单片机的d/a和a/d_51单片机a/d转换实验 - CSDN
  • 单片机中对初学者比较困难的一块

    1.数模转换器

    又称D/A转换器,简称DAC,英文 Digital to Analog Converter,在MP3这种数字的音频信号需要转换器驱动扬声器;显卡输出的也是数字型号,也需要转换器转换给显示屏;工业吸合电磁铁。转换器有分分辨率的,那么什么是分辨率呢?

    比如我们用八位DA生成0—5V的模拟电压,二进制八位就有2^8=256等分,显然位数越多,分辨率越高,5V / 256=19.5mV,所以19.5mV就是八位数模转换器的分辨率(可以理解成精度)。单片机中常用的是DAC0832。

    在这里插入图片描述
    接下来我们看内部原理,最右边I0的电阻是2R,与左边电阻2R并联,等效为R,再与I1的R串联,等效为2R,再与左边的电阻2R并联,等效为2R…(循环往复)。再看到I分为两份电流,这两份电流流过的等效电阻都是2R。在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    直通工作方式
    当DAC0832芯片的片选信号、写信号、及传送控制信号的引脚全部接地,允许输入锁存信号ILE引脚接+5V时,DAC0832芯片就处于直通工作方式,数字量一旦输入,就直接进入DAC寄存器,进行D/A转换。

    如上图是我用的单片机中的DAC0832的引脚图,其中D0-D7为输入端的八位引脚,输出端out2接地,out1连接的是一个电流转换成电压的运放然后接发光二极管。其中CSDA一杠的意思是低电平有效芯片低电平才工作。现在写一个简单的程序,使得发光二极管最亮。

    #include <reg52.h>
    sbit csda=P3^2;//定义引脚
    sbit wr=P3^6;
    
    void main()
    {
    	//低电平有效
    	csda=0;//片选:选中DA
    	wr=0;
    	//全送1
    	P0=0xff;
    	while(1);
    }
    

    2. 模数转换器


    话不多说,下面是AD转换原理:逐步逼近法(个人觉得可以理解成二分法)
    在这里插入图片描述
    当输入一个模拟电压Vin,启动信号发送V/2,即最高位,与Vin比较大小,若V/2>Vin,最高位清零;若V/2<Vin,最高位保留1,返回D/A转换器,继续低一位,再次与Vin比较,循环往复…

    就好像数学中的二分法,或者夹逼定理,当我们的满量程是5V,八位寄存器,第一次送10000000,即2.5V,若模拟电压是3.2V,2.5<3.2,那么我们知道这个数值在2.5V-5V之间,就将第一位保留,第二次送11000000…直到逼近这个值。

    接下来查阅芯片手册,写出一个关动态二极管的程序在这里插入图片描述

    #include <reg52.h>
    sbit wr=P3^6;
    sbit rd=P3^7;
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    void start();
    void init();
    void delay(uint z)//延迟子程序
    {
    	uint t1,y;
    	for(t1=z;t1>0;t1--)
    		for(y=110;y>0;y--);
    }
    
    void main()
    {
    	init();
    	while(1)
    	{
    		start();
    		delay(100);//转动AD旋钮修改这个时间
    		rd=0;
       		delay(10);
    		rd=1;
    		delay(10);
    	}
    }
    
    void init()
    {
    	P0=0x7f;
    
    void start()	
    {
    	wr=1;
    	wr=0;
    	wr=1;
    }
    
    
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  • 这是上次ADC0804在TX-1C上的接法 ADC0804的片选端CS连接U2锁存器的Q7输出端,我们可以通过控制锁存器来控制CS,这样接的原因是TX-1C实验板扩展的外围太多,没有多余的I/O口独立控制ADC0804的CS端,所以选择U2 。...

    在这里插入图片描述
    这是上次ADC0804在TX-1C上的接法

    1. ADC0804的片选端CS连接U2锁存器的Q7输出端,我们可以通过控制锁存器来控制CS,这样接的原因是TX-1C实验板扩展的外围太多,没有多余的I/O口独立控制ADC0804的CS端,所以选择U2 。
    2. VIN(+)接电位器的中间滑动端,VIN(—)接地,因为这两段可以输入查分电压,即可测量VIN(+)与VIN(—)之间的电压。当VIN(—)接地时,VIN(+)端的电压即ADC0804的模拟输入电压。VIN(+)与电位器之间串联一个10kΩ的电阻,其目的是限制流入VIN(+)端的电流,防止电流过大而烧坏A/D芯片。当用短路帽短接插针ADIN后,电位器的中间滑动端便通过电阻R12与VIN(+)相连接,因此调节电位器的旋钮,其中间滑动端的电压便在0~ VCC之间变化,进而ASC0804的数字输出端也在0x00~ 0xFF之间变化
    3. CLKR、CLK、GND之间用电阻和电容组成RC振荡电路,给ADC0804提供工作所用的脉冲,其脉冲的频率为 1/(1.1RC)。按芯片手册上说明,R取10kΩ,C取150pF,TX-1C实验班为了减少元件种类和焊接方便,C选用的是104瓷片电容。
    4. VREF/2端用两个1kΩ的电阻分压得到VCC/2电压,即2.5V,将该电压作为A/D芯片工作时内部的参考电压,决定量化单位。
    5. WR、RD分别接单片机的P3.6和P3.7引脚,数字输出端接单片机的P1口
    6. 将AGND和DGND同时连接到实验板的GND上。我们在设计产品时,若用到A/D和D/A,一般这些芯片都提供独立的模拟地(AGND)和数字地(DGND)引脚,为了达到精度高、稳定性好的目的,最好将所有器件的模拟地与数字地分别连接,最后将模拟地与数字地仅在一点相连。
    7. INTR引脚未连接,TX-1C实验板上读取A/D数据未用中断法,因此可不接该引脚。

    这里比较难理解,我们需要好好理解。

    数字芯片在操作时首先要分析它的操作时序图

    在这里插入图片描述

    CS首先为低电平,WR随后置低电平,经过至少TW(WR)后,WR拉高,随后A/D转换器被启动,并且在经过(1~8个A/D始终周期+内部TC)时间后,A/D转换完成,转换结果存入数据锁存器,同时INTR自动变为低电平,通知单片机本次转换已经结束。

    我们在写单片机程序启动A/D转换时要遵循上面的时序。TX-1C实验板未用中断读取A/D数据,因此我们在启动A/D转换后,稍微等一会,然后直接读取A/D的数字输出口即可。读取结束后再启动一次A/D转换,如此循环。

    在这里插入图片描述

    上图是ADC0804读取数据时序图。

    分析可知,当INTR变为低电平后,将CS先置低,再将DR置低,在RD置低至少进过tACC时间后,数字输出口上的数据达到稳定状态。此时直接读取数字输出端口数据,便可得到转换后的数字信号。读走数据后,马上把RD拉高,再讲CS拉高,INTR是自动变化的,当RD置低tR1时间后,INTR自动拉高,不必人为去干涉

    上面两幅图是ADC0804启动转换和读取数据的时序图,这是启动一次和读取一次数据的时序图,当我们要连续转换并且连续读取数据时就没有必要每次都把CS置低再拉高,因为CS是片选信号,置低表示该芯片可被操作或处于能够正常工作状态,所以在写程序是,只要一开始将CS置低,以后当要启动转换和读取数据时,只需要操作WR和RD即可

    在上面讲解ADC0804在TX-1C的接法时,提到了一个叫电位器的东西,这里讲解下什么叫电位器

    电位器

    电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二段元件使用。后者可视作一可变电阻器,由于它在电路中的作用是获得与输入电压(外加电压)成一定关系得输出电压,因此称之为电位器。长下面那个样。

    在这里插入图片描述

    例题:用单片机控制ADC0804进行模数转换,当拧动实验板上A/D旁边的电位器Re2时,在数码管的前三位以十进制方式动态显示出A/D转换后的数字量(8位A/D转换后数值在0~255变化)。

    #include <reg52.h>
    #include <intrins.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    sbit duan=P2^6;
    sbit wei=P2^7;
    sbit adwr=P3^6;
    sbit adrd=P3^7;
    unsigned char code table[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 
                           0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};\
    void delayms(uint xms)
    {
      uint i,j;
      for(i=xms;i>0;i--)
         for(j=110;j>0;j--);
    }
    void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge)
    {
        duan=1;
        P0=table[bai];
        duan=0;
        P0=0xff;
        wei=1;
        P0=0x7e;
        wei=0;
        delayms(5);
        duan=1;
        P0=table[shi];
        duan=0;
        P0=0xff;
        wei=1;
        P0=0x7d;
        wei=0;
        delayms(5);
        duan=1;
        P0=table[ge];
        duan=0;
        P0=0xff;
        wei=1;
        P0=0x7b;
        wei=0;
        delayms(5);
    }
    void main()
    {
        uchar a,A1,A2,A3,adval;
        wei=1;
        P0=0x7f;
        wei=0;
        while(1)
        {
            adwr=1;
            _nop_();
            adwr=0;
            _nop_();
            adwr=1;
            for(a=10;a>0;a--)
            {
                display(A1,A2,A3);
            }
            P1=0xff;
            adrd=1;
            _nop_();
            adrd=0;
            _nop_();
            adval=P1;
            adrd=1;
            A1=adval/100;
            A2=adval%100/10;
            A3=adval%10;
        }
    }    
    

    老夫的电位器拧不动啊

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  • A/D,D/A转换c汇编版

    2020-07-23 23:33:29
    A/D,D/A转换含c语言汇编版通过改变学习板上的2个电位器对应的2段模拟输入,实现模拟输入,学员观察数码管的数字变化情况 * 通过改D[4]的值,实现模拟输出,学员观察学习板上DA处LED的亮度变化
  • ORG 0000H DATAR0 EQU 50H ;定义保存采集现场数据单元 LJMP MAIN ORG 000BH ;定义定时/计数器 T0 中断入口地址 LJMP T0P ORG 0100H MAIN : MOV SP , #60H
    ORG     0000H 
    DATAR0  EQU     50H         ;定义保存采集现场数据单元 
            LJMP    MAIN 
            ORG     000BH       ;定义定时/计数器 T0 中断入口地址 
            LJMP    T0P 
            ORG     0100H 
    MAIN :  MOV     SP , #60H    ;设置中断指针 
            MOV     TMOD,#01H   ;设置定时/计数器 T0 为工作方式 1、定时 
            MOV     TL0 ,#0D0H  ;设置定时常数 
            MOV     TH0 ,#80H 
            SETB    TR0         ;开启定时/计数器 T0 
            SETB    ET0         ;打开定时/计数器 T0 中断允许开关 
            SETB    EA          ;打开总开关 
            MOV     DPTR,#3000H  ;设置第三通道地址                   
            MOVX    @DPTR,A     ;启动第三通道转换       
    LOOP:   LCALL   DATA1 
            LCALL   DISPLAY 
            SJMP    LOOP 
    T0P:    MOV    TL0,#0D0H    ;重新设置定时常数 
            MOV    TH0,#80H 
            MOV    DPTR,#3000H  ;将第三通道地址送 DPTR 
            MOVX   A,@DPTR      ;读取转换值 
            MOV    DATAR0,A     ;保留转换值 
            MOVX   @DPTR,A      ;重启第三通道转换 
            RETI 
            DATA1:              ;显示格式转换子程序 
            MOV     79H,#03H 
            MOV     7AH,#11H 
            MOV     A,DATAR0 
            ANL     A,#0F0H 
            SWAP    A 
            MOV     7BH,A 
            MOV     A,DATAR0 
            ANL     A,#0FH 
            MOV     7CH,A             
            RET        
    DISPLAY:                  
          MOV    R0,#79H       ;显示缓冲区首地址送 R0 
          MOV    R3,#01H       ;字位码送 R3 保存 
          MOV    A,R3 
    LD0:  MOV    P2,A          ;字位码送位码端口 P2,点亮该位 
          MOV    A,@R0         ;取出一位要显示的数据 
          MOV    DPTR,#TAB1    ;表首地址送 DPTR 
          MOVC   A,@A+DPTR     ;查表获取该数据的字型码            
    DIR1: MOV    P0,A          ;字型码送段码端口 P0 
          ACALL  DL11          ;调用延时子程序 
          INC    R0            ;缓冲区地址+1 
          MOV    A,R3          ;取出位码 
          JB     ACC.5,LD1     ;判断 6 位数码管显示完吗?显示完转 LD1 
          RL     A             ;未完,左移一位 
          MOV    R3,A          ;保存位码 
          AJMP   LD0 
    LD1:  RET                  ;子程序返回 
    TAB1: DB     0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H 
          DB     82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H            
          DB     86H,8EH,0BFH,0FFH,0FFH 
    DL11: MOV    R7,#02H 
    DL:   MOV    R6,#0FFH 
    DL6:  DJNZ   R6,DL6 
          DJNZ   R7,DL 
          RET 
          END 

    这里写图片描述

    ORG 0000H
    LJMP MAIN
    ORG 000BH
    AJMP LOOP
    ORG 001BH
    AJMP LOOP1
    ORG 0030H
    MAIN:MOV SP,#60H
         MOV DPTR,#7FFFH
         MOV TMOD,#11H
         MOV TH0,#3CH
         MOV TL0,#0B0H
         MOV TH1,#3CH
         MOV TL1,#0B0H
         SETB EA
         SETB ET0
         SETB ET1
         SETB TR0
         SJMP $
    LOOP:MOV A,#0F2H
         MOVX @DPTR,A
         CLR TR0
         MOV TH0,#3CH
         MOV TL0,#0B0H
         SETB TR1
         RETI
    LOOP1:MOV A,#01H
         MOVX @DPTR,A
         CLR TR1
         MOV TH1,#3CH
         MOV TL1,#0B0H
         SETB TR0
         RETI
         END
    

    这里写图片描述

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  • 单片机D/A A/D

    2019-07-07 17:57:59
    转换过程是先将D/A转换器的各位二进制数按其权值大小转换为相应的模拟分量,然后再以叠加方法把各模拟分量相加,其就是D/A转换的结果。 D/A的结构原理图如下: D/A的工作方式分类 1.单缓冲工作方式 2.双缓冲工作...

    DAC

    D/A(数/模)转换器输入的是数字量,经转换后输出的是模拟量。转换过程是先将D/A转换器的各位二进制数按其权值大小转换为相应的模拟分量,然后再以叠加方法把各模拟分量相加,其和就是D/A转换的结果。

    D/A的结构原理图如下:

    1017814-20170528143010125-770464708.png

    D/A的工作方式分类

    1.单缓冲工作方式

    2.双缓冲工作方式

    3.直通工作方式

    单片机的工作的原理是,CS与WR1控制着第一缓冲区的输入,WR2与XFER控制着第二缓冲区的输入。
    1017814-20170528145241141-2025957181.png

        MOV DPTR ,#0DFFFH
        MOV A,#data1
        MOVX @DPTR,A
        MOV DPTR ,#7FFFH
        MOVX @DPTR,A

    上述代码是用于双缓冲工作方式的,其中DPTR的两次赋值别是控制不同的缓冲区(这里是以0有效所编写的代码),DPTR第一次赋值为#0DFFFH是为了启动第一个缓冲区,将数据保存起来,第二赋值是启动第二个缓冲区,将数据进行转换。




    ADC的结构

    ADC是一种8路模拟输入8路数字输出的逐次比较型A/D转换器。

    1017814-20170528152530188-861328304.png
    1017814-20170528153038078-1302269268.png

    单片机如何控制ADC?

    首先选择ADC一个模拟输入通道,然后产生一个启动信号给ADC的START脚,对选中通道进行转换。当转换结束后,ADC发出转换结束信号EOC,该信号可供查询,也可作为单片机发出的中断请求信号;EOC信号有效后,执行读操作:MOVX A,@DPTR,,单片机发出RD信号加到OE端,把转换完毕的数字量读到单片机中。

    个人总结:

    在进行A/D转换还是D/A转换的时候,首先需要找到相应的"地址"(所谓的地址就是使相应组件进行工作的控制信号),例如:如果需要将一个数字量转换为一个模拟量,首先需要啊使一级缓冲和二级缓冲分别有效(一级缓冲用到的有CS和WR1,二级缓冲用到的有XFER和WR2),这里还是以0有效为例,启动第一缓存的DPTR为0DFFFH,启动第二缓冲的DPTR为7FFFH。就是将相应的控制开打开将数据存入到缓冲中去。

    转载于:https://www.cnblogs.com/gxcstyle/p/6915661.html

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  • (2)实现 D/A 接口设计,编写程序输出方波、锯齿波、正弦波,使用示波器观察波形。 实验室里只用做第二个 锯齿波汇编: (此处没设延时,如果设延时则一定不要设太大,不然波形会变形) ORG 0000H MOV A,#00H ...

    (1)完成 A/D 接口设计,采用查询方式和中断方式编写程序。
    (2)实现 D/A 接口设计,编写程序输出方波、锯齿波、正弦波,使用示波器观察波形。

    实验室里只用做第二个

    锯齿波汇编:

    (此处没设延时,如果设延时则一定不要设太大,不然波形会变形)

    ORG 0000H
    MOV A,#00H
    BACK:
    MOV DPTR,#8140H
    MOVX @DPTR,A
    MOV DPTR,#81C0H
    MOVX @DPTR,A
    INC A
    SJMP BACK
    END

    锯齿波C语言:

    #include<reg51.h>
    #include<absacc.h>
    unsigned char a=0;
    main(){
        while(1){
            XBYTE[0x8140]=a;
            XBYTE[0x81c0]=a;
            a++;
        }
    }


    方波汇编:

    ORG 0000H
    MOV A,#00H
    BACK:
    MOV DPTR,#8140H
    MOVX @DPTR,A
    MOV DPTR,#81C0H
    MOVX @DPTR,A
    CPL A
    CALL DELAY
    SJMP BACK
    DELAY:
    MOV R7,#17H
    DL1:
    MOV R6,#98H
    DL0:
    MOV R5,#46H
    DJNZ R5,$
    DJNZ R6,DL0
    DJNZ R7,DL1
    RET
    END
    

    方波C语言:

    #include<reg51.h>
    #include<absacc.h>
    unsigned char a=0;
    
    void delay500ms(void){
        unsigned char a,b,c;
        for(c=23;c>0;c--)
            for(b=152;b>0;b--)
                for(a=70;a>0;a--);
    }
    
    main(){
        while(1){
            XBYTE[0x8140]=a;
            XBYTE[0x81c0]=a;
            a=~a;
            delay500ms();
        }
    }

    正弦波汇编(查表):

    MOV 0000H
    NG1:MOV R0,#00H
    NG2:MOV A,R0
    MOV DPTR,#TAB1
    MOVC A,@A+DPTR
    MOV DPTR,#8140H
    MOVX @DPTR,A
    MOV DPTR,#81C0H
    MOVX @DPTR,A
    INC R0
    ACALL DALAY
    AJMP NG2
    TAB1:DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H,99H,9CH,9FH,0A2H,0A5H,0A8H,0ABH,0AEH
    TAB2:DB 0B1H,0B4H,0B7H,0BAH,0BCH,0BFH,0C2H,0C5H,0C7H,0CAH,0CCH,0CFH,0D1H,0D4H,0D6H,0D8H
    TAB3:DB 0DAH,0DDH,0DFH,0E1H,0E3H,0E5H,0E7H,0E9H,0EAH,0ECH,0EEH,0EFH,0F1H,0F2H,0F4H,0F5H
    TAB4:DB 0F6H,0F7H,0F8H,0F9H,0FAH,0FBH,0FCH,0FDH,0FDH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH
    TAB5:DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FEH,0FDH,0FDH,0FCH,0FBH,0FAH,0F9H,0F8H,0F7H,0F6H
    TAB6:DB 0F5H,0F4H,0F2H,0F1H,0EFH,0EEH,0ECH,0EAH,0E9H,0E7H,0E5H,0E3H,0E1H,0DFH,0DDH,0DAH
    TAB7:DB 0D8H,0D6H,0D4H,0D1H,0CFH,0CCH,0CAH,0C7H,0C5H,0C2H,0BFH,0BDH,0BAH,0B7H,0B4H,0B1H
    TAB8:DB 0AEH,0ABH,0A8H,0A5H,0A2H,9FH,9CH,99H,96H,93H,90H,8DH,89H,86H,83H,80H
    TAB9:DB 80H,7CH,79H,76H,72H,6FH,6CH,69H,66H,63H,60H,5DH,5AH,57H,55H,51H
    TAB10:DB 4EH,4CH,48H,45H,43H,40H,3DH,3AH,38H,35H,33H,30H,2EH,2BH,29H,27H
    TAB11:DB 25H,22H,20H,1EH,1CH,1AH,18H,16H,15H,13H,11H,10H,0EH,0DH,0BH,0AH
    TAB12:DB 09H,08H,07H,06H,05H,04H,03H,02H,02H,01H,00H,00H,00H,00H,00H,00H
    TAB13:DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,01H,02H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H
    TAB14:DB 0AH,0BH,0DH,0EH,10H,11H,13H,15H,16H,18H,1AH,1CH,1EH,20H,22H,25H
    TAB15:DB 27H,29H,2BH,2EH,30H,33H,35H,38H,3AH,3DH,40H,43H,45H,48H,4CH,4EH
    TAB16:DB 51H,55H,57H,5AH,5DH,60H,63H,66H,69H,6CH,6FH,72H,76H,79H,7CH,7EH
    DALAY:MOV R1,#10H
    DALAY1:DJNZ R1,$
    RET
    END


    正弦波C语言:
     

    #include<reg51.h>
    #include<absacc.h>
    #include<math.h>
    #define pi acos(-1)
    
    main(){
        unsigned int a=0;
        unsigned char f=0;
        while(1){
            f=sin((a/180.0)*pi)*127;
            XBYTE[0x8140]=f+127;
            XBYTE[0x81C0]=f+127;
            a++;
            if(a==360)
                a=0;
        }
    }


     

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单片机的d/a和a/d