第 8 章 51 单片机的接口技术
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8.1 显示器及其接口 8.2 键盘接口 8.3 D/A 转换器及其接口 8.4 A/D 转换器及其接口 8.5 打印机接口* 8.6 拨码盘及语音接口*. 第 8 章 51 单片机的接口技术. 8.3 D/A 转换器及其接口 8.4 A/D 转换器及其接口. 单片机和被控实体间的接口示意图. 8.3.1 D/A 转换器 8.3.2 51 单片机和 D/A 的接口. 8.3 D/A 转换器及其接口. V REF. 8.3.1 D/A 转换器. 图 8-3-1 最简单 D/A 转换器框图. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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第 8 章 51 单片机的接口技术
8.1 显示器及其接口
8.2 键盘接口
8.3 D/A 转换器及其接口
8.4 A/D 转换器及其接口
8.5 打印机接口 *
8.6 拨码盘及语音接口 *
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8.3 D/A 转换器及其接口8.4 A/D 转换器及其接口
单片机和被控实体间的接口示意图
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8.3 D/A 转换器及其接口
8.3.1 D/A 转换器
8.3.2 51 单片机和 D/A 的接口
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8.3.1 D/A 转换器
图 8-3-1 最简单 D/A 转换器框图
VREF
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关系式: Vout=B×VR
式中, VR 为常量,由参考电压 VREF 决定; B 为数字
量,常为一个二进制数。 B 的位数通常为 8 位和 12 位等,由 D/A 转换器芯片型号决定。
B 为 n 位时的通式为: B=bn-1bn-2…b1b0
=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+ b0×20
式中, bn-1 为 B 的最高位; b0 为最低位。
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1 . D/A 转换器的原理
D/A 转换器的原理:
把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量,并通过运算放大器求和相加(如图 8-3-2 所示)。
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图 8-3-2 T 型电阻网络型 D/A 转换器根据克希荷夫定律,如下关系成立:I0==1/2·I1 I1==1/2·I2 I2==1/2· I3 I3==VREF/2R
B)b2b2b2b2
)bbbb(bbbbI
R2
V0
01
12
23
3
R2
V
021
121
21
221
321
RV
0R2
V1R2
V2R2
V3R2
V1out
4REF
4REF
4322REF
4REF
3REF
2REFREF
(=
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n 位 D/A 转换器
B2
VBR
R2
VRIV
4REF
f4REF
fRFout n
n
2 -1 1= (1 )
2 2 2REF
out REF REFn n
VV B V V
8 位 D/A , B=0, Vout=0V; B=255, Vout=-(255/256)*5=-4.98V
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D/A 转换器的输出形式 电压输出 电流输出,输出加运放将电流转为电压。
D/A 转换器的接口形式 并行,总线接口 串行, I2C , SPI , 串口
D/A 转换器的输入锁存(并行接口)无锁存器
不能与 P0 直接相连。有锁存器
能与 P0 直接相连。
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2 . D/A 转换器的性能指标 分辨率: 分辨率是指 D/A 转换器的单位数字量引起的模
拟量输出的变化。一般定义为:输出模拟量满度值与 2n 的比值。例如: 8 位 D/A, 输出满度是 5V ,分辨率为 5/28=19.5mv
转换精度: 转换精度指满度校准时,在全量程内, DAC的实际模拟输出值与理论值的最大相对误差。
线性度: 线性度是指 DAC 的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移误差。
建立时间 :建立时间是数据变化满刻度时,输出达到终值 ±(1/2)LSB 所需的时间。
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3 . DAC0832DAC0832 内部结构 DAC0832 内部由三部分电路组成(图 8-3-3 )。 “ 8位输入寄存器”、“ 8 位 DAC 寄存器”、“ 8 位 D/A 转换电路”由 8 位 T 型电阻网络和电子开关组成。
图 8-3-3 DAC0832 原理框图
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引脚功能
DAC0832 共有 20 条引脚,双列直插式封装。
( 1 )数字量输入线 DI7 ~ DI0 ( 8 条);( 2 )控制线( 5
条);( 3 )输出线( 3 条); ( 4 )电源和地线( 4 条)。
图 8-3-4 DAC0832 原理框图
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第一级寄存器选通: ILE=1, CE=0, WR1=0
第二级寄存器选通: WR2=0, XFER=0
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8.3.2 51 单片机和 D/A 的接口1 . DAC 的应用
DAC 用作单极性电压输出
DAC 用作双极性电压输出(图 8-3-5 、表 8-3-1 )
DAC 用作程控放大器(图 8-3-6 )
B256
VV REF
out
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15图 8-3-5 双极性 DAC 的接法
1(2 )
2( )256
( 128)128
out out REF
REFREF
REF
V V VV
B V
VB
-
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输入数字量 Bb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
Vout (理想值)+VREF 时 -VREF 时
1 1 1 1 1 1 1 1 |VREF|-LSB -|VREF|+LSB┆ ┆ ┆
1 1 0 0 0 0 0 0 |VREF|/2 -|VREF|/2┆ ┆ ┆
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
┆ ┆ ┆0 1 1 1 1 1 1 1 -LSB LSB
┆ ┆ ┆0 0 1 1 1 1 1 1 -|VREF|/2-LSB |VREF|/2+LSB
┆ ┆ ┆0 0 0 0 0 0 0 0 -|VREF| |VREF|
表 8-3-1 双极性输出电压与输入数字量的关系
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0II
R
VI
R256
VB
R256
VBI
1outRfb
fb
inRfb
outREF1out
图 8-3-6 用 DAC0832 作程控放大器
)RR(VB
256
256R
R
B
VBV
fbin
fb
inout
2
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Vinb
b
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2 . 51 单片机与 8 位 DAC 的接口 51 单片机和 DAC0832 接口时,有三种连接方式:• 直通方式• 单缓冲方式(如图 8-3-7 所示)• 双缓冲方式 ( 如图 8-3-9 所示 )
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图 8-3-7 单缓冲方式下的 DAC0832
MOV A, #80HMOV R0, #0FEHMOVX @R0,A
+5V
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图 8-3-8 DAC 产生波形
Vref=5V
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锯齿波ORG 0000H
START: MOV R0,#0FEH
CLR A
LOOP: MOVX @R0, A
INC A
SJMP LOOP
END
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三角波ORG 0000H
START:MOV R0,#0FEHCLR A
DOWN: MOVX @R0, AINC AJNZ DOWN
UP: DEC AMOVX @R0, AJNZ UPSJMP DOWNEND
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矩形波ORG 0000H
START: MOV R0, #0FEHLOOP: MOV A, #33H
MOVX @R0, AACALL DELAY1MOV A, #0FFHMOVX @R0, AACALL DELAY2SJMP LOOPEND
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25图 8-3-9 8031 和两片 DAC0832 的接口(双缓冲方式)
FDH : 1#DAC0832输入寄存器地址
FEH : 2#DAC0832输入寄存器地址
FFH : 1# 和 2# DAC0832 DAC 寄存器地址
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设 51 单片机内部 RAM 中有两个长度为 20 的数据块,其起始地址分别为 20H 和 40H ,编写能把 20H 和 40H中的数据同步从 1# 和 2#DAC0832 输出的程序。
程序设计: 设 0区 R1 寄存器指向 20H 单元 ,1 区R1 指向 40H 单元, 0区 R2 寄存器存放数据块长度 ,0区和 1区的 R0 指向 DAC 端口地址。
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ORG 0000Haddr1 DATA 20H ;与 EQU 类似给标号赋值Addr2 DATA 40HDTOUT: MOV R1 , #addr1 ; 1#DAC 数据区指针
MOV R2 , #20 ;数据块长度计数器 SETB RS0 ; 切换到 1 区
MOV R1 , #addr2 ; 2#DAC 数据区指针 CLR RS0 ; 回 0 区
NEXT : MOV R0, #0FDH ; 1#DAC 输入寄存器地址 MOV A, @R1 ;取 1#DAC 数据指针指向单元中的
数据 MOVX @R0 , A ;数据送 1#DAC0832 输入寄存器
INC R1 ; 修改 1# 数据指针
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SETB RS0 ;转 1 区MOV R0 , #0FEH ; 2#DAC 输入寄存器地址MOV A , @R1 ;取 2#DAC 数据指针指向单元中的数据MOVX @R0 , A ;数据送 2#DAC0832 输入寄存器 INC R1 ;修改 2# 数据指针INC R0 ; 指向 1# , 2#DAC 端口地址MOVX @R0 , A ;启动两片 DAC0832 同时进行转换CLR RS0 ;回 0 区DJNZ R2 , NEXT ;数据未传送完,继续LJMP DTOUTEND
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3 . 51 单片机与 12 位 DAC 的接口
DAC1208 的内部结构和原理(图 8-3-10 ) 51 单片机和 DAC1208 的连接(图 8-3-11 )
12 位 DAC AD667 的功能结构与模拟输出 AD667 与单片机的接口设计
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30图 8-3-10 DAC1208 内部框图
BYTE1/BYTE2=1, 8,4 位输入寄存器同时开启BYTE1/BYTE2=0, 仅 4 位输入寄存器开启
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高 8 位输入寄存器地址 4001H, 先送 8 位数据 低 4 位输入寄存器地址 4000H , 再送 4 位数据DAC 寄存器地址 6000H, 最后再打开 DAC 寄存器
图 8-3-11 8031 和 DAC1208 接口图
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软件编程 将存在 DIGIT 和 DIGIT+1 的 12 位数据送入 DAC1208 作 D/A 转换。
ORG 100H
MOV DPTR, #4001H ; 8 位输入寄存器地址MOV R1, #DIGIT ;高 8 位数据地址MOV A, @R1 ;取数据MOVX @DPTR, A ;高 8 位送入 DAC1208
DEC DPL ; 4 位输入寄存器地址
INC R1 ;低 4 位数据地址MOV A, @R1 ;取数据MOVX @DPTR, A ;低 4 位送入 DAC1208
MOV DPTR, 6000H ; DAC 寄存器地址MOVX @DPTR, A ;同步作 D/A 转换
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12 位 DAC AD667 的功能结构与模拟输出 AD667 : 12 位,并行输入,电压输出,建立时间≤ 3s 。双缓冲输入;硬件编程可输出 +5V 、 +10V 、 2.5V 、 5V
和 10V ;内含高稳定的基准电压源,可方便地与 4 位、 8 位或 16 位微处
理器接口;双电源工作电压为 12V ~ 15V 。
1. 引脚
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运放相关
数字部分
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2. 功能结构图
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3. 模拟电压输出范围的配置 AD667 通过改变片外引脚的电路连接,可获得不同的输出电压量程范围。单极性: 0 ~ 5V 和 0 ~ 10V 。
双极性: 2.5V 、 5.5V 和 10V 。
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VREFOUT
VREFIN
① 单极性电压输出
调零
调满度
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② 双极性电压输出
VREFOUT
VREFIN
调满度
调偏置
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4. 数字输入控制 AD667 的总线接口逻辑由 4 个独立的锁存器组成。
3 个 4 位的输入数据锁存器构成第一级锁存器。1 个 12 位的 DAC 锁存器构成第二级锁存器。
4 个锁存器由 4 个地址输入 A0 ~ A3 和 /CS 控制,所有的控制都
是低电平有效。
低中高
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5. 数据编码代表的数值 单极性输出时,输入编码采用直接二进制编码。全“ 0” 数据输入 000H 产生零模拟电压输出;全“ 1” 数据输入 FFFH 产生比满量程少 1LSB 的模拟电压输
出。 如 10V 满量程, FFFH对应的是 9.9976V 。
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双极性输出时,输入编码采用偏移二进制编码。数据输入为 000H 时,产生负的满量程电压输出;数据输入为 FFFH 时,产生比满量程少 1LSB 的电压输出;数据输入为 800H 时,产生零电压输出。
输入数字量 N与输出模拟电压 VOUT的关系
OUT R111
2
NV V
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6. AD667 与 51 单片机的接口
左对齐数据格式右对齐数据格式
低 8 位第一级锁存器 FEH高 4 位第一级锁存器 FDH12 位第二级锁存器 FBH
7FH
右对齐
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7. 程序
假定低 8 位数据存 20H,高 4 位数据存 21H的低 4 位(右对齐)。
先对第一级锁存器送数据,然后再选通第二级锁存器,进行 D/A
转换。MOV A , 20H ;取低 8 位数据MOV DPTR , #7FFEH
MOVX @DPTR , A ;低 8 位进第一级锁存器MOV A , 21H ;取高 4 位数据MOV DPTR , #7FFDH
MOVX @DPTR , A ;高 4 位进第一级锁存器MOV DPTR , #7FFBH
MOVX @DPTR , A ;选通第二级锁存器,启动转换RET
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8.4 A/D 转换器及其接口
8.4.1 A/D 转换器概述
8.4.2 逐次逼近式 A/D 转换器的工作原理
8.4.3 51 单片机和 ADC0809 的接口
8.4.4 51 单片机和 AD1674/AD574 的接口
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模拟量输入通道用于将模拟信号转换成数字信号,所要求的基本部件有:
模拟多路转换器与信号调理电路。 采样 /保持电路。 A/D 转换器。 通道控制电路。
目前单片的 ADC 芯片较多,对设计者来说,应会合理地的选择芯片,掌握与单片机的接口技术。虽然现在部分的单片机片内集成了 A/D 转换器,使用方便。在片内 A/D 转
换器不能满足需要,还是需外扩 A/D 转换器。
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8.4.1 A/D 转换器概述1.A/D转换器的分类
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逐次比较型 A/D 转换器,在精度、速度和价格上都适中,是最常用的 A/D 转换器。 双积分型 A/D 转换器,精度高、抗干扰性好、价格低廉,转换速度较慢。在单片机应用领域中也得到广泛应用。
- 式 ADC 兼具有积分式与逐次比较型 ADC 的双重优点。它
对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力,不亚于双积分的ADC ,但它比双积分 ADC 有较高的转换速度。 与逐次比较型 ADC 相比,有较高的信噪比,分辨率高,线性度好,不需要采样保持电路。因此,−式 ADC 得到了重视。
A/D 转换器的速度:超高速 (Tconv≤1ns) 、高速 (Tconv ≤1s) 、中速 (Tconv≤1ms) 、低速 (Tconv≤1s) 。
A/D 转换器的位数: 8,10,12,14,16 等。 串行接口: SPI , I2C 。
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2. A/D 转换器的性能指标
(1) 转换时间 : 完成一次模拟量到数字量转换所需的 时间。转换时间的倒数为转换速率。(2) 分辨率: 分辨率为 n位表示它能对满量程输入的 1/ 2n 的增量做出反映。用二进制位数n 来表示,如 8位、 12 位、 6位等。 若 n= 8,满量程输入为 5V,则能辨别的模拟电压增量是 5V/ 28 = 19.5mV 。 (3) 转换精度:在满量程内,实际转换值与理想转换
值的最大误差。
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3. A/D 转换器的选用
(1) A/D 转换器位数的确定 位数确定即分辨率的确定,决定精度要求。估算时至少比总精度要求的分辨率高一位。
(2) 转换速率的确定 根据实际需求确定 A/D 的转换速率。 温度、流量、压力等缓变量的采集可用慢速 A/D,
几毫秒~上百毫秒。转速、电流等的采集用几十微秒的 A/D 。
位数 速度
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(3) 采样保持器的使用 原则上 A/D 转换器对模拟信号转换期间,其输入信号
应保持不变,通过采样保持器完成信号保持的功能。 对直流和相对 A/D 转换速率很慢的信号可以不用采样
保持器。 8 位 100us 的 A/D , 在无采保时, 能转换的最高正弦信
号频率为 12Hz 。
(4) 其他工作电压基准电压串行与并行
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51
8.4.2 逐次逼近型 ADC 基本原理
图 8-4-1 逐次逼近 ADC 原理电路框图
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 8-4-1 所示。
Vi
Vda
“1” (Vi>Vda)
“0” (Vi<Vda)
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52图 8-4-2 四位逐次逼近型 A/D 转换时序
Vi>Vda Vi<Vda Vi<Vda Vi>Vda
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538-4-3 ADC0809逻辑框图
8.4.3 51 单片机和 ADC0809 的接口1. ADC0809 逻辑结构图
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54
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 8-4-4 所示。
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: 1
1 条 ( 4 )电源线及其他: 5 条
图 8-4-4 ADC0809 引脚图
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被选通道和地址的关系
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图 8-4-5 0809 工作时序图
3. 时序图
复位SAR
启动转换
锁存通道地址
实际应用中, ALE 与 START 接在一起。启动 A/D 转换,用MOVX @DPTR, A 。转换结束可查询 EOC状态读取结果,也可用 EOC 产生中断, CPU响应中断后,读入结果。
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4 . ADC0809 与 MCS-51 单片机的接口电路图8-4-6 0809
与8031
接口电路
启动转换地址: 0111 1111 1111 1xxx=7FFXH读结果地址: 0111 1111 1111 1xxx=7FFXH
6MHz
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编程: 软件延时对 8 路模拟信号采集一次并存入数据存储区。MAIN: MOV R1, #30H
MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道 MOV R7, #08H ; 置通道个数
LOOP: MOVX @DPTR, A ; MOV R6, #0AH
DELAY: NOP NOP NOP DJNZ R6, DELZY MOVX A, @DPTR; 读结果 MOV @R1, A ; 存结果 INC DPTR ; 下一通道 INC R1 ;
DJNZ R7, LOOP
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编程: 用中断方式编写程序 (硬件图在 EOC 和 INT1 之间加
一个非门)
┆INTT1: SETB EA
SETB IT1 ; 下沿触发 SETB EX1
MOV R1, #30H
MOV R7, #08H ; 置通道个数 MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道
MOVX @RPTR,A ; 启动 A/D ┆
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PINT1: MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道 MOVX A, @RPTR ;读 A/D 结果 MOV @R1, A ; 存结果
DJNZ R7, NEXT CLR EX1 CLR EA SJMP EXIT
NEXT: INC DPTR ; 下一通道 INC R1
MOVX @DPTR, A ;启动 A/D
EXIT: RETI
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EOCOESTARTALE
ORG 0000HAJMP STORG 0003HAJMP RDAD
ST: MOV R0, #40H SETB EA
SETB EX0 SETB IT0 ; INT0 下降沿触发 ANL P1, #0F8H ;准备启动 IN0
CLR P3.4 SETB P3.4 ;发出 START信号 CLR P3.4
AJMP $ ....RDAD:MOV P1, #0FFH ; P1 口作输入
CLR P3.5 ; 使 OE=1MOV @R0, P1 ; 读转换结果 SETB P3.5 ; 使 OE=0RETI
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62
8.4.4 51 单片机和 AD1674/AD574A 的接口
实际应用中, 8 位 ADC 分辨率常常不够,需选择分辨率大于 8
位的芯片,如 10 位、 12 位、 16 位等。 AD1674 是美国 AD公司的 12 位逐次比较型 A/D 转换器。转换时
间为 10s ,单通道最大采集速率 100kHz 。 AD1674 是 AD574A/674A 的更新换代产品。它们的内部结构
和外部应用特性基本相同。 AD1674 的引脚功能与 AD574A/674A完
全兼容,可以直接替换 AD574 、 AD674使用。但是 AD574A 的转换
时间是 25s 。
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1. 结构特点
① 内部集成了转换时钟,参考电压源和三态输出锁存器,因此使用方便,可直接和微处理器接口,不需要外接时钟电路。
② 输入模拟电压既可是单极性也可是双极性的。 ADC0809的输入模拟电压是单极性的。
③ 数字量的位数可以设定为 12 位,也可设定为 8 位。
④ AD1674 片内自带采样保持器,对用户是透明的。
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2. 引脚与逻辑结构图
引脚排列图
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65
逻辑结构图
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3. 极性与量程设定单极性 : BIPOFF接 0V ,双极性 : BIPOFF接 10V 。量程 : 10V(-5V ~+ 5V) , 输入信号接至 10VIN ;
20V(-10V ~ +10V), 输入信号接至 20VIN 。
数字量与模拟输入电压的关系:
IN 4096FSVV D
IN ( 2048)4096FSVV D
单极性
双极性
D 是无符号二进制码, VFS 是满量程电压
D 是偏移二进制码, VFS 是满量程电压
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67图 8-4-8 输入极性转换电路
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5. 输出宽度选择
4. 转换位数设定转换期间, A0=0 , 12 位转换
A0=1, 8 位转换
读出时, A0=0 ,高 8 位数据有效。 A0=1, 低 4 位数据有效,中间 4 位为零,高 4 位为三态。
若低 4 位接在数据总线高半字节, 12 位数据按左对齐原则排列
结果高 8 位 结果低 4位
4 个 0
12/8= 0时, D 的高 8 位 D11 ~ D4 ,与低 4 位 D3 ~ D0 分时输出。
三态缓冲器用于存放 12 位转换结果 D(D= 0~ 212-1) 。D 的输出方式有两种:引脚 12/8= 1 时, D 的 D11 ~ D0 ,并行输出;
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6. 控制逻辑
+5V
接地
×
CE : 转换与读启动信号CS : 片选R/C :读出 / 转换控制12/8 :数据输出格式选择A0 : 字节选择
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70
( a )启动与转换 ( b )转换结果输出
图 8-4-9 控制时序图
7. 时序
STS=1, 正在转换启动 : CS=0, CE=1, R/C=0然后 CS=1, CE=0
读结果:CS=0, CE=1, R/C=1然后 CS=1, CE=0
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B
AGND
DGND
VEE
8 . AD1674/AD574A 与 MCS-51 单片机接口
左对齐
双极性输入
启动转换地址01111100= 7CH
读结果地址高 8 位 0111 1101= 7DH低 4 位 0111 1111= 7FH
CE=1, MOVX, @R0, A MOVX A, @R0
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程序 : 启动一次 A/D 转换,按左对齐原则存结果高 8 位于 R2, 低 4 位于 R3 中。
MAIN: MOV R0, #7CH ; 启动地址 MOVX @R0, A ; 启动 A/D
SETB P1.0 ; P1.0 输入模式LOOP: NOP
JB P1.0, LOOP ; 查询转换结束否 MOV R0, #7DH ; 读高 8 位地址 MOVX A, @R0 ;读结果的高 8 位 MOV R2, A ;存结果的高 8 位 MOV R0, #7FH ;读低 4 位地址 MOVX A, @R0 ;读结果的低 4 位 MOV R3, A ;存结果的
低 4 位……
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8.5 打印机接口
8.5.1 TPμP-40A主要性能、接口要求及时序
8.5.2 字符代码及打印命令
8.5.3 TPμP-40A/16A 与 MCS-51 单片机接口
8.5.4 打印程序实例
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8.5.1 TPμP-40A主要性能、接口要求及时序1 . TPμP-40A 的主要技术性能( 1 )采用单片机控制,具有 2KB监控程序及标准的 Centronic 并行接口。( 2 )具有较丰富的打印命令,命令代码均为单字节,格式简单。( 3 )可产生全部标准的 ASCII代码字符,以及 128个非标准字符和图符。( 4 )可打印出 8×240点阵的图样。( 5 )字符、图符和点阵图可以在高和宽的方向放大为 ×2 、 ×3 、 ×4倍。
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77
( 6 )每行字符的点行数可用命令更换,即字符行间距空点行在 0 ~ 256 间任选。
( 7 )带有水平和垂直制表命令,便于打印表格。( 8 )具有重复打印同一字符命令,以减少输送代码的数量。
( 9 )带有命令格式的检错功能。
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2 .接口要求TPμP-40A 微型打印机与计算机通过机箱后部的20 芯扁平电缆及插件相连。接插件引脚信号如图8-24 所示。
图 8-5-1 TPμP-40A/16A 插脚安排(从打印机背视)
• DB0 ~ DB7 :数据线,单向由计算机输入打印机。
• STROBE :数据选通信号。
• BUSY :打印机“忙”状态信号。
• ACKNOWLEGE :打印机的应答信号。
• ERROR :出错信号。
3 .接口信号时序
图 8-5-2 TPμP-40A/16A 接口信号时序
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81
8.5.2 字符代码及打印命令1 .字符代码字符代码串实例如下: 打印字符串“$ 3265.37”
输送代码串为: 24 , 33 , 32 , 36 , 35 , 2E ,33 , 37 , 0D 。 打印“ This is Micro-Printer”
输送代码串为: 54 , 68 , 69 , 73 , 20 , 69 ,73 , 20 , 4D , 69 , 63 , 72 , 6F , 2D , 70 , 72 , 69 , 6E , 74 , 65 , 72 , 2E , 0D 。
2 .打印命令
命令代码 命令功能01H 打印字符、图等,增宽( ×1 , ×2 , ×3 , ×4 )02H 打印字符、图等,增高( ×1 , ×2 , ×3 , ×4 )03H 打印字符、图等,宽和高同时增加( ×1,×2 , ×3 , ×4 )04H 字符行间距更换 / 定义05H 用户自定义字符点阵06H 驻留代码字符点阵式样更换07H 水平(制表)跳区08H 垂直(制表)跳区09H 恢复 ASCII代码和清输入缓冲区命令0AH 一个空位后回车换行
0BH ~ 0CH 无效0DH 回车换行 0EH 重复打印同一字符命令0FH 打印位点阵图命令
表 8-5-1 TPμP-40A 打印命令代码及功能
3 .命令非法时的出错提示
ERROR: 0
ERROR: 1
ERROR: 2
ERROR: 3
ERROR: 4
图 8-5-3 出错代码信息打印格式
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84
8.5.3 TPμP-40A/16A 与 MCS-51 单片机接口
• TPμP-40A/16A没有读写信号线,只有一对握手线、 BUSY ,接口如图 8-5-4 所示。
• 图 8-5-5 是通过单片机系统中的扩展 I/O 口连接的打印机接口电路。
• 图 8-5-4 、图 8-5-5 中打印机的口地址由地址线P2 口线决定,使用时,口地址设为 7FFFH 。
WR
P2.7
RDP0.7
P0.0
GND
STB
BUSYDB7
DB0
GND
TPμP-40A/16A
16
28
17
3233343536373839
1
19171513119753
~ ~8031
图 8-5-4 TPμP-40A/16A 与 8031数据总线接口电路图
图 8-5-5 TPμP-40A/16A 与 8031扩展 I/O 口连接的接口电路图
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87
8.5.4 打印程序实例下面以图 8-29 作为打印机接口,介绍一种使用 TPμP-16A 打印机打印 16×16点阵汉字“作业”的程序。程序清单如下:HZDY : MOV DPTR , #TAB2 ;置字型表首址 MOV R6 , #02H DY1 : MOV B , #20H LCALL SUB2 ;调用打印机控制子程序 DJNZ R6 , DY1 RETSUB1 : PUSH DPH ; DPTR 入栈 MOV DPTR , #TAB1 ;置打印机控制字表首址
MOV R5 , #05H ;送打印控制字串到打印机SB11 : LCALL DAY2 LCALL DAY1 DJNZ R5 , SB11 MOV A , B LCALL DAY1 MOV A , #00H LCALL DAY1 POP DPL ; DPTR 出栈 POP DPH RETSUB2 : MOV R5 , B ;送由 B设置个数的汉字字型码到打印机SB21 : LCALL DAY2 LCALL DAY1 DJNZ R5 , SB21 MOV A , #0DH ;回车换行 LCALL DAY1 RETDAY1 : PUSH DPH
PUSH DPL MOV DPTR , #7F01H ;将字型码送 8155 PA 口 MOVX @DPTR , A MOV DPTR , #7F03H ;用 8155 PC 口模拟打印机信号 MOV A , #00H MOVX @DPTR , A MOV A , #01H MOVX @DPTR , A JB P3.3 , $ ;打印机忙等待 POP DPL POP DPH RETDAY2 : CLR A ;取字型码子程序 MOVX A , @A+DPTR INC DPTR RET
TAB1 : DB 1BH , 31H , 00H , 1BH , 4BH ;打印机控制字符串TAB2 : DB 00H , 00H , 00H , 0FFH , 0FEH , 00H , 00
;汉字“作”的下半部字形码 DB 00H , 0FFH , 0FFH , 20H , 20H , 20H , 60H , 20H DB 00H , 02H , 02H , 0E2H , 0C2H , 0FEH , 0FEH , 02H
;汉字“业”下半部字形码 DB 02H , 0FEH , 0FEH , 62H , 0C2H , 02H , 06H , 02H DB 00H , 01H , 06H , 1FH , 0F7H , 60H , 02H , 0CH
;汉字“作” 的上半部字形码 DB 38H , 0FFH , 5FH , 12H , 12H , 16H , 32H , 10H DB 00H , 08H , 07H , 03H , 00H , 0FFH , 7FH , 00H
;汉字“业” 的上半部字形码 DB 00H , 0FFH , 7FH , 00H , 03H , 1FH , 0CH , 00H
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8.6 拨码盘及语音接口
8.6.1 拨码盘接口及应用实例
8.6.2 ISD1420 语音接口芯片及其应用
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8.6.1 拨码盘接口及应用1 .十线拨盘(如图 8-6-1 所示)
A
0 9
0 9
+5V
图 8-6-1 十线拨盘
• 十线拨盘接口:多个拨盘输入时,接口如图 8-6-2 所示。为节约 I/O 口,采用并联连接,分时选通输入的办法。
拨盘选择信号开集输出器
A1 An+5V0 9 0 9
输入口P1
输入P3口
···
···
图 8-6-2 十线拨盘组接口
• 读数及自检软件 : 十线拨码盘便于实现自检。在正常情况下,十线中只能有一个为低电平“ 0”
。如果有一个以上的低电平“ 0” ,则为短路故障;如全为高电平“ 1” ,则为开路或接触不良故障。图 8-6-3 是读数自检子程序流程图。
开始
P1 8从 口输入低 位
Y NP1 1为全 ?
P3 2从 口输入高 位 P3 2从 口输入高 位
P1 1全为 ? Y N
N
Y Y
N
搜索查表
查到?
A 拨码值开路
A 0E
返回
P1 1全为 ?
搜索查表
查到?
A 拨码值短路
A 0F短路
A 0F短路
A 0F
图 8-6-3 十线拨盘读数自检程序流程图
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96
2 . BCD 拨码盘(如图 8-6-4~8-6-5 所示) 硬件接口:只用两个 BCD 拨码盘输入时,可
把 A端接 +5V , 8 个输出脚接 8 个并行输出口,并通过 10KΩ 电阻接地,从 8 位并行口输入的数据即是两个拨盘的 BCD 码。多个拨盘输入时,同样要接成并联分时选通形式
读数及检测软件: BCD 拨码盘不易实现故障自检。
输入口
A1 A2 An-1 An
+5V
8 4 2 1 8 4 2 1 8 4 2 1 8 4 2 1
拨盘选择信号输出器
···
图 8-6-4 BCD 码拨盘组接口
图 8-6-5 BCD 码拨盘检测程序流程
图
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99
8.6.2 ISD1420 语音接口芯片及其应用1 . ISD1420 芯片的特点( 1 )外围元件简单,仅需少量阻容元件、麦克风即
可组成一完整录放系统。( 2 )模拟信息存储重放音质极好,并有一定混响效果。( 3 )待机时低功耗(仅 0.5μA ),典型放音电流15mA 。( 4 )放音时间 20s ,可扩充级联。
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100
( 5 )可持续放音,也可分段放音,最小分段 20s/160段 =0.125s/ 段,可分段数 160段。
( 地址输入端 A0 ~ A7 有效值范围为 00000000 ~10011111)
( 6 )录放次数达 10万次。( 7 )断电信息存储,无需备用电池,信息可保 100
年。( 8 )操作简单,无需专用编程器及语音开发器。( 9 )高优先级录音,低电平或负边沿触发放音。( 10 )单电源供电,典型电压 +5V 。
图 8-6-6 ISD1420 语音芯片内部结构框图
2 .内部接口介绍
放大
放大
自动增益控制
控制信号 地址缓冲器 电源
放大平滑滤波
分频内部时钟
五阶滤波
XCLK
ANA IN
ANA OUT
MICMIC Ref
AGC
PLAYLPLAYERECRECLED A VCCAVSSAVCCDVSSA
SP+SP-
0 1 2 3 4 5 6 7A A A A A A A
模拟接收器
模拟存储器
译码前置
信号扬声器
3 . ISD1420 封装及引脚介绍
图 8-6-7 ISD1420 引脚图
A0~A7: 地址或操作模式控制MIC: 话筒输入MICRef: 话筒输入参考AGC: 自动增益控制ANA IN,ANA OUT: 模拟信号
入,出/PLAYL: 电平放音/PLAYE: 边沿放音/RECLED: 录音指示/REC: 录音 / 放音控制
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103
4 . ISD1420 基本技术指标(均为典型值)
( 1 )工作电源 +5V 。( 2 )静态电流 <10μA 。( 3 )工作电流 15mA 。( 4 )信噪比 S/N=43dB 。( 5 )录音时间长度: 20s
( 6 )每基本段时间长度: 20s 。
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104
5 . ISD1420 与单片机接口举例 硬件连接(如图 8-6-8 所示)
D
P
8031
EN
Q
Q
Q
Q
ISD1420 +5V
+5V
10K
+22
0.1
0.1
0.1
100K
0.1
LED
+5V
0.1
100K
AAA
A
ANAOUT
ANAIN
AGC
MIC Ref
SP-
SP+
VCCAVCCD74LS377
1K
0
2.7
0
5
6
7
01
2
7
MIC2K
D0
D7 D7
μF
μF
μF
μF
μF
···
···
Ω
Ω
× 3
Ω
μF
Ω
Ω
MIC
PLAYL
PLAYE
REC
图 8-6-8 ISD1420 与单片机 8031 的接口
芯片选通地址: 7FFFH
录入语音信息表 8-6-1 ISN1420 语音分段及段控
制码
语音分 40段,每段 0.5秒。单字 0.5秒,词段 1.5秒。
语音信息 0 1 … 8 9 千 百 十 帕 当前水压
当前时间
录音段控制码( H )
40
41
… 48
49
4A
4B
4C
4D
4E 51
放音段控制码( H )
80
81
… 88
89
8A
8B
8C
8D
8E 91
表 8-6-2 语音信息录放段控制码
放音实例:内容为“当前水压 285KPa”,各字段录入顺序见表 8-6-2
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107
6 . ISD 系列语音芯片应用中应注意的问题
( 1 ) ISD 系列器件所有地址端、控制端和 TES
T/CLD端必须可靠接高电平或低电平,而不能悬空,否则可能出现停止播放的情况。
( 2 )为了充分发挥其优质高保真特点,应注意以下几点:
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1 ) AGC 阻容,尽量靠近 ISD ,且连线尽量短。
2 )电源线和地线宽度应在 0.8mm以上。 3 )选用优质话筒。 4 )话筒信号耦合电容与连接 MICREF端到模拟
地的电容要相同。 5 )电源内阻低且无噪音。
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( 3 ) ISD 的 SP+ 、 SP-端一定不要接地,只能接喇叭或悬空。
( 4 )国内部分厂家语言芯片与 ISD 芯片标准信号对应如下:
SR9F26——ISD1020A (硬封装)
SR9G16/SR9G26——ISD1416/ISD1420 (硬封装)
HY420/SRG26R——ISD1420 (软封装)
HY410——ISD1110 (软封装)
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本 章 结 束