AD轉(zhuǎn)換單片機(jī)原理及應(yīng)用

ADC與DAC的應(yīng)用第十一章11/28/20231本章內(nèi)容

11/28/20232例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

11/28/20233例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言閉環(huán)回路控制系統(tǒng)

11/28/20234例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言并行式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換

11/28/20235例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言并行式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的特性

轉(zhuǎn)換速度快。所需要的電路較復(fù)雜，以n個(gè)位的并行式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換為例，則需要2n個(gè)精密電阻器、2n-1個(gè)比較器，以及一個(gè)n位的優(yōu)先編碼器。11/28/20236例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言逐步逼近式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換概念圖

11/28/20237例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言逐步逼近式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的特性

n位的逐步逼近式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為n個(gè)時(shí)鐘脈波，其轉(zhuǎn)換速度僅次于并行式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。電路較并行式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的電路簡(jiǎn)單。

11/28/20238例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言連續(xù)計(jì)數(shù)式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換概念圖

11/28/20239例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言連續(xù)計(jì)數(shù)式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的特性

轉(zhuǎn)換速度依輸入模擬電壓而不同，模擬電壓越高所需轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。電路較并行式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的電路簡(jiǎn)單。11/28/202310例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言雙斜率式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換概念圖

11/28/202311例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言雙斜率式模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的特性

轉(zhuǎn)換速度最慢。精密度高，穩(wěn)定性佳。噪聲免疫力良好。11/28/202312例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804引腳圖

11/28/202313例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的特性

CMOS的逐步逼近式AD轉(zhuǎn)換器。具有8位分辨力，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100微秒，而最大誤差為1個(gè)LSB值(最小電壓刻度)。采用差動(dòng)式模擬電壓輸入，三態(tài)式數(shù)字輸出。模擬輸入電壓范圍為0到5V(千萬(wàn)不要輸入過高電壓，一下子就燒毀)。

11/28/202314例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804時(shí)鐘脈沖電路11/28/202315例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的輸入電壓校準(zhǔn)電路11/28/202316例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的連續(xù)轉(zhuǎn)換電路11/28/202317例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的交互式控制電路11/28/202318例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的轉(zhuǎn)換時(shí)序圖11/28/202319例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804的時(shí)序圖11/28/202320例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言交互信號(hào)

11/28/202321例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言ADC0804與8051連接11/28/202322例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)

11/28/202323例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出關(guān)系

bit3bit2bit1bit0VObit3bit2bit1bit0VO000001000-50001-0.6251001-5.6250010-1.251010-6.250011-1.8751011-6.8750100-2.51100-7.50101-3.1251101-8.1250110-3.751110-8.750111-4.3751111-9.37511/28/202324例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換的特性

電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不容易制作，因?yàn)槠渲兴褂玫碾娮柚担N類太多，差異過大。在IC的內(nèi)部電路里，很難做出這樣的電路。由于最大與最小的電阻差異太大，非常容易造成誤差，以8位的轉(zhuǎn)換電路為例，其中最大電阻為最小電阻的256倍，若電阻的誤差為1%，則最大電阻的誤差值就比最小電阻或次小電阻還大了！所以，很難達(dá)到較高的精確度。11/28/202325例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)

11/28/202326例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路

11/28/202327例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202328例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202329例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202330例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202331例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202332例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202333例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202334例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202335例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202336例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202337例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202338例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202339例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言戴維南等效電路11/28/202340例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言R-2R電阻網(wǎng)路數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換的特性

電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中的電阻值只有兩種，不管是自制電路，或IC的內(nèi)部電路里，都很容易實(shí)現(xiàn)這樣的電路。不管是ADC或是DAC，其電壓分辨力VRES(或VLSB)與其數(shù)字的位數(shù)及電壓范圍(參考電壓)有關(guān)，如下：11/28/202341例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言DAC-08引腳圖

11/28/202342例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言DAC08的特性電流型R-2R電阻網(wǎng)路的DA轉(zhuǎn)換器。具有8位分辨力，轉(zhuǎn)換時(shí)間為300納秒。電源可采用±15V雙電源，或+5到+15單電源。11/28/202343例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言基本電路

11/28/202344例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言低阻抗輸出電路

11/28/202345例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言對(duì)稱性輸出電路

11/28/202346例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言DAC-08與8051連接

11/28/202347例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言SPI總線系統(tǒng)

11/28/202348例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言AD590的外觀、底部引腳圖與符號(hào)

11/28/202349例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言AD590的特性

其輸出電流與開氏溫度成正比，開氏溫度0度時(shí)輸出0A，開氏溫度每上升1度電流增加1微安(即1μA/K)。其中的開氏溫度(Kelvintemperaturescale)，又稱為絕對(duì)溫度(absolutetemperaturescale)，而開氏溫度與攝氏溫度(Celsiustemperaturescale)的關(guān)系為開氏溫度等于攝氏溫度加上273。換言之，攝氏溫度每上升1度AD590電流增加1微安。

有效溫度感測(cè)范圍為-55℃到150℃。可采用的電源范圍為4V到30V。11/28/202350例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言AD590接口

11/28/202351例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言減去2.732V

11/28/202352例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言AD590與ADC0804的接口電路

11/28/202353例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言實(shí)例演練11-7-1電壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)一11/28/202354例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量電路

11/28/202355例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言顯示數(shù)據(jù)處理11/28/202356例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言流程圖

11/28/202357例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練一(ch11-7-1.c)-111/28/202358例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練一(ch11-7-1.c)-211/28/202359例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練一(ch11-7-1.c)-311/28/202360例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言思考一下！在本實(shí)驗(yàn)里，ADC0804通過89S51的Port0，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳給89S51?？煞窀挠善渌腜ort輸入到89S51？程序應(yīng)如何修改？在本實(shí)驗(yàn)里，理論上可測(cè)試的電壓可達(dá)5V，而實(shí)際上可測(cè)試的范圍為何？若要改變測(cè)試范圍，在電路上要如何改變？

11/28/202361例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言實(shí)例演練11-7-2電壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)一11/28/202362例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量電路圖

11/28/202363例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言流程圖

11/28/202364例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練二(ch11-7-2.c)-111/28/202365例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練二(ch11-7-2.c)-211/28/202366例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練二(ch11-7-2.c)-311/28/202367例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言思考一下！在本實(shí)驗(yàn)里，ADC0804通過89S51的Port0，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳給89S51。可否改由其它的Port輸入到89S51？

11/28/202368例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言實(shí)例演練11-7-3電壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)一11/28/202369例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言流程圖

11/28/202370例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練三(ch11-7-3.c)-111/28/202371例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練三(ch11-7-3.c)-211/28/202372例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言電壓測(cè)量實(shí)例演練三(ch11-7-3.c)-311/28/202373例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言思考一下！在本實(shí)驗(yàn)里，若測(cè)量電壓與實(shí)際電壓有所差異，應(yīng)如何調(diào)整？

11/28/202374例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言實(shí)例演練11-7-4溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

11/28/202375例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言溫度測(cè)量-采用交互式傳輸電路圖-1調(diào)校點(diǎn)：VA接近3VVB約為1.366V11/28/202376例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言溫度測(cè)量-采用交互式傳輸電路圖-211/28/202377例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)(ch11-7-4.c)-111/28/202378例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)(ch11-7-4.c)-211/28/202379例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)(ch11-7-4.c)-311/28/202380例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言思考一下！在本實(shí)驗(yàn)里，times為顯示(掃描)的次數(shù)，每次掃描將花16ms(即4ms×4)，默認(rèn)值為20次，也就是花在顯示的時(shí)間是0.32秒(16ms×20)。換個(gè)角度看，每0.32秒才會(huì)讀取ADC0804一次。試想，增減times所代表的意思為何？實(shí)際上有何差別？

11/28/202381例說89S51-C語(yǔ)言89S51-C語(yǔ)言實(shí)例演練11-7-5ADC溫度控制實(shí)驗(yàn)11/28/202382例說89S51-C語(yǔ)言89S51-