第七章 接口技术
第七章 接口技术
7.1 D/A转换器
7.2 MCS-51和 D/A转换器的接口
7.3 A/D转换器
7.4 MCS-51和 A/D转换器的接口
7.5 数据的采样及保持
7.6 常用输出驱动电路
第七章 接口技术
在微机的各种接口中, 完成外设信号到微机所需
数字信号转换的, 称为模拟 ∕数字转换 （ A/D转换 ）
器；完成微机输出数字信号到外设所需信号转换
的, 称为数字 ∕模拟转换 （ D/A转换 ） 器 。
D/A转换器 （ Digital to Analog Converter） 是一种
能把数字量转换成模拟量的电子器件； A/D转换器
（ Analog to Digital Converter） 则相反, 它能把模
拟量转换成相应的数字量 。 在微机控制系统中,
经常要用到 A/D和 D/A转换器 。 它们的功能及在实
时控制系统中的地位, 如图 2-1所示 。
第七章 接口技术
图 7-1 单片机和被控实体间的接口示意
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当
地
功
能单片
微型
计算机
A / D
多
路
开
关
传感器
传感器
D / A
被控实体
变送器
变送器
第七章 接口技术
7.1 D/A转换器
7.1.1 D/A转换器的原理
7.1.2 D/A转换器的性能指标
7.1.3 典型的 D/A转换器芯片 DAC0832
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第七章 接口技术
7.1.1 D/A转换器的原理
D/A转换器有并行和串行两种, 在工业控制
中, 主要使用并行 D/A转换器 。 D/A转换器
的原理可以归纳为, 按权展开, 然后相
加, 。 因此, D/A转换器内部必须要有一个
解码网络, 以实现按权值分别进行 D/A转换 。
解码网络通常有两种：二进制加权电阻网
络和 T型电阻网络。
第七章 接口技术
为了说明 T型电阻网络的工作原理, 现以四位 D/A
转换器为例加以讨论, 如图 2-2所示 。
图 7-2 T型电阻网络型 D/A转换器
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10 10 1010
V REF
RI 3
I 3 I 2
I 2
I 1
I 1
I 0
I 0
I 0
R RR
R2R2R2R2R
b 3 b 2 b 1 b 0
四位D A C 寄存器
.,,,
.
.
.,
..
.
.
R fI Rf
I out1
I out2
V out
.
A
OA
+
-
S 3 S 2 S 1 S 0
第七章 接口技术
7.1.2 D/A转换器的性能指标
1,分辨率
2,转换精度
3,偏移量误差
4,建立时间
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第七章 接口技术
7.1.3 典型的 D/A转换器芯片
DAC0832
1,DAC0832内部结构
2,引脚功能
3,DAC0832的技术指标
第七章 接口技术
1,DAC0832内部结构
DAC0832内部由三部分电路组成，如图 7-3所示。
图 7-3 DAC0832原理框图
D 7
D 6
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
8 位输入
寄存器
8 位D A C
寄存器
8 位D / A
转换电路
R f
V REF
I out2
I out1
R f
I LE
CS
WR 1
WR 2
X F E R
D A C 0 8 3 2
A G N D
V C C
D G N D
LE 1 LE 2
M 1
M 3
M 2
第七章 接口技术
2,引脚功能
DAC0832芯片为 20引
脚, 双列直插式封装 。
其引脚排列如图 2-4所
示 。
（ 1） 数字量输入线
D7~D0（ 8条 ）
（ 2） 控制线 （ 5条 ）
（ 3） 输出线 （ 3条 ）
（ 4） 电源线 （ 4条 ）
图 7-4 DAC0832引脚图
CS
WR 1
A G N D
D 7
D 6D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
V REF
R f
D G N D
V cc
I LE
WR 2
X F E R
I out2
I out1
D A C 0 8 3 2
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
13
12
11
第七章 接口技术
3,DAC0832的技术指标
DAC0832的主要技术指标：
（ 1） 分辨率 8位
（ 2） 电流建立时间 1μS
（ 3） 线性度 （ 在整个温度范围内 ） 8,9
或 10位
（ 4） 增益温度系数 0,0002％ FS/℃
（ 5） 低功耗 20mW
（ 6） 单一电源 +5 ~ +15V
第七章 接口技术
因 DAC0832是电流输出型 D/A转换芯片,
为了取得电压输出, 需在电流输出端接
运算放大器, Rf为运算放大器的反馈电
阻端 。 运算放大器的接法如图 7-5所示 。
图 7-5 运算放大器接法 返回本节
-
+
OA
.
V out
R f
I out1
I out2
第七章 接口技术
7.2 MCS-51和 D/A转换器的接口
7.2.1 DAC0832的应用
7.2.2 MCS-51和 8位 DAC的接口
7.2.3 MCS-51和 12位 DAC的接口
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第七章 接口技术
7.2.1 DAC0832的应用
1,单极性输出
2,双极性输出
第七章 接口技术
1,单极性输出
在需要单极性输出的情况下, 可以采用图 7-6所示接线 。
图 7-6 单极性 DAC的接法
-
+
OA
V out
R f
I out1
I out2
.
.
V REF
D A C 0 8 3 2
.
第七章 接口技术
2,双极性输出
在需要双极性输出的情况下, 可以采用
图 7-7所示接线 。
图 7-7 双极性 DAC的接法
I 1
I 3
I 2
OA 1
OA 2+
+
_
_
2R 2R
R
V o u t 1
V o u t
A
V REF
8 0 3 1
V REF
R f
I o u t 1
I o u t 2
.,
.
.
.
.
第七章 接口技术
图 7-7中, 运算放大器 OA2的作用是将运算放大
器 OA１ 的单向输出转变为双向输出 。 表达式
（ 7-3） 的比例关系可以用图 7-8来表示 。
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V
V out
+V REF
-V REF
0 0 H F F H8 0 H
B
图
7-
8
双
极
性
输
出
线
性
关
系
图
第七章 接口技术
7.2.2 MCS-51和 8位 DAC的接口
1,直通方式
2,单缓冲方式
3,双缓冲方式
第七章 接口技术
1,直通方式
第七章 接口技术
2,单缓冲方式
所谓的单缓冲方式就是使 DAC0832的两个输
入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处
于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有
一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图 7-9所
示。
-
+
OA
V out.
.
.
.
.
.
.
.
P 0
P 2, 7
WR
8 0 5 1
D 7～ D 0
D A C 0 8 3 2 +5V
V CC
I LE
V REF
R f
I out1
I out2
A G N D
D G N D
CS
X F E R
WR 1
WR 2
图 7-9 DAC0832单缓冲方式接口
第七章 接口技术
例 2.1 DAC0832用作波形发生器 。 试根据图
7-9接线, 分别写出产生锯齿波, 三角波和
方波的程序, 产生的波形如图 7-10所示 。
图 7-10 例 7.1所产生的波形
第七章 接口技术
解：由图 7-9可以看出, DAC0832采用的是单缓冲单极性
的接线方式, 它的选通地址为 7FFFH。
锯齿波程序：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FFFH ；输入寄存器地址
CLR A ；转换初值
LOOP,MOVX@DPTR,A ； D/A转换
INC A ；转换值增量
NOP ；延时
NOP
NOP
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
三角波程序：
ORG 0100H
CLR A
MOV DPTR,#7FFFH
DOWN,MOVX @DPTR,A ；线性下降段
INC A
JNZ DOWN
MOV A,#0FEH ；置上升阶段初值
UP,MOVX @DPTR,A ；线性上升段
DEC A
JNZ UP
SJMP DOWN
END
第七章 接口技术
方波程序：
ORG 0200H
MOV DPTR,#7FFFH
LOOP,MOV A,#33H ；置上限电平
MOVX @DPTR,A
ACALLDELAY；形成方波顶宽
MOV A,#0FFH ；置下限电平
MOVX @DPTR,A
ACALLDELAY；形成方波底宽
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
3,双缓冲方式
所谓双缓冲方式, 就是把 DAC0832
的两个锁存器都接成受控锁存方式 。
双缓冲方式 DAC0832的连接如图 7-11
所示 。
第七章 接口技术
图 7-11 DAC0832的双缓冲方式接口
AO 1
AO 2+
+
_
_
2R 2R
V o u t
.
.
.
.
.
+ 5 V
I LE
V c c
V REF
R f
I o u t 1
I o u t 2
WR 1
DI 0
WR 2
X F E R
CS
DI 7
~
P 0,0 P 0,7
~
A L E
EA
8 0 3 1
WR
锁
存
器
译
码
器
F F H
F E H
.
D A C 0 8 3 2
R
.
第七章 接口技术
例 7.2 DAC0832用作波形发生器 。 试根据图 7-
11接线, 分别写出产生锯齿波, 三角波
和方波的程序, 产生的波形如图 7-12所示 。
图 7-12 例 7.2所产生的波形
第七章 接口技术
ORG 0000H
LOOP1,MOV A,#80H ；转换初值
LOOP,MOV R0,#0FEH ；输入寄存器地址
MOVX @R0,A ；转换数据送输入寄存器
INC R0 ；产生 DAC寄存器地址
MOVX @R0,A；数据送入 DAC寄存器并进行 D/A转换
DEC A ；转换值减少
NOP ；延时
NOP
NOP
CJNE A,#0FFH,LOOP； -5V是否输出？ 未输出, 程序循环
SJMP LOOP1 ； -5V已输出, 返回转换初值
END
解：由图 7-11可以看出,DAC0832采用的是双缓冲双极性的接线方式，输
入寄存器的地址为 FEH,DAC寄存器的地址为 FFH。锯齿波程序：
第七章 接口技术
三角波程序：
ORG 0100H
MOV A,#0FFH
DOWN,MOV R0,#0FEH
MOVX @R0,A ；线性下降段
INC R0
MOVX @R0,A
DEC A
JNZ DOWN
UP,MOV R0,#0FEH ；线性上升段
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
INC A
JNZ UP
MOV A,#0FEH
SJMP DOWN
END
第七章 接口技术
方波程序：
ORG 0200H
LOOP,MOV A,#66H
MOV R0,#0FEH ；置上限电平
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
ACALL DELAY ；形成方波顶宽
MOV A,#00H ；置下限电平
MOV R0,#0FEH
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
ACALL DELAY ；形成方波底宽
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
例 7.3 X-Y绘图仪与双片 DAC0832接线如图 7-13所示。
设 8031内部 RAM中有两个长度为 30H的数据块，其
起始地址分别为 20H和 60H，请根据图 7-13，编出能
把 20H和 60H中的数据分别从 1#和 2#DAC0832输出，
并根据所给数据绘制出一条曲线。
第七章 接口技术
8 0 3 1
锁
存
器
译
码
器
1 D A C 0 8 3 2
#
2 D A C 0 8 3 2
#
-
+
OA 1
V X
-
+
OA 2
V Y
..,
.,
.
.
.
F D H
F F H
F E H
CS
X F E R
WR 1
WR 1
WR 2
WR 2
I o u t 1
I o u t 1
I o u t 2
I o u t 2
R fb
R fb
A L E
WR
P 0.7
P 0.0
DI 7
DI 7
DI 0
DI 0
CS
X F E R
图 7-13 控制 X-Y绘图仪的双片 DAC0832接口
第七章 接口技术
解：根据图 7-13接线, DAC0832各端口的地址为：
FDH 1#DAC0832数字量输入寄存器地址
FEH 2#DAC0832数字量输入寄存器地址
FFH 1#和 2#DAC0832启动 D/A转换地址
设 R1寄存器指向 60H单元； R0指向 20H单元, 并
同时作为两个 DAC0832的端口地址指针； R7寄存
器存放数据块长度 。
第七章 接口技术
ORG 0000H
MOV R7,#30H ；数据块长度
MOV R1,#60H
MOV R0,#20H
LOOP,MOV A,R0
PUSH A ；保存 20H单元地址
MOV A,@R0 ；取 20H单元中的数据
MOV R0,#0FDH ；指向 1#DAC0832的数字量输入寄存器
MOVX @R0,A ；取 20H单元中的数据送 1#DAC0832
INC R0
第七章 接口技术
MOV A,@R1 ；取 60H单元中的数据
INC R1 ；修改 60H单元地址指针
MOVX @R0,A ；取 60H单元中的数据送
2#DAC0832
INC R0
MOVX @R0,A；启动两片 DAC0832同时进行转换
POP A ；恢复 20H单元地址
INC A ；修改 20H单元地址指针
MOV R0,A
DJNZ R7,LOOP ；数据未传送完，继续
END
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第七章 接口技术
7.2.3 MCS-51和 12位 DAC的接口
DAC1208的内部结构和引脚结构 DAC1208的内部
结构如下图 7-14所示, 引脚结构如图 7-15所示 。
4 位输入
寄存器
8 位输入
寄存器
1 2 位
D A C
寄
存
器
1 2 位
D / A
转
换
器
I o u t 1
I o u t 2
V REF
R fb
DI 11
DI 4
DI 3
DI 0
B Y T E 1 / B Y T E 2
CS
WR 1
WR 2
X F E R
LE 1
LE 2 LE 3
M 3
M 2
M 1
L E = 1,输出跟随输入
L E = 0,输入数据锁存
.
.
.
图 7-14 DAC1208内部框图
第七章 接口技术
图 7-15 DAC1208引脚图
CS
WR 1
A G N D
DI 9
DI 8DI 2
DI 3
DI 4
DI 5
DI 6
DI 7
V REF
R fb
D G N D
V cc
B Y T E 1 / B Y T E2
WR 2
X F E R
I out2
I out1
D A C 1 2 0 8
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
1312
11
24
23
22
21
( L S B ) D I0
DI 1
DI 11 ( M S B )
DI 10
第七章 接口技术
8031和 DAC1208的接线方式如图 7-16所示。
图 7-16 8031和 DAC1208的连接
-
+
OA
8 0 3 1
EA
A L E
P 0.3 P 0.0
~
P 0.7 P 0.4
~
WR
地
址
锁
存
器
Q 0
Q 1
Q 7 译
码
器
1 1 1 1 1 1 1 B
1 1 1 1 1 1 0 B
B Y T E 1 / B Y T E2
X F E R
CS
WR 1
WR 2
R fb
I o u t 1
I o u t 2
V o u t
D I 11 D I 8
D I 7 D I 4
D I 3 D I 0
~
~
~
D A C 1 2 0 8
.
第七章 接口技术
解,D/A转换的程序为：
ORG 0000H
MOV R0,#0FFH ； 8位输入寄存器地址
MOV R1,#21H
MOV A,@R1 ；高 8位数字量送 A
MOVX @R0,A ；高 8位数字量送 8位输入寄存器
DEC R0
DEC R1
MOV A,@R1 ；低 4位数字量送 A
SWAP A ； A中高低 4位互换
MOVX @R0,A ；低 4位数字量送 4位输入寄存器
DEC R0
MOVX @R0,A ；启动 D/A转换
END
例 7.4 设内部 RAM的 20H和 21H单元内存放一个 12位数字
量（ 20H单元中为低 4位,21H单元中为高 8位），试根据
图 7-16编写出将它们进行 D/A转换的程序。
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第七章 接口技术
7.3 A/D转换器
7.3.1 逐次逼近式 A/D转换器的工作原理
7.3.2 A/D转换器的性能指标
7.3.3 典型的 A/D转换芯片 ADC0809
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第七章 接口技术
7.3.1 逐次逼近式 A/D转换器的工作原理
逐次逼近式 A/D转换器是一种采用对分搜索原理
来实现 A/D转换的方法, 逻辑框图如图 7-17所示 。
图 7-17 逐次逼近式 A/D转换器逻辑框图
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-
+
OA
模拟输入V x
数字输出
启动
CK D O N E
控制逻辑
N 位寄存器
N位
D / A 转换器
Vc
比较器
第七章 接口技术
7.3.2 A/D转换器的性能指标
1,转换精度
2,转换时间
3,分辨率
4,电源灵敏度
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第七章 接口技术
7.3.3 典型的 A/D转换芯片
ADC0809
1,ADC0809的内部逻辑结构
8路 A/D转换器 8路模拟量开关 ADC0809的内部逻
辑结构如图 7-18所示。
图 7-18 ADC0809内部逻辑结构
地
址
锁
存
.
8 0 3 1 A D C 0 8 0 9
A L E
P 0.7
P 0.0
P 2.7
WR
RD
I N T
CK
D
Q
Q
A 0
A 1
A 2
D 0
D 7
A
B
C
C L K
S T A R T
A L E
OE
E O C
.
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
+
+
第七章 接口技术
2,引脚结构
ADC0809采用双列直插式封装, 共有 28条引脚 。
其引脚结构如图 7-19所示 。
IN 5
D 7
D 6
D 0
D 1 D 2
D 3
D 4
D 5
V ref(+)
OE
G N D
V cc
A D D C
A D C 0 8 0 9
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
13
12
11
IN 3
IN 4
IN 7
IN 6
S T A R T
E O C
C L O C K
V ref(-)
A L E
A D D A
A D D B
IN 0
IN 1
IN 228
27
26
25
24
23
22
21
图
7-
19A
DC
08
09
引
脚
图
第七章 接口技术
引脚结构
（ 1） IN7~IN0,8条模拟量输入通道
（ 2）地址输入和控制线,4条
（ 3）数字量输出及控制线,11条
（ 4）电源线及其他,5条
第七章 接口技术
表 7-1 被选通道和地址的关系
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第七章 接口技术
7.4 MCS-51和 A/D转换器的接口
7.4.1 MCS-51和 ADC0809的接口
7.4.2 MCS-51对 AD574的接口
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第七章 接口技术
7.4.1 MCS-51和 ADC0809的接口
ADC0809和 8031的接线如图 7-20所示 。
图 7-20 ADC0809和 8031接线图
地
址
锁
存
.
8 0 3 1 A D C 0 8 0 9
A L E
P 0.7
P 0.0
P 2.7
WR
RD
I N T
CK
D
Q
Q
A 0
A 1
A 2
D 0
D 7
A
B
C
C L K
S T A R T
A L E
OE
E O C
.
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
+
+
第七章 接口技术
例 7.5 如图 7-20所示, 试用查询和中断两种方式编写程序, 对 IN5
通道上的数据进行采集, 并将转换结果送入内部 RAM20H单元 。
解：中断方式程序清单：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FF5H
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
SETB EA
SETB EX1 ；开外中断 1
SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式
LOOP,SJMP LOOP ；等待中断
END
第七章 接口技术
中断服务程序：
ORG 0013H ；外中断 1的入口地址
LJMP 1000H ；转中断服务程序的入口地址
ORG 1000H
MOVX A,@DPTR ；读取 A/D转换数据
MOV 20H,A ；存储数据
RETI ；中断返回
第七章 接口技术
查询方式程序清单：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FF5H
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
LOOP,JB P3.3,LOOP ；等待转换结束
MOVX A,@DPTR ；读取 A/D转换数据
MOV 20H,A ；存储数据
END
第七章 接口技术
例 7.6 如图 7-21所示, 试编程对 8个模拟通道上的
模拟电压进行一遍数字采集, 并将采集结果送入
内部 RAM以 30H单元为始地址的输入缓冲区 。
图 7-21 8031和 ADC0809的接口
8 0 3 1
EA
A L E
P 0.7 P 0.0
~
WR
地
址
锁
存
器
译
码
器
E O C
A D D A
A L E
OE
S T A R T
C L O C K
2
9
-1
A D C 0 8 0 9
I N T 1
R D
A D D C
A D D B
2
-8
P 0.0
P 0.2
P 0.1
6
22
7
10
M 1
M 2
1
F 0 H
.
.,
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
.
2
+
+
第七章 接口技术
解：从图中可以看出, 接线方式为中断方式 。
ADDA,ADDB和 ADDC三端接 8031的 P0.0, P0.1
和 P0.2,故通道号是通过数据线来选择 。
程序清单：
ORG 0000H
MOV R0,#30H ；数据区始地址送 R0
MOV R7,#08H ；通道数送 R7
MOV R6,#00H ； IN0地址送 R6
MOV IE,#84H ；开中断
SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方
式
MOV R1,#0F0H ；送端口地址到 R1
MOV A,R6 ； IN0地址送 A
MOVX @R1,A ；启动 A/D转换
LOOP,SJMP LOOP ；等待中断
END
第七章 接口技术
中断服务程序：
ORG 0013H ；外中断 1的入口地址
AJMP 1000H ；转中断服务程序的入口地址
ORG 1000H
MOVX A,@R1；读入 A/D转换数据
MOV @R0,A；将转换后的数据存入数据区
INC R0 ；数据区指针加 1
INC R6 ；模拟通道号加 1
MOV A,R6 ；新的模拟通道号送 A
MOVX @R1,A；启动下一通道的 A/D转换
DJNZ R7,LOOP1 ； 8路采样未结束, 则转向 LOOP1
CLR EX1 ； 8路采样结束, 关中断
LOOP1,RETI ；中断返回
返回本节
第七章 接口技术
7.4.2 MCS-51对 AD574的接口
（ 1） 引脚功能
AD574为 28脚双列直插式封装, 引脚
排列如图 7-22所示 。
图
7-
22AD
57
4
引
脚
图
第七章 接口技术
（ 2） 结构特点
① AD574内部集成有转换时钟, 参考电压
源和三态输出锁存器, 因此使用方便, 可
直接和微机接口, 不需要外接时钟电路 。
② ADC0809的输入模拟电压为 0～ +5V,是
单极性的 。 而 AD574的输入模拟电压既可
是单极性也可是双极性 。
③ AD574的数字量的位数可以设定为 8位,
也可设定为 12位 。
第七章 接口技术
2,8031和 AD574的接口
图 7-23表示出了 AD574与 8031单片机的接口电路。
图 7-23 AD574与 8031接口电路
.
.
.
.
P 0, 7
P 0, 0
EA
A L E
WR
RD
P 1, 0
32
39
31
30
16
17
1
8 0 3 1
7 4 L S
3 7 3
D 7
D 0 Q 0
Q 7
7 4 L S 0 0
&
1
2
3
18
17
14
13
15
16
19
12
8
2
5
6
9
3
4
7
33
34
35
36
37
38
11
11
15
12
10
13
27
14
26
25
20
21
22
23
24
19
16
17
28
18
2
6
5
4
3
9
7
8
- 1 5 V
+ 1 5 V
±
±
模拟输入
+ 5 V
增益
补偿
1 0 0Ω
Ω 1 0 0
D 10
D 9
D 8
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
D 7
D 11
CE
S T S
1 2 / 8
A 0
CS
R/ C
1 0 V IN
B I F O F F
R E F O U T
R E F I N
A G N D
D G N D
V ss
V cc
2 0 V IN
V L
.
.
A D 5 7 4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
第七章 接口技术
图 7-24 单极性输入电路
模拟输入
0 + 1 0 V
~
~
0 + 2 0 V
A G N D
2 0 V IN
1 0 V IN
B I P O F F
R E F O U T
CE
R / C
R E F I N
A 0
CS
1 2 / 8 S T S
高位
2 4 2 7
中位
2 0 2 3
低位
1 6 1 9
~
~
~
D G N D
- 1 5 V
+ 1 5 V
+ 5 V
+ 1 5 V- 1 5 V
1 0 0 K
1 0 0
1 0 0 K
1 0 0
Ω
Ω
A D 5 7 4
第七章 接口技术
例 7.7 在图 7-23中, 试编写程序, 使 AD 574进行
12位 A/D转换, 并把转换后的 12位数字量存入内
部 20H和 21H单元 。
设 20H单元存放高 8位, 21H单元存放低 4位 。
解：程序清单如下：
ORG 0000H
MOV R0,#20H ；数据区首址
MOV DPTR,#0FF7CH
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
第七章 接口技术
LOOP,JB P1.0,LOOP ；转换是否结束, 未结束, 等待
MOV DPTR,#0FF7DH
MOVX A,@DPTR ；读高 8位数据
MOV @R0,A ；存高 8位数据
INC DPTR
INC DPTR
MOVX A,@DPTR ；读低 4位数据
ANL A,#0FH ；屏蔽高 4位随机数
INC R0
MOV @R0,A ；存低 4位数据
END
返回本节
第七章 接口技术
7.5 数据的采样及保持
7.5.1 多路转换开关
7.5.2 数据采样定理
7.5.3 采样 /保持器
返回本章首页
第七章 接口技术
7.5.1 多路转换开关
1,CD4051
CD4051是单边 8通道多路调制器 /多路解调器。其
引脚结构如图 7-25所示。
图 7-25中,C,B,A为二进制控制输入端，改变
C,B,A的数值，可以译出 8种状态，并选中其
中之一，使输入输出接通。当 INH=1时，通道断
开；当 INH=0时，通道接通。改变图中
IN/OUT0~7及 OUT/IN的传递方向，则可用作多
路开关或反多路开关。其真值表如表 7-3所示。
第七章 接口技术
图 2-25 CD4051引脚图
表 7-3 CD4051真值表
IN / O U T
1
98
7
6
5
4
3
2
10
11
14
13
12
15
16
{
{IN / O U T
{
IN / O U T
1
2
3
0
4
5
6
7
O U T / I N
I N H
V s s
V c c
V DD
A
B
C
第七章 接口技术
2,多路转换开关的扩展
当采样的通道比较多，可以将两个或两
个以上的多路开关并联起来，组成 8× 2
或 16× 2的多路开关。下面以 CD4051为
例说明多路开关的扩展方法。两个 8路开
关扩展成 16路的多路开关的方法，如图 7-
26所示。
返回本节
第七章 接口技术
O U T O U T
C C
A
B B
A
D 0D 1D 2D 3
C D 4 0 5 1 C D 4 0 5 1
I N H I N H
S 1
S 8
S 1
S 8
ININ
ININ
{
{
模拟输入
（1 8）
模拟输入
（9 16 ）
~~
模拟输出
.
.
..
.
图 7-26 用 CD4051多路开关组成的 16路模拟开关接线图
第七章 接口技术
离散系统的采样
形式有周期采样、
多阶采样和随机
采样。周期采样
应用最为广泛。
所谓周期采样就
是以相同的时间
间隔进行采样。
图 7-27给出了采样
前后波形的变化。
X*（ t）图 7-27 采样前后波形的变化
7.5.2 数据采样定理
返回本节
X (t)
X (t)
*
S T (t)
t
t
t
0
0
0 2T1T 3T 4T 5T 6T- 2 T - 1 T- 3 T- 4 T- 5 T
第七章 接口技术
采样 /保持器的作用是：在采样时, 其输出能够
跟随输入变化；而在保持状态时, 能使输出值
不变 。 其输入输出特性如图 7-28所示 。
图 7-28 采样 /保持器的输入输出特性
7.5.3 采样 /保持器
采样
保持
V in
V o u t
S / HV in V o u t
工作方式
第七章 接口技术
1,采样 /保持器的工作原理
最简单的采样 /保持器是由开关和电容组
成, 如图 7-29所示 。
图 7-29 最简单的采样 /保持器
RK
Vx
C
V o u t.
第七章 接口技术
2,常用的采样 /保持器
随着大规模集成电路的发展, 已生产出
各种各样的采样 /保持器 。 如用于一般目
的有 AD582,AD583,LF198/398等；用
于高速的有 THS-0025, THS-0060,
THC-0030,THC-1500等；用于高分辨
率的有 SHA1144,ADC1130等 。
返回本节
第七章 接口技术
7.6 常用输出驱动电路
7.6.1 白炽灯驱动接口
7.6.2 光电隔离器
返回本章首页
第七章 接口技术
7.6.1 白炽灯驱动接口
图 7-30是用 CJ0451驱动器对白炽灯驱动的典型应用
电路 。 驱动器输出驱动电流为 300~500mA。 当单
片机的 P1.7输出低电平时, CJ0451驱动器的输出晶
体管导通, 灯泡上有电流流过而点亮 。
图 7-30 CJ0451驱动灯泡的应用 返回本节
P 1.7
8 0 3 1
开 关
1
2
4 3
7
8
1K Ω
1K Ω
Ω 3 0 0
R
+ 5 V
+ 1 2 VC J 0 4 5 1
.
.
第七章 接口技术
7.6.2 光电隔离器
图 7-31中二极管用于保护驱动器，当驱动器由 0变
为 1时，继电器由接通转为关断，由于继电器线圈
是感性负载，会产生很高的感应电动势，二极管
提供的泄流回路能保护隔离器。
继电器隔离适用于控制对响应速度要求不高的启
停设备 。 对启停时间很短的开关量输出控制系统,
应采用光电耦合器 。 光电耦合器所需的驱动电流
小, 在硬件设计时, 只需要一般的三态门即可 。
图 7-32为快速驱动直流负载的光电隔离电路 。
第七章 接口技术
图 7-31 开关量输出隔离电路
8 0 3 1
3 3 3 9
~
28
27
26
25
16
&
CP
7 4 L S
2 7 3
SN
7 5 4 5 2
V 7 V 0
J 7
J 0
J 1
J 2
.,.
.
.
.
.
+ 5 V
第七章 接口技术
图 7-32 光电耦合控制直流电机
返回本节
8 0 3 1
7 4 L S
2 7 3
+ 5 V
DC
+ -
M
R 1
R 2
R 3
S C R
M C S 6 2 0 0
7
8
.,
.,
第七章 接口技术
THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
结束放映 返回本章首页
第七章 接口技术
7.1 D/A转换器
7.2 MCS-51和 D/A转换器的接口
7.3 A/D转换器
7.4 MCS-51和 A/D转换器的接口
7.5 数据的采样及保持
7.6 常用输出驱动电路
第七章 接口技术
在微机的各种接口中, 完成外设信号到微机所需
数字信号转换的, 称为模拟 ∕数字转换 （ A/D转换 ）
器；完成微机输出数字信号到外设所需信号转换
的, 称为数字 ∕模拟转换 （ D/A转换 ） 器 。
D/A转换器 （ Digital to Analog Converter） 是一种
能把数字量转换成模拟量的电子器件； A/D转换器
（ Analog to Digital Converter） 则相反, 它能把模
拟量转换成相应的数字量 。 在微机控制系统中,
经常要用到 A/D和 D/A转换器 。 它们的功能及在实
时控制系统中的地位, 如图 2-1所示 。
第七章 接口技术
图 7-1 单片机和被控实体间的接口示意
返回本章首页
当
地
功
能单片
微型
计算机
A / D
多
路
开
关
传感器
传感器
D / A
被控实体
变送器
变送器
第七章 接口技术
7.1 D/A转换器
7.1.1 D/A转换器的原理
7.1.2 D/A转换器的性能指标
7.1.3 典型的 D/A转换器芯片 DAC0832
返回本章首页
第七章 接口技术
7.1.1 D/A转换器的原理
D/A转换器有并行和串行两种, 在工业控制
中, 主要使用并行 D/A转换器 。 D/A转换器
的原理可以归纳为, 按权展开, 然后相
加, 。 因此, D/A转换器内部必须要有一个
解码网络, 以实现按权值分别进行 D/A转换 。
解码网络通常有两种：二进制加权电阻网
络和 T型电阻网络。
第七章 接口技术
为了说明 T型电阻网络的工作原理, 现以四位 D/A
转换器为例加以讨论, 如图 2-2所示 。
图 7-2 T型电阻网络型 D/A转换器
返回本节
10 10 1010
V REF
RI 3
I 3 I 2
I 2
I 1
I 1
I 0
I 0
I 0
R RR
R2R2R2R2R
b 3 b 2 b 1 b 0
四位D A C 寄存器
.,,,
.
.
.,
..
.
.
R fI Rf
I out1
I out2
V out
.
A
OA
+
-
S 3 S 2 S 1 S 0
第七章 接口技术
7.1.2 D/A转换器的性能指标
1,分辨率
2,转换精度
3,偏移量误差
4,建立时间
返回本节
第七章 接口技术
7.1.3 典型的 D/A转换器芯片
DAC0832
1,DAC0832内部结构
2,引脚功能
3,DAC0832的技术指标
第七章 接口技术
1,DAC0832内部结构
DAC0832内部由三部分电路组成，如图 7-3所示。
图 7-3 DAC0832原理框图
D 7
D 6
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
8 位输入
寄存器
8 位D A C
寄存器
8 位D / A
转换电路
R f
V REF
I out2
I out1
R f
I LE
CS
WR 1
WR 2
X F E R
D A C 0 8 3 2
A G N D
V C C
D G N D
LE 1 LE 2
M 1
M 3
M 2
第七章 接口技术
2,引脚功能
DAC0832芯片为 20引
脚, 双列直插式封装 。
其引脚排列如图 2-4所
示 。
（ 1） 数字量输入线
D7~D0（ 8条 ）
（ 2） 控制线 （ 5条 ）
（ 3） 输出线 （ 3条 ）
（ 4） 电源线 （ 4条 ）
图 7-4 DAC0832引脚图
CS
WR 1
A G N D
D 7
D 6D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
V REF
R f
D G N D
V cc
I LE
WR 2
X F E R
I out2
I out1
D A C 0 8 3 2
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
13
12
11
第七章 接口技术
3,DAC0832的技术指标
DAC0832的主要技术指标：
（ 1） 分辨率 8位
（ 2） 电流建立时间 1μS
（ 3） 线性度 （ 在整个温度范围内 ） 8,9
或 10位
（ 4） 增益温度系数 0,0002％ FS/℃
（ 5） 低功耗 20mW
（ 6） 单一电源 +5 ~ +15V
第七章 接口技术
因 DAC0832是电流输出型 D/A转换芯片,
为了取得电压输出, 需在电流输出端接
运算放大器, Rf为运算放大器的反馈电
阻端 。 运算放大器的接法如图 7-5所示 。
图 7-5 运算放大器接法 返回本节
-
+
OA
.
V out
R f
I out1
I out2
第七章 接口技术
7.2 MCS-51和 D/A转换器的接口
7.2.1 DAC0832的应用
7.2.2 MCS-51和 8位 DAC的接口
7.2.3 MCS-51和 12位 DAC的接口
返回本章首页
第七章 接口技术
7.2.1 DAC0832的应用
1,单极性输出
2,双极性输出
第七章 接口技术
1,单极性输出
在需要单极性输出的情况下, 可以采用图 7-6所示接线 。
图 7-6 单极性 DAC的接法
-
+
OA
V out
R f
I out1
I out2
.
.
V REF
D A C 0 8 3 2
.
第七章 接口技术
2,双极性输出
在需要双极性输出的情况下, 可以采用
图 7-7所示接线 。
图 7-7 双极性 DAC的接法
I 1
I 3
I 2
OA 1
OA 2+
+
_
_
2R 2R
R
V o u t 1
V o u t
A
V REF
8 0 3 1
V REF
R f
I o u t 1
I o u t 2
.,
.
.
.
.
第七章 接口技术
图 7-7中, 运算放大器 OA2的作用是将运算放大
器 OA１ 的单向输出转变为双向输出 。 表达式
（ 7-3） 的比例关系可以用图 7-8来表示 。
返回本节
V
V out
+V REF
-V REF
0 0 H F F H8 0 H
B
图
7-
8
双
极
性
输
出
线
性
关
系
图
第七章 接口技术
7.2.2 MCS-51和 8位 DAC的接口
1,直通方式
2,单缓冲方式
3,双缓冲方式
第七章 接口技术
1,直通方式
第七章 接口技术
2,单缓冲方式
所谓的单缓冲方式就是使 DAC0832的两个输
入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处
于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有
一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图 7-9所
示。
-
+
OA
V out.
.
.
.
.
.
.
.
P 0
P 2, 7
WR
8 0 5 1
D 7～ D 0
D A C 0 8 3 2 +5V
V CC
I LE
V REF
R f
I out1
I out2
A G N D
D G N D
CS
X F E R
WR 1
WR 2
图 7-9 DAC0832单缓冲方式接口
第七章 接口技术
例 2.1 DAC0832用作波形发生器 。 试根据图
7-9接线, 分别写出产生锯齿波, 三角波和
方波的程序, 产生的波形如图 7-10所示 。
图 7-10 例 7.1所产生的波形
第七章 接口技术
解：由图 7-9可以看出, DAC0832采用的是单缓冲单极性
的接线方式, 它的选通地址为 7FFFH。
锯齿波程序：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FFFH ；输入寄存器地址
CLR A ；转换初值
LOOP,MOVX@DPTR,A ； D/A转换
INC A ；转换值增量
NOP ；延时
NOP
NOP
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
三角波程序：
ORG 0100H
CLR A
MOV DPTR,#7FFFH
DOWN,MOVX @DPTR,A ；线性下降段
INC A
JNZ DOWN
MOV A,#0FEH ；置上升阶段初值
UP,MOVX @DPTR,A ；线性上升段
DEC A
JNZ UP
SJMP DOWN
END
第七章 接口技术
方波程序：
ORG 0200H
MOV DPTR,#7FFFH
LOOP,MOV A,#33H ；置上限电平
MOVX @DPTR,A
ACALLDELAY；形成方波顶宽
MOV A,#0FFH ；置下限电平
MOVX @DPTR,A
ACALLDELAY；形成方波底宽
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
3,双缓冲方式
所谓双缓冲方式, 就是把 DAC0832
的两个锁存器都接成受控锁存方式 。
双缓冲方式 DAC0832的连接如图 7-11
所示 。
第七章 接口技术
图 7-11 DAC0832的双缓冲方式接口
AO 1
AO 2+
+
_
_
2R 2R
V o u t
.
.
.
.
.
+ 5 V
I LE
V c c
V REF
R f
I o u t 1
I o u t 2
WR 1
DI 0
WR 2
X F E R
CS
DI 7
~
P 0,0 P 0,7
~
A L E
EA
8 0 3 1
WR
锁
存
器
译
码
器
F F H
F E H
.
D A C 0 8 3 2
R
.
第七章 接口技术
例 7.2 DAC0832用作波形发生器 。 试根据图 7-
11接线, 分别写出产生锯齿波, 三角波
和方波的程序, 产生的波形如图 7-12所示 。
图 7-12 例 7.2所产生的波形
第七章 接口技术
ORG 0000H
LOOP1,MOV A,#80H ；转换初值
LOOP,MOV R0,#0FEH ；输入寄存器地址
MOVX @R0,A ；转换数据送输入寄存器
INC R0 ；产生 DAC寄存器地址
MOVX @R0,A；数据送入 DAC寄存器并进行 D/A转换
DEC A ；转换值减少
NOP ；延时
NOP
NOP
CJNE A,#0FFH,LOOP； -5V是否输出？ 未输出, 程序循环
SJMP LOOP1 ； -5V已输出, 返回转换初值
END
解：由图 7-11可以看出,DAC0832采用的是双缓冲双极性的接线方式，输
入寄存器的地址为 FEH,DAC寄存器的地址为 FFH。锯齿波程序：
第七章 接口技术
三角波程序：
ORG 0100H
MOV A,#0FFH
DOWN,MOV R0,#0FEH
MOVX @R0,A ；线性下降段
INC R0
MOVX @R0,A
DEC A
JNZ DOWN
UP,MOV R0,#0FEH ；线性上升段
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
INC A
JNZ UP
MOV A,#0FEH
SJMP DOWN
END
第七章 接口技术
方波程序：
ORG 0200H
LOOP,MOV A,#66H
MOV R0,#0FEH ；置上限电平
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
ACALL DELAY ；形成方波顶宽
MOV A,#00H ；置下限电平
MOV R0,#0FEH
MOVX @R0,A
INC R0
MOVX @R0,A
ACALL DELAY ；形成方波底宽
SJMP LOOP
END
第七章 接口技术
例 7.3 X-Y绘图仪与双片 DAC0832接线如图 7-13所示。
设 8031内部 RAM中有两个长度为 30H的数据块，其
起始地址分别为 20H和 60H，请根据图 7-13，编出能
把 20H和 60H中的数据分别从 1#和 2#DAC0832输出，
并根据所给数据绘制出一条曲线。
第七章 接口技术
8 0 3 1
锁
存
器
译
码
器
1 D A C 0 8 3 2
#
2 D A C 0 8 3 2
#
-
+
OA 1
V X
-
+
OA 2
V Y
..,
.,
.
.
.
F D H
F F H
F E H
CS
X F E R
WR 1
WR 1
WR 2
WR 2
I o u t 1
I o u t 1
I o u t 2
I o u t 2
R fb
R fb
A L E
WR
P 0.7
P 0.0
DI 7
DI 7
DI 0
DI 0
CS
X F E R
图 7-13 控制 X-Y绘图仪的双片 DAC0832接口
第七章 接口技术
解：根据图 7-13接线, DAC0832各端口的地址为：
FDH 1#DAC0832数字量输入寄存器地址
FEH 2#DAC0832数字量输入寄存器地址
FFH 1#和 2#DAC0832启动 D/A转换地址
设 R1寄存器指向 60H单元； R0指向 20H单元, 并
同时作为两个 DAC0832的端口地址指针； R7寄存
器存放数据块长度 。
第七章 接口技术
ORG 0000H
MOV R7,#30H ；数据块长度
MOV R1,#60H
MOV R0,#20H
LOOP,MOV A,R0
PUSH A ；保存 20H单元地址
MOV A,@R0 ；取 20H单元中的数据
MOV R0,#0FDH ；指向 1#DAC0832的数字量输入寄存器
MOVX @R0,A ；取 20H单元中的数据送 1#DAC0832
INC R0
第七章 接口技术
MOV A,@R1 ；取 60H单元中的数据
INC R1 ；修改 60H单元地址指针
MOVX @R0,A ；取 60H单元中的数据送
2#DAC0832
INC R0
MOVX @R0,A；启动两片 DAC0832同时进行转换
POP A ；恢复 20H单元地址
INC A ；修改 20H单元地址指针
MOV R0,A
DJNZ R7,LOOP ；数据未传送完，继续
END
返回本节
第七章 接口技术
7.2.3 MCS-51和 12位 DAC的接口
DAC1208的内部结构和引脚结构 DAC1208的内部
结构如下图 7-14所示, 引脚结构如图 7-15所示 。
4 位输入
寄存器
8 位输入
寄存器
1 2 位
D A C
寄
存
器
1 2 位
D / A
转
换
器
I o u t 1
I o u t 2
V REF
R fb
DI 11
DI 4
DI 3
DI 0
B Y T E 1 / B Y T E 2
CS
WR 1
WR 2
X F E R
LE 1
LE 2 LE 3
M 3
M 2
M 1
L E = 1,输出跟随输入
L E = 0,输入数据锁存
.
.
.
图 7-14 DAC1208内部框图
第七章 接口技术
图 7-15 DAC1208引脚图
CS
WR 1
A G N D
DI 9
DI 8DI 2
DI 3
DI 4
DI 5
DI 6
DI 7
V REF
R fb
D G N D
V cc
B Y T E 1 / B Y T E2
WR 2
X F E R
I out2
I out1
D A C 1 2 0 8
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
1312
11
24
23
22
21
( L S B ) D I0
DI 1
DI 11 ( M S B )
DI 10
第七章 接口技术
8031和 DAC1208的接线方式如图 7-16所示。
图 7-16 8031和 DAC1208的连接
-
+
OA
8 0 3 1
EA
A L E
P 0.3 P 0.0
~
P 0.7 P 0.4
~
WR
地
址
锁
存
器
Q 0
Q 1
Q 7 译
码
器
1 1 1 1 1 1 1 B
1 1 1 1 1 1 0 B
B Y T E 1 / B Y T E2
X F E R
CS
WR 1
WR 2
R fb
I o u t 1
I o u t 2
V o u t
D I 11 D I 8
D I 7 D I 4
D I 3 D I 0
~
~
~
D A C 1 2 0 8
.
第七章 接口技术
解,D/A转换的程序为：
ORG 0000H
MOV R0,#0FFH ； 8位输入寄存器地址
MOV R1,#21H
MOV A,@R1 ；高 8位数字量送 A
MOVX @R0,A ；高 8位数字量送 8位输入寄存器
DEC R0
DEC R1
MOV A,@R1 ；低 4位数字量送 A
SWAP A ； A中高低 4位互换
MOVX @R0,A ；低 4位数字量送 4位输入寄存器
DEC R0
MOVX @R0,A ；启动 D/A转换
END
例 7.4 设内部 RAM的 20H和 21H单元内存放一个 12位数字
量（ 20H单元中为低 4位,21H单元中为高 8位），试根据
图 7-16编写出将它们进行 D/A转换的程序。
返回本节
第七章 接口技术
7.3 A/D转换器
7.3.1 逐次逼近式 A/D转换器的工作原理
7.3.2 A/D转换器的性能指标
7.3.3 典型的 A/D转换芯片 ADC0809
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第七章 接口技术
7.3.1 逐次逼近式 A/D转换器的工作原理
逐次逼近式 A/D转换器是一种采用对分搜索原理
来实现 A/D转换的方法, 逻辑框图如图 7-17所示 。
图 7-17 逐次逼近式 A/D转换器逻辑框图
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-
+
OA
模拟输入V x
数字输出
启动
CK D O N E
控制逻辑
N 位寄存器
N位
D / A 转换器
Vc
比较器
第七章 接口技术
7.3.2 A/D转换器的性能指标
1,转换精度
2,转换时间
3,分辨率
4,电源灵敏度
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第七章 接口技术
7.3.3 典型的 A/D转换芯片
ADC0809
1,ADC0809的内部逻辑结构
8路 A/D转换器 8路模拟量开关 ADC0809的内部逻
辑结构如图 7-18所示。
图 7-18 ADC0809内部逻辑结构
地
址
锁
存
.
8 0 3 1 A D C 0 8 0 9
A L E
P 0.7
P 0.0
P 2.7
WR
RD
I N T
CK
D
Q
Q
A 0
A 1
A 2
D 0
D 7
A
B
C
C L K
S T A R T
A L E
OE
E O C
.
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
+
+
第七章 接口技术
2,引脚结构
ADC0809采用双列直插式封装, 共有 28条引脚 。
其引脚结构如图 7-19所示 。
IN 5
D 7
D 6
D 0
D 1 D 2
D 3
D 4
D 5
V ref(+)
OE
G N D
V cc
A D D C
A D C 0 8 0 9
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
20
14
15
16
17
18
19
13
12
11
IN 3
IN 4
IN 7
IN 6
S T A R T
E O C
C L O C K
V ref(-)
A L E
A D D A
A D D B
IN 0
IN 1
IN 228
27
26
25
24
23
22
21
图
7-
19A
DC
08
09
引
脚
图
第七章 接口技术
引脚结构
（ 1） IN7~IN0,8条模拟量输入通道
（ 2）地址输入和控制线,4条
（ 3）数字量输出及控制线,11条
（ 4）电源线及其他,5条
第七章 接口技术
表 7-1 被选通道和地址的关系
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第七章 接口技术
7.4 MCS-51和 A/D转换器的接口
7.4.1 MCS-51和 ADC0809的接口
7.4.2 MCS-51对 AD574的接口
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第七章 接口技术
7.4.1 MCS-51和 ADC0809的接口
ADC0809和 8031的接线如图 7-20所示 。
图 7-20 ADC0809和 8031接线图
地
址
锁
存
.
8 0 3 1 A D C 0 8 0 9
A L E
P 0.7
P 0.0
P 2.7
WR
RD
I N T
CK
D
Q
Q
A 0
A 1
A 2
D 0
D 7
A
B
C
C L K
S T A R T
A L E
OE
E O C
.
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
+
+
第七章 接口技术
例 7.5 如图 7-20所示, 试用查询和中断两种方式编写程序, 对 IN5
通道上的数据进行采集, 并将转换结果送入内部 RAM20H单元 。
解：中断方式程序清单：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FF5H
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
SETB EA
SETB EX1 ；开外中断 1
SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式
LOOP,SJMP LOOP ；等待中断
END
第七章 接口技术
中断服务程序：
ORG 0013H ；外中断 1的入口地址
LJMP 1000H ；转中断服务程序的入口地址
ORG 1000H
MOVX A,@DPTR ；读取 A/D转换数据
MOV 20H,A ；存储数据
RETI ；中断返回
第七章 接口技术
查询方式程序清单：
ORG 0000H
MOV DPTR,#7FF5H
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
LOOP,JB P3.3,LOOP ；等待转换结束
MOVX A,@DPTR ；读取 A/D转换数据
MOV 20H,A ；存储数据
END
第七章 接口技术
例 7.6 如图 7-21所示, 试编程对 8个模拟通道上的
模拟电压进行一遍数字采集, 并将采集结果送入
内部 RAM以 30H单元为始地址的输入缓冲区 。
图 7-21 8031和 ADC0809的接口
8 0 3 1
EA
A L E
P 0.7 P 0.0
~
WR
地
址
锁
存
器
译
码
器
E O C
A D D A
A L E
OE
S T A R T
C L O C K
2
9
-1
A D C 0 8 0 9
I N T 1
R D
A D D C
A D D B
2
-8
P 0.0
P 0.2
P 0.1
6
22
7
10
M 1
M 2
1
F 0 H
.
.,
IN 0
IN 1
IN 7
IN 6
IN 5
IN 4
IN 3
IN 2
.
2
+
+
第七章 接口技术
解：从图中可以看出, 接线方式为中断方式 。
ADDA,ADDB和 ADDC三端接 8031的 P0.0, P0.1
和 P0.2,故通道号是通过数据线来选择 。
程序清单：
ORG 0000H
MOV R0,#30H ；数据区始地址送 R0
MOV R7,#08H ；通道数送 R7
MOV R6,#00H ； IN0地址送 R6
MOV IE,#84H ；开中断
SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方
式
MOV R1,#0F0H ；送端口地址到 R1
MOV A,R6 ； IN0地址送 A
MOVX @R1,A ；启动 A/D转换
LOOP,SJMP LOOP ；等待中断
END
第七章 接口技术
中断服务程序：
ORG 0013H ；外中断 1的入口地址
AJMP 1000H ；转中断服务程序的入口地址
ORG 1000H
MOVX A,@R1；读入 A/D转换数据
MOV @R0,A；将转换后的数据存入数据区
INC R0 ；数据区指针加 1
INC R6 ；模拟通道号加 1
MOV A,R6 ；新的模拟通道号送 A
MOVX @R1,A；启动下一通道的 A/D转换
DJNZ R7,LOOP1 ； 8路采样未结束, 则转向 LOOP1
CLR EX1 ； 8路采样结束, 关中断
LOOP1,RETI ；中断返回
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第七章 接口技术
7.4.2 MCS-51对 AD574的接口
（ 1） 引脚功能
AD574为 28脚双列直插式封装, 引脚
排列如图 7-22所示 。
图
7-
22AD
57
4
引
脚
图
第七章 接口技术
（ 2） 结构特点
① AD574内部集成有转换时钟, 参考电压
源和三态输出锁存器, 因此使用方便, 可
直接和微机接口, 不需要外接时钟电路 。
② ADC0809的输入模拟电压为 0～ +5V,是
单极性的 。 而 AD574的输入模拟电压既可
是单极性也可是双极性 。
③ AD574的数字量的位数可以设定为 8位,
也可设定为 12位 。
第七章 接口技术
2,8031和 AD574的接口
图 7-23表示出了 AD574与 8031单片机的接口电路。
图 7-23 AD574与 8031接口电路
.
.
.
.
P 0, 7
P 0, 0
EA
A L E
WR
RD
P 1, 0
32
39
31
30
16
17
1
8 0 3 1
7 4 L S
3 7 3
D 7
D 0 Q 0
Q 7
7 4 L S 0 0
&
1
2
3
18
17
14
13
15
16
19
12
8
2
5
6
9
3
4
7
33
34
35
36
37
38
11
11
15
12
10
13
27
14
26
25
20
21
22
23
24
19
16
17
28
18
2
6
5
4
3
9
7
8
- 1 5 V
+ 1 5 V
±
±
模拟输入
+ 5 V
增益
补偿
1 0 0Ω
Ω 1 0 0
D 10
D 9
D 8
D 0
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
D 7
D 11
CE
S T S
1 2 / 8
A 0
CS
R/ C
1 0 V IN
B I F O F F
R E F O U T
R E F I N
A G N D
D G N D
V ss
V cc
2 0 V IN
V L
.
.
A D 5 7 4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
第七章 接口技术
图 7-24 单极性输入电路
模拟输入
0 + 1 0 V
~
~
0 + 2 0 V
A G N D
2 0 V IN
1 0 V IN
B I P O F F
R E F O U T
CE
R / C
R E F I N
A 0
CS
1 2 / 8 S T S
高位
2 4 2 7
中位
2 0 2 3
低位
1 6 1 9
~
~
~
D G N D
- 1 5 V
+ 1 5 V
+ 5 V
+ 1 5 V- 1 5 V
1 0 0 K
1 0 0
1 0 0 K
1 0 0
Ω
Ω
A D 5 7 4
第七章 接口技术
例 7.7 在图 7-23中, 试编写程序, 使 AD 574进行
12位 A/D转换, 并把转换后的 12位数字量存入内
部 20H和 21H单元 。
设 20H单元存放高 8位, 21H单元存放低 4位 。
解：程序清单如下：
ORG 0000H
MOV R0,#20H ；数据区首址
MOV DPTR,#0FF7CH
MOVX @DPTR,A ；启动 A/D转换
第七章 接口技术
LOOP,JB P1.0,LOOP ；转换是否结束, 未结束, 等待
MOV DPTR,#0FF7DH
MOVX A,@DPTR ；读高 8位数据
MOV @R0,A ；存高 8位数据
INC DPTR
INC DPTR
MOVX A,@DPTR ；读低 4位数据
ANL A,#0FH ；屏蔽高 4位随机数
INC R0
MOV @R0,A ；存低 4位数据
END
返回本节
第七章 接口技术
7.5 数据的采样及保持
7.5.1 多路转换开关
7.5.2 数据采样定理
7.5.3 采样 /保持器
返回本章首页
第七章 接口技术
7.5.1 多路转换开关
1,CD4051
CD4051是单边 8通道多路调制器 /多路解调器。其
引脚结构如图 7-25所示。
图 7-25中,C,B,A为二进制控制输入端，改变
C,B,A的数值，可以译出 8种状态，并选中其
中之一，使输入输出接通。当 INH=1时，通道断
开；当 INH=0时，通道接通。改变图中
IN/OUT0~7及 OUT/IN的传递方向，则可用作多
路开关或反多路开关。其真值表如表 7-3所示。
第七章 接口技术
图 2-25 CD4051引脚图
表 7-3 CD4051真值表
IN / O U T
1
98
7
6
5
4
3
2
10
11
14
13
12
15
16
{
{IN / O U T
{
IN / O U T
1
2
3
0
4
5
6
7
O U T / I N
I N H
V s s
V c c
V DD
A
B
C
第七章 接口技术
2,多路转换开关的扩展
当采样的通道比较多，可以将两个或两
个以上的多路开关并联起来，组成 8× 2
或 16× 2的多路开关。下面以 CD4051为
例说明多路开关的扩展方法。两个 8路开
关扩展成 16路的多路开关的方法，如图 7-
26所示。
返回本节
第七章 接口技术
O U T O U T
C C
A
B B
A
D 0D 1D 2D 3
C D 4 0 5 1 C D 4 0 5 1
I N H I N H
S 1
S 8
S 1
S 8
ININ
ININ
{
{
模拟输入
（1 8）
模拟输入
（9 16 ）
~~
模拟输出
.
.
..
.
图 7-26 用 CD4051多路开关组成的 16路模拟开关接线图
第七章 接口技术
离散系统的采样
形式有周期采样、
多阶采样和随机
采样。周期采样
应用最为广泛。
所谓周期采样就
是以相同的时间
间隔进行采样。
图 7-27给出了采样
前后波形的变化。
X*（ t）图 7-27 采样前后波形的变化
7.5.2 数据采样定理
返回本节
X (t)
X (t)
*
S T (t)
t
t
t
0
0
0 2T1T 3T 4T 5T 6T- 2 T - 1 T- 3 T- 4 T- 5 T
第七章 接口技术
采样 /保持器的作用是：在采样时, 其输出能够
跟随输入变化；而在保持状态时, 能使输出值
不变 。 其输入输出特性如图 7-28所示 。
图 7-28 采样 /保持器的输入输出特性
7.5.3 采样 /保持器
采样
保持
V in
V o u t
S / HV in V o u t
工作方式
第七章 接口技术
1,采样 /保持器的工作原理
最简单的采样 /保持器是由开关和电容组
成, 如图 7-29所示 。
图 7-29 最简单的采样 /保持器
RK
Vx
C
V o u t.
第七章 接口技术
2,常用的采样 /保持器
随着大规模集成电路的发展, 已生产出
各种各样的采样 /保持器 。 如用于一般目
的有 AD582,AD583,LF198/398等；用
于高速的有 THS-0025, THS-0060,
THC-0030,THC-1500等；用于高分辨
率的有 SHA1144,ADC1130等 。
返回本节
第七章 接口技术
7.6 常用输出驱动电路
7.6.1 白炽灯驱动接口
7.6.2 光电隔离器
返回本章首页
第七章 接口技术
7.6.1 白炽灯驱动接口
图 7-30是用 CJ0451驱动器对白炽灯驱动的典型应用
电路 。 驱动器输出驱动电流为 300~500mA。 当单
片机的 P1.7输出低电平时, CJ0451驱动器的输出晶
体管导通, 灯泡上有电流流过而点亮 。
图 7-30 CJ0451驱动灯泡的应用 返回本节
P 1.7
8 0 3 1
开 关
1
2
4 3
7
8
1K Ω
1K Ω
Ω 3 0 0
R
+ 5 V
+ 1 2 VC J 0 4 5 1
.
.
第七章 接口技术
7.6.2 光电隔离器
图 7-31中二极管用于保护驱动器，当驱动器由 0变
为 1时，继电器由接通转为关断，由于继电器线圈
是感性负载，会产生很高的感应电动势，二极管
提供的泄流回路能保护隔离器。
继电器隔离适用于控制对响应速度要求不高的启
停设备 。 对启停时间很短的开关量输出控制系统,
应采用光电耦合器 。 光电耦合器所需的驱动电流
小, 在硬件设计时, 只需要一般的三态门即可 。
图 7-32为快速驱动直流负载的光电隔离电路 。
第七章 接口技术
图 7-31 开关量输出隔离电路
8 0 3 1
3 3 3 9
~
28
27
26
25
16
&
CP
7 4 L S
2 7 3
SN
7 5 4 5 2
V 7 V 0
J 7
J 0
J 1
J 2
.,.
.
.
.
.
+ 5 V
第七章 接口技术
图 7-32 光电耦合控制直流电机
返回本节
8 0 3 1
7 4 L S
2 7 3
+ 5 V
DC
+ -
M
R 1
R 2
R 3
S C R
M C S 6 2 0 0
7
8
.,
.,
第七章 接口技术
THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
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