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设计一个基于单片机的具有AD和DA功能的信测控装置

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ALE为模拟通道锁存信号。当此引脚由低电平到高电平跳变时,将加到 ADDC、ADDB、ADDA引脚的数据锁存并选通相应的模拟通道。

4.ADC 0809的转换控制。ADC0809的转换时序如下图。首先给出ADC通道地址A、B和 C,它们在ALE的上升沿被锁存;然后在 ST(StartConversion)的下降沿开始转换且EOC变低;EOC变高时表示转换结束,这时令OE有效,即可读到转换结果。

图7 ADC0809时序图

4.2 D/A转换电路

4.2.1 D/A 转换的工作原理

D/A 转换有多种方法,如权电阻网络法、T形电阻网络法和开关树法,但最常见的是 T形电阻网络法。 4.2.2 D/A 转换器的主要性能指标 (1)分辨率

分辨率指 D /A 转换器所能分辨的最小量化信号的能力。这是对微小输入量变化的敏感程度的描述,一般用转换器的数字量的位数来表示。对于一个分辨率为 n 位的 DAC,它能对满刻度的 2- n倍的输入变换量做出反应。常见的分辨率有 8位、10位、12位等。 (2)建立时间

建立时间是 DAC转换速度快慢的一个重要参数,指 DAC 的数字输入有满

刻度值的变化时,输出模拟信号电压(或电流)达到满刻度值1/2LSB 时所需要的时间。对电流输出形式的DAC,建立时间是很短的;而对电压输出形式的 DAC,建立时间主要是其输出运放所需的响应时间。一般 DAC的建立时间为几个纳秒至几个微秒。

本次设计选用8位 DAC 芯片———DAC 0832

图8 DAC0832引脚图

1.技术参数

内部采用 R -2R 梯形电阻网络,片外为 20引脚双列直插式封装。 分辨率:8位。

建立时间:1μs,电流型输出。 单电源:+5~ +15 V。 低功耗:200 mW。 精度:+1 LSB。 线性误差:+0.1% 。

基准电压范围:-15~ +15 V。 2.内部结构和引脚

DAC 0832由 8位输入锁存器、8位 DAC寄存器、8位 D /A 转换电路组成,内部逻辑结构如图8所示

图9 内部逻辑结构

4.2.3 DAC 0832的工作方式

根据对 DAC 0832的输入锁存器和 DAC寄存器的不同的控制方法,DAC 0832有如下三种工作方式。 (1) 单缓冲方式

此方式控制输入寄存器和 DAC 寄存器同时跟随或锁存数据,或只控制这两个寄存器之一,而另一个接成直通方式。此方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出的情形。参考电路如下图10所示

图10 0832单缓冲方式接口

(2) 双缓冲方式

此方式分别控制输入寄存器和DAC寄存器,适用于多路D/A同时输出的情形。它使各路数据分别锁存于各输入寄存器,然后同时(相同控制信号)打开各DAC寄存器,实现同步转换。参考线路如下图11所示,程序片段如下:

图11 0832双缓冲方式接口

4.2.4 锁存器

本设计采用74LS373锁存器芯片,它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器,在单片机系统中为了扩展外部存储器,通常需要一块74LS373芯片。74LS373引脚图如下图所示

图12 74LS373引脚图

图13 74LS373内部逻辑图

(1).1脚是输出使能(OE),是低电平有效,当1脚是高电平时,不管输入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11脚(锁存控制端,G)如何,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈现高阻状态(或者叫浮空状态);

(2).当1脚是低电平时,只要11脚(锁存控制端,G)上出现一个下降沿,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈现输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的状态.

74ls373与单片机接口: 1D~8D为8个输入端。 1Q~8Q为8个输出端。 G是数据锁存控制端;当G=1时,锁存器输出端同输入端;当G由“1”变为“0”时,数据输入锁存器中。 OE为输出允许端;当OE=“0”时,三态门打开;当OE=“1”时,三态门关闭,输出呈高阻状态。

在MCS-51单片机系统中,常采用74LS373作为地址锁存器使用,其连接方法如上图所示。其中输入端1D~8D接至单片机的P0口,输出端提供的是低8位地址,G端接至单片机的地址锁存允许信号ALE。输出允许端OE接地,表示输出三态门一直打开。

4.3 8051扩展I/O接口设计

选择8255A与8051单片机的接口电路。 4.3.1 选择8255芯片依据

8051单片机是Intel公司的产品,而Intel公司的配套可编程I/O接口芯片的种类齐全,这就为MCS-51单片机扩展I/O接口提供了很大的方便。

Intel公司常用的外围I/O接口芯片有:

设计一个基于单片机的具有AD和DA功能的信测控装置

ALE为模拟通道锁存信号。当此引脚由低电平到高电平跳变时,将加到ADDC、ADDB、ADDA引脚的数据锁存并选通相应的模拟通道。4.ADC0809的转换控制。ADC0809的转换时序如下图。首先给出ADC通道地址A、B和C,它们在ALE的上升沿被锁存;然后在ST(StartConversion)的下降沿开始转换且EOC变低;EOC变高时表示转换结束,这时令OE有效,即
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