方式） 方式方式2僅對僅對PA口有意義?？谟幸饬x。 方式方式2使使PA口成為口成為8位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線口，位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線口，既可發(fā)既可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)。PA口方式口方式2工作時，工作時，PB口仍可口仍可作方式作方式0和方式和方式1 I/O口，口，PC口高口高5位作狀態(tài)控制線。位作狀態(tài)控制線。30第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)

20、4. 82554. 8255編程規(guī)定編程規(guī)定82558255初始化編程：往控制口寫入控制字，確定初始化編程：往控制口寫入控制字，確定82558255工作方式。工作方式。 方式選擇控制字：方式選擇控制字：D7=1D7=1 C C口置位口置位/ /復(fù)位控制字：復(fù)位控制字：D7=0D7=0控制字控制字D7D6D5D4D3D2D1D0方式方式1A 組方式組方式PAPC47方式方式PBPC03置置/復(fù)位復(fù)位0位選擇位選擇1 / 0例：例：8255PA口方式口方式0輸出單片機片內(nèi)輸出單片機片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，PB口方式口方式1輸入輸入。PIOS： MOVDPTR，#7F03H；控制口地址；控制口地址MO

21、VA，#86H；寫控制字；寫控制字MOVXDPTR，A；設(shè)工作方式設(shè)工作方式MOVDPTR，#7F00H ；PA數(shù)據(jù)口地址數(shù)據(jù)口地址MOVA，R0 ；取；取RAM的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)MOVXDPTR，A；由；由PA口輸出口輸出 31第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v 例例6-4 6-4 打印程序打印程序 8255A8255A可采用方式可采用方式1 1工作，工作，CPUCPU可采用中斷方式控制打印機可采用中斷方式控制打印機打印。把打印。把MCS-51MCS-51內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM中中30H30H開始的開始的3232個單元的字符輸出打印個單元的字符輸出打印主程序：主程序：MAIN：MOV 8，#30H ；RA

22、M首址首址 1區(qū)區(qū)R0 MOV 0FH，#20H ；長度；長度1區(qū)區(qū)R7 SETB EA ；開中斷；開中斷 SETB EX1 ；允許外中斷，電平觸發(fā)方式；允許外中斷，電平觸發(fā)方式 MOV DPTR，#7FFFH ；將；將8255A的的PC2（即（即INTEB）置）置“1” MOV A，05H MOVX DPTR，A ；允許；允許B口中斷口中斷 MOV A，#0BCH ；寫方式控制字（；寫方式控制字（PB口方式口方式1輸出）輸出） MOVX DPTR，A MOV DPTR，#7FFDH ；從；從PB口輸出第一個數(shù)據(jù)打印口輸出第一個數(shù)據(jù)打印 MOV A，30H MOVX DPTR，A INC 8

23、；RAM指針加指針加1 DEC 0FH ；長度減；長度減1 。 ；執(zhí)行其它任務(wù)；執(zhí)行其它任務(wù)32第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)外中斷外中斷1服務(wù)程序：服務(wù)程序： PINT1： PUSH ACC ；現(xiàn)場保護（；現(xiàn)場保護（A，DPTR 等進堆棧）等進堆棧） PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW MOV PSW，#8 ；當(dāng)前工作寄存器區(qū)切換到；當(dāng)前工作寄存器區(qū)切換到1區(qū)區(qū) MOV A，R0 ；從；從PB口輸出下一個數(shù)據(jù)打印口輸出下一個數(shù)據(jù)打印 MOV DPTR，#7FFDH MOVX DPTR，A INC R0 ；修改指針、長度；修改指針、長度 DJNZ R7，BACK CLR EX1

24、；長度為；長度為0，關(guān)中斷返回，關(guān)中斷返回 SETB F0 ；置打印結(jié)束標(biāo)志位；置打印結(jié)束標(biāo)志位F0BACK:POP PSW ；現(xiàn)場恢復(fù)（；現(xiàn)場恢復(fù)（A，DPTR等退棧）等退棧） POP DPL POP DPH POP ACC RETI33第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)8255A選通選通I/O方式接口邏輯方式接口邏輯34第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的功能部件稱為實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換的功能部件稱為D/A轉(zhuǎn)換器，衡量轉(zhuǎn)換器，衡量D/A轉(zhuǎn)換器性能轉(zhuǎn)換器性能的主要參數(shù)有：的主要參數(shù)有：分辨率，即輸出的模擬量的最小變化量，分辨率，即輸出的模擬量的最小變化量，n位的位的D/A轉(zhuǎn)換器分辨轉(zhuǎn)換器分辨率為率為2-

25、n。滿刻度誤差，即輸入為全滿刻度誤差，即輸入為全1時輸出電壓與理想值之間的誤差，一時輸出電壓與理想值之間的誤差，一般為般為2-（n+1）輸出范圍；輸出范圍；轉(zhuǎn)換時間，指從轉(zhuǎn)換器的輸入改變到輸出穩(wěn)定的時間間隔；轉(zhuǎn)換時間，指從轉(zhuǎn)換器的輸入改變到輸出穩(wěn)定的時間間隔；是否容易和是否容易和CPU接口。接口。35第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)梯形電阻式D/A轉(zhuǎn)換原理：“按權(quán)展開，然后相加” I2Vref/2R I1I2/2 I0I1/2321027214181RVRVIIIIREFREF36第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)根據(jù)以上的分析計算，可推理得到根據(jù)以上的分析計算，可推理得到n位二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換位二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換

26、表達式：表達式：nREFDRVI2其中其中D D為為n n位二進制數(shù)的和，因此，位二進制數(shù)的和，因此， 電流和二進制數(shù)電流和二進制數(shù)成線性關(guān)系。成線性關(guān)系。運算放大器的輸出電壓為：運算放大器的輸出電壓為：InREFDRRVV20037第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v6-5-2 DAC 0832 DAC0832是美國數(shù)據(jù)公司的是美國數(shù)據(jù)公司的8位位D/A，片內(nèi)帶數(shù)據(jù)鎖，片內(nèi)帶數(shù)據(jù)鎖存器，電流輸出，輸出電流穩(wěn)定時間為存器，電流輸出，輸出電流穩(wěn)定時間為1 us。+5V +15V單電源供電，功耗為單電源供電，功耗為20mW。 38第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)DAC 0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制線（控制線

27、（5條）條）ILE： 數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； CS：片選片信號輸入線，低電平有效；：片選片信號輸入線，低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖有效：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖有效 ；WR2：DAC寄存器寫選通輸入線，負脈沖有效；寄存器寫選通輸入線，負脈沖有效；XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效；：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效； 12345678910201918171615141312118位數(shù)據(jù)鎖存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832CSWR1AGNDD3D2D1D0VREFRfbDGNDIO

28、UT1IOUT2D7D6D5D4XFEWR2ILEVCCD0-D7LE1ILECSWR1XFERVREFIOUT1IOUT2鎖存WR2LE2鎖存RfbAGNDVccDGND8121132010（b）DAC0832結(jié)構(gòu)框圖圖6-30 DAC0832的引腳圖和結(jié)構(gòu)框圖（a）DAC0832引腳圖39第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v 輸出線（輸出線（3條）條）IOUT1： 電流輸出線，當(dāng)DAC寄存器為全1時IOUT1最大；IOUT2：電流輸出線，其值和IOUT1值之和為一常數(shù)； Rfb： 反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； 1234567891020191817161514131

29、2118位數(shù) 據(jù)鎖 存 器8位DAC寄 存 器8位D/A轉(zhuǎn) 換 器DAC0832CSWR1AGNDD3D2D1D0VREFRfbDGNDIOUT1IOUT2D7D6D5D4XFEWR2ILEVCCD0-D7LE1ILECSWR1XFERVREFIOUT1IOUT2鎖 存WR2LE2鎖 存RfbAGNDVccDGND8121132010（ b） DAC0832結(jié) 構(gòu) 框 圖圖 6-30 DAC0832的 引 腳 圖 和 結(jié) 構(gòu) 框 圖（ a） DAC0832引 腳 圖40第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v DAC 0832DAC 0832工作方式工作方式8位位DACDAC寄存器寄存器輸入輸入寄存器寄存

30、器-+IOUT2IOUT1RVERVOD07AGNDPA0PA1直通方式：直通方式：適宜連續(xù)反饋控制線路中；適宜連續(xù)反饋控制線路中； 使所有控制信號均有效（使所有控制信號均有效（CS、WR1、WR2、ILE、XFER）單緩沖器方式：單緩沖器方式：適宜一路模擬量輸出，幾路模擬量非同步輸出，適宜一路模擬量輸出，幾路模擬量非同步輸出， 控制使兩個寄存器同時有效?？刂剖箖蓚€寄存器同時有效。雙緩沖器方式：雙緩沖器方式：適宜多個適宜多個DAC0832同時輸出；同時輸出； 輸入寄存器和輸入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分別選通用同時輸出多路模擬信號。寄存器分配有各自的地址，可分別選通用同時輸出多路

31、模擬信號。41第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v電流輸出轉(zhuǎn)換成電壓輸出電流輸出轉(zhuǎn)換成電壓輸出 使用運算放大器，可以將使用運算放大器，可以將DAC0832的電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成的電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成電壓輸出。根據(jù)運放和電壓輸出。根據(jù)運放和DAC0832的連接方法，運放的輸出可的連接方法，運放的輸出可以分為以分為單極型和雙極型單極型和雙極型兩種。兩種。42第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)1.DAC作為單極性電壓輸出作為單極性電壓輸出 VoutBVref/256 Bb7*27+b6*26 +b0*2043第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)2.DAC作為雙極性電壓輸出作為雙極性電壓輸出列方程：列方程：I1+I2+I3=0

32、I1=Va/R，I2=Vout/2R，I3=Vref/2RVaBVref/256解得：解得： Vout=(B128)*Vref/12844第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)一路模擬量輸出，單緩沖方式單緩沖方式45第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v 例：例：D/AD/A轉(zhuǎn)換程序，用轉(zhuǎn)換程序，用DAC 0832DAC 0832輸出輸出0 05V5V鋸齒波，電路為直通方式。設(shè)鋸齒波，電路為直通方式。設(shè)V VREFREF= - 5V= - 5V，DAC 0832DAC 0832地址為地址為7FFFH7FFFH，脈沖周期要求為，脈沖周期要求為100ms100ms。100ms+5V0VDACS：MOVDPTR，#7FF

33、FH；0832 I/O地址地址MOVA，#0；開始輸出；開始輸出0VDACL：MOVXDPTR，A；輸出模擬量；輸出模擬量INCA；升壓；升壓ACALLDELAY；延時延時100ms/256AJMPDACL；連續(xù)輸出；連續(xù)輸出DELAY：；延時子程序；延時子程序46第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v 例：例：D/AD/A轉(zhuǎn)換程序，用轉(zhuǎn)換程序，用DAC 0832DAC 0832輸出輸出-1-1-5V-5V方波，電路為直方波，電路為直通方式。設(shè)通方式。設(shè)V VREFREF= 5V= 5V，DAC 0832DAC 0832地址為地址為7FFFH7FFFH。-1V-5V解：解： ORG 1000HSTART

34、: MOV DPTR,#7FFFH LOOP: MOV A, #33H MOVX DPTR,A ;置上限電平置上限電平 ACALL DELAY ；形成方波頂寬；形成方波頂寬 MOV A,#0FFH MOVX DPTR, A ;置下限電平置下限電平 ACALL DELAY ；形成方波底寬；形成方波底寬 SJMP LOOP ；循環(huán)；循環(huán)DELAY: 47第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器vA/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。模擬量轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。模擬量可是電壓、電流等電信號，也可是聲、光、壓力和溫可是電壓、電流等電信號，也可是聲、光、壓力和溫度等隨時間連續(xù)變化的

35、非電物理量。度等隨時間連續(xù)變化的非電物理量。v非電物理量可通過合適的傳感器等轉(zhuǎn)換成電信號，模非電物理量可通過合適的傳感器等轉(zhuǎn)換成電信號，模擬量只有轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能被計算機采集、分析和計擬量只有轉(zhuǎn)換成數(shù)字量才能被計算機采集、分析和計算處理。算處理。48第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換方法v電壓頻率式：精度高電壓頻率式：精度高 價格低，但轉(zhuǎn)換速度不高價格低，但轉(zhuǎn)換速度不高v積分式：抗干擾能力好，轉(zhuǎn)換速度低積分式：抗干擾能力好，轉(zhuǎn)換速度低v逐次逼近式：轉(zhuǎn)換速度較快v并行轉(zhuǎn)換：并行轉(zhuǎn)換：v串行轉(zhuǎn)換：串行轉(zhuǎn)換：49第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v逐次逼近轉(zhuǎn)換原理 控制電路先使控制電路先使“N位寄

36、存器位寄存器”中最高位置中最高位置1，其余位清零，根據(jù)，其余位清零，根據(jù)“N位寄存器位寄存器”中內(nèi)容使中內(nèi)容使D/A轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個比較電壓轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個比較電壓Vs，并將其與輸入的模擬電壓并將其與輸入的模擬電壓Vx比較，若比較，若Vx Vs,則則“N位寄存器位寄存器”中最高位中最高位“1”保留，否則置保留，否則置“0”，然后，然后依次對依次對N-1,N-2,重復(fù)上述比較過程，可使重復(fù)上述比較過程，可使“N位寄存器位寄存器”中中得到與模擬量得到與模擬量Vx相對應(yīng)的數(shù)字量。相對應(yīng)的數(shù)字量。50第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v6.6 A/D接口的擴展接口的擴展衡量衡量A/D性能的主要參數(shù)是：性能的主

37、要參數(shù)是：分辨率，即輸出的數(shù)字量最低位變化一位所對應(yīng)的輸入模擬量分辨率，即輸出的數(shù)字量最低位變化一位所對應(yīng)的輸入模擬量的變化值；的變化值；滿刻度誤差，即輸出全滿刻度誤差，即輸出全1時輸入電壓與理想輸入量之差；時輸入電壓與理想輸入量之差；轉(zhuǎn)換速率；轉(zhuǎn)換速率；轉(zhuǎn)換精度；轉(zhuǎn)換精度；是否可方便地和是否可方便地和CPU接口。接口。51第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)6-6-2 ADC0809 ADC0809 ADC 0809/0808ADC 0809/0808為為8 8路輸入通道、路輸入通道、8 8位逐次逼近式位逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器，可轉(zhuǎn)換器，可分時分時轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換8 8路模路模擬信號。擬信號。一結(jié)構(gòu)一結(jié)

38、構(gòu) 一個一個8位逐次逼近式位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、8路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)、路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)、3-8地址鎖存譯碼器地址鎖存譯碼器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。52第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v ADC0809ADC0809的引腳功能的引腳功能1N01N7：8路模擬量輸入通道；路模擬量輸入通道；D7D0：8位三態(tài)數(shù)據(jù)輸出線；位三態(tài)數(shù)據(jù)輸出線； A、B、C：通道選擇輸入線；：通道選擇輸入線； ALE：通道鎖存控制信號輸入線：通道鎖存控制信號輸入線 ；START：啟動轉(zhuǎn)換控制信號輸入線；：啟動轉(zhuǎn)換控制信號輸入線；CLK：轉(zhuǎn)換時鐘輸入線，：轉(zhuǎn)換時鐘輸入線，CLK的典型值為的典型值為640K

39、Hz，超過該頻率時，轉(zhuǎn)換精度會下降，超過該頻率時，轉(zhuǎn)換精度會下降；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出線，高電平有效；：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出線，高電平有效；OE：輸出允許控制信號輸出線，：輸出允許控制信號輸出線，OE為高電平時把為高電平時把轉(zhuǎn)換結(jié)果送數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換結(jié)果送數(shù)據(jù)線D7D0，OE為低電平時為低電平時D7D0為浮空態(tài)；為浮空態(tài)；53第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)vADC0809ADC0809時鐘信號的確定時鐘信號的確定 ADC0809ADC0809時鐘信號由時鐘信號由80318031的的ALEALE信號提供信號提供，80318031的的ALEALE引腳通常引腳通常是每個機器周期出現(xiàn)兩次，故它的頻率是單片機時鐘

40、頻率的是每個機器周期出現(xiàn)兩次，故它的頻率是單片機時鐘頻率的1/61/6。若。若80318031的主頻是的主頻是6MHz6MHz，則，則ALEALE信號頻率是信號頻率是1MHz1MHz，若使，若使ALEALE上信號二分頻后接上信號二分頻后接ADC0809ADC0809的的CLKCLK端，則可獲得端，則可獲得500KHz500KHz的的A/DA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換脈沖換脈沖54第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)v（1）啟動）啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換滿足以下條件：滿足以下條件：在在START端需產(chǎn)生一個正脈沖，端需產(chǎn)生一個正脈沖，上升沿復(fù)位上升沿復(fù)位ADC0809，下降，下降沿啟動沿啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換。在啟動在啟動A/D轉(zhuǎn)

41、換之前，需在轉(zhuǎn)換之前，需在ALE端產(chǎn)生一個正跳變，將地址鎖端產(chǎn)生一個正跳變，將地址鎖存起來存起來，使得在，使得在A/D轉(zhuǎn)換期間，比較器內(nèi)部輸入始終是選中的轉(zhuǎn)換期間，比較器內(nèi)部輸入始終是選中的模擬通道輸入信號。模擬通道輸入信號。在在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束之前，在轉(zhuǎn)換結(jié)束之前，在START端和端和ALE端不能再次出現(xiàn)正脈端不能再次出現(xiàn)正脈沖信號。沖信號。55第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)56第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)三種啟動方式對應(yīng)三種硬件連接方法三種啟動方式對應(yīng)三種硬件連接方法1）ADDA，ADDB，ADDC分別接地址鎖存器提供地址的低分別接地址鎖存器提供地址的低3位位,指向指向IN7通道的相應(yīng)程通道的相應(yīng)程序指令為：序指令為： MOV DPTR，#0EFF7H；指向；指向D/A轉(zhuǎn)換器和模擬通道轉(zhuǎn)換器和模擬通道IN7地址地址 MOVX DPTR，A ；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，A中可以是任意值中可以是任意值57第六章 單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)2）ADDA，ADDB，ADDC分別接數(shù)據(jù)線中的低分別接數(shù)據(jù)線中的低3位，則指向位，則指向IN7通道的相應(yīng)通道的相應(yīng)程序指令為：程序指令為： MOV DPH，#0E0H ；送；送D/A轉(zhuǎn)換器端口地址轉(zhuǎn)換器端口地址 MOV A，#07H ；IN7地址送地址送A MOVX DPTR，A ；送地址并啟動；送地址并啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換5