配套课件-微型计算机控制技术.ppt

1、第一章 绪论 1.1 微型计算机控制系统的组成 1.2 微型计算机控制系统分类 1.3 微型计算机控制系统的发展趋势 微型计算机控制系统是由计算机（工业控制计算机）和工业对象两大部分组成。图1-1给出了按偏差进行控制的闭环控制系统框图。图图1-1 闭环控制系统框图闭环控制系统框图1.1 微型计算机控制系统的组成返回本章首页控制器执行机构被控对象测量元件变换发送单元给定信号被控参数 图1-2中给出了开环控制系统框图。它与闭环控制系统不同，它的控制器直接根据给定信号去控制被控对象工作。被控制量在整个控制过程中对控制量不产生影响。与闭环控制系统相比，它的控制性能较差。图图1-2 开环控制系统框图开环

2、控制系统框图给定信号控制器执行机构被控对象被控参数 如果把图1-1中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机控制系统，其基本框图如图1-3所示。在微型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控参数的控制。图图1-3 计算机控制系统基本框图计算机控制系统基本框图DA转换器AD转换器被控对象执行机构被控参数微处理器微型计算机给定信号 1.硬件组成 微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下图1-4所示。图图1-4 微型计算机控制系统原理图微型计算机控制系统原理图硬件组成 （1）微型计

3、算机 （2）外部设备 （3）输入输出通道 （4）操作台 2计算机控制系统的软件 软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。返回本节1.2 微型计算机控制系统分类 1操作指导控制系统 2直接数字控制系统（DDC）3计算机监督系统（SCC）4分级计算机控制系统 返回本章首页1操作指导控制系统 图图1-5 操作指导控制系统组成框图操作指导控制系统组成框图返回本节2直接数字控制系统（DDC）图图1-6 DDC控制系统原理图控制系统原理图返回本节管理命令DDC微型机报告

4、人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件D/A反多路开关生产过程3计算机监督系统（SCC）计算机监督系统（Supervisory Computer Control）简称SCC系统。SCC系统有两种不同的结构形式。一种是SCC+模拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。（1）SCC+模拟调节器控制系统 该系统原理图，如图1-7所示。（2）SCC+DDC控制系统 SCC+DDC控制系统原理图，如下图1-8所示。图图1-7 SCC+模拟调节器控制系统原理图模拟调节器控制系统原理图 管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件

5、生产过程DDCD/A反多路开关.图图1-8 SCC+DCC控制系统原理图控制系统原理图 4分级计算机控制系统 分级计算机控制系统是一个四级系统，各级计算机的功能如图1-9所示。装置控制级（DDC级）车间监督级（SCC级）工厂集中控制级（MIS）企业管理级（MIS）图图1-9 分级计算机控制系统分级计算机控制系统企业级经营管理计算机工厂级集中控制计算机车间级监控计算机（SCC）车间级监控计算机（SCC）装置控制级（DDC）装置控制级（DDC）装置控制级（DDC）工厂对象A工厂对象B工厂对象C工厂对象D至其它工厂至其它工厂装置控制级（DDC）返回本节 1可编程控制器（PLC）2采用新型的控制系统（

6、集散控制系统）3人工智能 4神经网络控制系统 1.3 微型计算机控制系统的发展趋势 返回本章首页1可编程控制器（PLC）PLC与传统的继电器控制相比，具有如下一些特点：（1）抗干扰能力强 （2）适应性好 （3）编程直观、简单 （4）功能完善，接口功能强 返回本节2采用新型的控制系统（集散控制系统）集散控制系统是分散型综合控制系统（Total Distributed Control Systems）或分散型微处理器控制系统（Distributed Microprocessor Control Systems）的简称。图1-10是集散控制系统的组成框图。它以微型计算机为核心，把微型机、工业控制计算

7、机、数据通信系统、显示操作装置、输入/输出通道、模拟仪表等有机地结合起来，采用组合组装式结构组成系统，为实现工程大系统的综合自动化创造了条件。管理计算机监控计算机CTR操作台高 速 数 据 通 道基本控制器数据采集器基本控制器DEP面板工 业 对 象小规模中规模大规模图图1-10 集散系统组成框图集散系统组成框图返回本节3人工智能 人工智能是用计算机模拟人类大脑的逻辑判断功能，其中具有代表性的两个尖端领域是专家系统和机器人。所谓专家系统即计算机专家咨询系统，是一个存储了大量专门知识的计算机程序系统。不同的专家系统将不同领域专家的知识，以适当的形式存放于计算机中。根据这些专家知识，专家系统可以对

8、用户提出的问题做出判断和决策，以回答用户的咨询。机器人是一种能模拟人类智能和肢体动作的装置，从本世纪70年代微处理机问世以来，机器人便逐渐涉足于各工业生产领域和科学研究领域。目前已出现的机器人可以分为两类，工业机器人和智能机器人。返回本节4神经网络控制系统 国外在20世纪80年代掀起了神经网络（Neural Network）计算机的研究和应用热潮，我国在90年代也开始了这方面的研究。由于神经网络的特点（大规模的并行处理和分布式的信息存储，良好的自适应性、自组织性和很强的学习功能、联想功能及容错功能），使它的应用越来越广泛，其中一个重要的方面是智能控制，包含机器人控制。返回本节THANK YOU

9、 VERY MUCH！本章到此结束，谢谢您的光临！返回本章首页结束放映第二章 微型计算机接口技术 2.1 D/A转换器 2.2 MCS-51和D/A转换器的接口 2.3 A/D转换器 2.4 MCS-51和A/D转换器的接口 2.5 数据的采样及保持 2.6 常用输出驱动电路 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 Digit

10、al 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。图图2-1 单片机和被控实体间的接口示意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2.1 D/A转换器 2.1.1 D/A转换器的原理 2.1.2 D/A转换器的性能指标 2.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832 返回本章首页2.1.1 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

11、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。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。图图2-2 T型电阻网络型型电阻网络型D/A转换器转换器返回本节10101010VREFRI3I3I2I2I1I1I0I0I0RRRR2R2R2R2Rb3b2b1b0四位DAC寄存器.RfIRfIout1Iout2Vout.AOA+-S3S2S1S02.1.2 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2.1.3

12、 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 1.DAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成，如图2-3所示。图图2-3 DAC0832原理框图原理框图D7D6D0D1D2D3D4D58位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换电路RfVREFIout2Iout1RfILECSWR1WR2XFERDAC0832AGNDVCCDGNDLE1LE2M1M3M22.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D7D0（8条）（2）控制线（5条）（3）输出线（3条）

13、（4）电源线（4条）图图2-4 DAC0832引脚图引脚图CSWR1AGNDD7D6D0D1D2D3D4D5VREFRfDGNDVccILEWR2XFERIout2Iout1DAC083211098765432201415161718191312113.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1S（3）线性度（在整个温度范围内）8、9或10位（4）增益温度系数00002 FS/（5）低功耗 20mW（6）单一电源+5 +15V 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

14、端。运算放大器的接法如图2-5所示。图图2-5 运算放大器接法运算放大器接法返回本节-+OA.VoutRfIout1Iout22.2 MCS-51和D/A转换器的接口 2.2.1 DAC0832的应用 2.2.2 MCS-51和8位DAC的接口 2.2.3 MCS-51和12位DAC的接口 返回本章首页2.2.1 DAC0832的应用 1.单极性输出 2.双极性输出 1.单极性输出 在需要单极性输出的情况下，可以采用图2-6所示接线。图图2-6 单极性单极性DAC的接法的接法-+OAVoutRfIout1Iout2.VREFDAC0832.2.双极性输出 在需要双极性输出的情况下，可以采用图2

15、-7所示接线。图图2-7 双极性双极性DAC的接法的接法I1I3I2OA1OA2+_2R2RRVout1VoutAVREF8031VREFRfIout1Iout2.图2-7中，运算放大器OA2的作用是将运算放大器OA的单向输出转变为双向输出。表达式（2-3）的比例关系可以用图2-8来表示。返回本节VVout+VREF-VREF00HFFH80HB图图2-8 双极性输出线性关系图双极性输出线性关系图2.2.2 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 1.直通方式 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

16、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2-9所示。-+OAVout.P0P2.7WR8051D7D0DAC0832+5VVCCILEVREFRfIout1Iout2AGNDDGNDCSXFERWR1WR2图图2-9 DAC0832单缓冲方式接口单缓冲方式接口 例2.1 DAC0832用作波形发生器。试根据图2-9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2-10所示。图图2-10 例例2.1所产生的波形所产生的波形解：由图2-9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：ORG0000H

17、MOVDPTR，#7FFFH；输入寄存器地址CLR A；转换初值LOOP：MOVXDPTR，A；D/A转换INCA；转换值增量NOP；延时NOPNOPSJMPLOOP END三角波程序：ORG 0100HCLRAMOVDPTR，#7FFFHDOWN：MOVXDPTR，A；线性下降段INCA JNZDOWN MOVA，#0FEH；置上升阶段初值UP：MOVXDPTR，A；线性上升段DECAJNZUPSJMPDOWN END方波程序：ORG 0200HMOVDPTR，#7FFFHLOOP：MOV A，#33H；置上限电平MOVXDPTR，A ACALLDELAY；形成方波顶宽MOVA，#0FFH；

18、置下限电平MOVXDPTR，AACALLDELAY；形成方波底宽SJMPLOOPEND3.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2-11所示。图图2-11 DAC0832的双缓冲方式接口的双缓冲方式接口AO1AO2+_2R2RVout.+5VILEVccVREFRfIout1Iout2WR1DI0WR2XFERCSDI7P0.0P0.7ALEEA8031WR锁存器译码器FFHFEH.DAC0832R.例2.2 DAC0832用作波形发生器。试根据图2-11接线，分别写出产生锯齿波、三角波 和方波的程序，

19、产生的波形如图2-12所示。图图2-12 例例2.2所产生的波形所产生的波形ORG 0000H LOOP1：MOVA，#80H；转换初值LOOP：MOVR0，#0FEH；输入寄存器地址MOVXR0，A；转换数据送输入寄存器 INCR0；产生DAC寄存器地址MOVXR0，A；数据送入DAC寄存器并进行D/A转换DECA；转换值减少NOP；延时NOPNOPCJNEA，#0FFH，LOOP；-5V是否输出？未输出，程序循环SJMPLOOP1；-5V已输出，返回转换初值END解：由图解：由图2-11可以看出，可以看出，DAC0832采用的是双缓冲双极性的接线方式，输采用的是双缓冲双极性的接线方式，输入

20、寄存器的地址为入寄存器的地址为FEH，DAC寄存器的地址为寄存器的地址为FFH。锯齿波程序：。锯齿波程序：三角波程序：ORG0100HMOVA，#0FFHDOWN：MOVR0，#0FEHMOVXR0，A；线性下降段INCR0 MOVXR0，ADECAJNZDOWN UP：MOVR0，#0FEH；线性上升段MOVXR0，A INCR0 MOVXR0，AINCA JNZUPMOVA，#0FEHSJMPDOWNEND方波程序：ORG0200HLOOP：MOVA，#66HMOVR0，#0FEH；置上限电平MOVXR0，A INCR0 MOVXR0，A ACALLDELAY；形成方波顶宽MOVA，#00

21、H；置下限电平MOVR0，#0FEH MOVXR0，A INCR0 MOVXR0，A ACALLDELAY；形成方波底宽SJMPLOOPEND 例2.3 X-Y绘图仪与双片DAC0832接线如图2-13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2-13，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。8031锁存器译码器1 DAC0832#2 DAC0832#-+OA1VX-+OA2VY.FDHFFHFEHCSXFERWR1WR1WR2WR2Iout1Iout1Iout2Iout2RfbRfb

22、ALEWRP0.7P0.0DI7DI7DI0DI0CSXFER图图2-13 控制控制X-Y绘图仪的双片绘图仪的双片DAC0832接口接口 解：根据图2-13接线，DAC0832各端口的地址为：FDH1#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。ORG 0000HMOVR7，#30H；数据块长度MOVR1，#60H MOVR0，#20HLOOP：MOV A，R0PUSHA；保存20H单元

23、地址MOVA，R0；取20H单元中的数据MOVR0，#0FDH；指向1#DAC0832的数字量输入寄存器MOVXR0，A；取20H单元中的数据送1#DAC0832INCR0MOVA，R1；取60H单元中的数据INCR1；修改60H单元地址指针MOVXR0，A；取60H单元中的数据送2#DAC0832INCR0MOVXR0，A；启动两片DAC0832同时进行转换POPA；恢复20H单元地址INCA；修改20H单元地址指针MOVR0，ADJNZR7，LOOP；数据未传送完，继续END返回本节2.2.3 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

24、下图2-14所示，引脚结构如图2-15所示。4位输入寄存器8位输入寄存器12位DAC寄存器12位D/A转换器Iout1Iout2VREFRfbDI11DI4DI3DI0BYTE1/BYTE2CSWR1WR2XFERLE1LE2LE3M3M2M1LE=1，输出跟随输入LE=0，输入数据锁存.图图2-14 DAC1208内部框图内部框图图图2-15 DAC1208引脚图引脚图CSWR1AGNDDI9DI8DI2DI3DI4DI5DI6DI7VREFRfbDGNDVccBYTE1/BYTE2WR2XFERIout2Iout1DAC12081109876543220141516171819131211

25、24232221(LSB)DI0DI1DI11(MSB)DI10 8031和DAC1208的接线方式如图2-16所示。图图2-16 8031和和DAC1208的连接的连接-+OA8031EAALEP0.3 P0.0P0.7 P0.4WR地址锁存器Q0Q1Q7译码器1111111B1111110BBYTE1/BYTE2XFERCSWR1WR2RfbIout1Iout2VoutDI11 DI8DI7 DI4DI3 DI0DAC1208.解：D/A转换的程序为：ORG0000HMOV R0，#0FFH；8位输入寄存器地址MOV R1，#21H MOV A，R1；高8位数字量送AMOVX R0，A；高

26、8位数字量送8位输入寄存器DECR0DECR1MOV A，R1；低4位数字量送ASWAP 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DECR0MOVX R0，A；启动D/A转换END例例2.4 设内部设内部RAM的的20H和和21H单元内存放一个单元内存放一个12位数字位数字量（量（20H单元中为低单元中为低4位，位，21H单元中为高单元中为高8位），试根据位），试根据图图2-16编写出将它们进行编写出将它们进行D/A转换的程序。转换的程序。返回本节2.3 A/D转换器 2.3.1 逐次逼近式A/D转换器的工作原理 2.3.2 A/D转换器的性能指标 2.3.3 典型

27、的A/D转换芯片ADC0809 返回本章首页2.3.1 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2-17所示。图图2-17 逐次逼近式逐次逼近式A/D转换器逻辑框图转换器逻辑框图返回本节-+OA模拟输入Vx数字输出启动CKDONE控制逻辑N位寄存器N位D/A转换器Vc比较器2.3.2 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 返回本节2.3.3 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2-18

28、所示。图图2-18 ADC0809内部逻辑结构内部逻辑结构 地址锁存.8031ADC0809ALEP0.7P0.0P2.7WRRDINTCKDQQA0A1A2D0D7ABCCLKSTARTALEOEEOC.IN0IN1IN7IN6IN5IN4IN3IN2+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2-19所示。IN5D7D6D0D1D2D3D4D5Vref(+)OEGNDVccADDCADC08091109876543220141516171819131211IN3IN4IN7IN6STARTEOCCLOCKVref(-)ALEADDAADDBIN0IN1I

29、N22827262524232221图图2-19 ADC0809引脚图引脚图 引脚结构 （1）IN7IN0：8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 表2-1 被选通道和地址的关系返回本节2.4 MCS-51和A/D转换器的接口 2.4.1 MCS-51和ADC0809的接口 2.4.2 MCS-51对AD574的接口 返回本章首页2.4.1 MCS-51和ADC0809的接口 ADC0809和8031的接线如图2-20所示。图图2-20 ADC0809和和8031接线图接线图地址锁存.8031ADC0809ALEP0.7P0

30、.0P2.7WRRDINTCKDQQA0A1A2D0D7ABCCLKSTARTALEOEEOC.IN0IN1IN7IN6IN5IN4IN3IN2+例2.5 如图2-20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：ORG0000HMOVDPTR，#7FF5HMOVXDPTR，A；启动A/D转换SETBEASETBEX1；开外中断1SETBIT1；外中断请求信号为下跳沿触发方式LOOP：SJMPLOOP；等待中断END 中断服务程序：ORG0013H；外中断1的入口地址 LJMP1000H；转中断服务程序的入口地址

31、 ORG1000H MOVXA，DPTR；读取A/D转换数据 MOV20H，A；存储数据 RETI；中断返回 查询方式程序清单：ORG0000H MOVDPTR，#7FF5H MOVXDPTR，A；启动A/D转换 LOOP：JBP3.3，LOOP；等待转换结束 MOVXA，DPTR；读取A/D转换数据MOV20H，A；存储数据END 例2.6 如图2-21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。图图2-21 8031和和ADC0809的接口的接口8031EAALEP0.7 P0.0WR地址锁存器译码器EOCADDAAL

32、EOESTARTCLOCK29-1ADC0809INT1RDADDCADDB2-8P0.0P0.2P0.1622710M1M21F0H.IN0IN1IN7IN6IN5IN4IN3IN2.2+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：程序清单：ORG0000HMOVR0，#30H；数据区始地址送；数据区始地址送R0MOVR7，#08H；通道数送；通道数送R7MOVR6，#00H；IN0地址送地址送R6MOVIE，#84H；开中断；开中断SETBIT1；外中断请求信号为下跳沿触发方；外中

33、断请求信号为下跳沿触发方式式MOVR1，#0F0H；送端口地址到；送端口地址到R1MOVA，R6；IN0地址送地址送AMOVXR1，A；启动；启动A/D转换转换LOOP：SJMPLOOP；等待中断；等待中断END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 1000HMOVXA，R1；读入A/D转换数据MOV R0，A；将转换后的数据存入数据区INCR0；数据区指针加1INCR6；模拟通道号加1MOV A，R6；新的模拟通道号送AMOVXR1，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LOOP1CL

34、REX1；8路采样结束，关中断LOOP1：RETI；中断返回返回本节2.4.2 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2-22所示。图图2-22 AD574引脚图引脚图（2）结构特点 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。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。AD574的数字量的位数可以设定为8位，也可设定为12位。2.8031和AD574的接口 图2-23表示出了AD574与8031单片机的接口电路。

35、图图2-23 AD574与与8031接口电路接口电路.P0.7P0.0EAALEWRRDP1.03239313016171803174LS373D7D0Q0Q774LS00&123181714131516191282569347333435363738111115121013271426252021222324191617281826543978-15V+15V 模拟输入+5V增益补偿100 100D10D9D8D0D1D2D3D4D5D6D7D11CESTS12/8A0CSR/C10VINBIF OFFREF OUTREFINAGNDDGNDVssVcc20VINVL.AD574.图图2-2

36、4 单极性输入电路单极性输入电路模拟输入0 +10V0 +20VAGND20VIN10VINBIP OFFREF OUTCER/CREF INA0CS12/8STS高位24 27中位20 23低位16 19DGND-15V+15V+5V+15V-15V100K100100K100 AD574 例2.7 在图2-23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：ORG0000H MOVR0，#20H；数据区首址 MOVDPTR，#0FF7CH MOVXDPTR，A；启动A/D

37、转换LOOP：JBP1.0，LOOP；转换是否结束，未结束，等待MOVDPTR，#0FF7DHMOVXA，DPTR；读高8位数据MOVR0，A；存高8位数据INCDPTRINCDPTRMOVXA，DPTR；读低4位数据ANL A，#0FH；屏蔽高4位随机数INCR0MOVR0，A；存低4位数据END返回本节2.5 数据的采样及保持 2.5.1 多路转换开关 2.5.2 数据采样定理 2.5.3 采样/保持器 返回本章首页2.5.1 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2-25所示。图2-25中，C、B、A为二进制控制输入端，改变C、B、

38、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/OUT07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2-3所示。图图2-25 CD4051引脚图引脚图 表表2-3 CD4051真值表真值表IN/OUT19876543210111413121516 IN/OUTIN/OUT12304567OUT/ININHVssVccVDDABC 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82或162的多路开关。下面以CD4051为例说明多路开关的扩展方法。两个

39、8路开关扩展成16路的多路开关的方法，如图2-26所示。返回本节OUTOUTCCABBAD0D1D2D3CD4051CD4051INHINHS1S8S1S8ININININ模拟输入（1 8）模拟输入（9 16）模拟输出.图图2-26 用用CD4051多路开关组成的多路开关组成的16路模拟开关接线图路模拟开关接线图 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2-27给出了采样前后波形的变化。X*（t）图）图2-27 采样前后波形的变化采样前后波形的变化2.5.2 数据采样定理 返回本节X(t)X(t)*ST(t)ttt00

40、02T1T3T 4T 5T 6T-2T-1T-3T-4T-5T 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2-28所示。图图2-28 采样采样/保持器的输入输出特性保持器的输入输出特性2.5.3 采样/保持器 采样保持VinVoutS/HVinVout工作方式 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2-29所示。图图2-29 最简单的采样最简单的采样/保持器保持器RKVxCVout.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、AD5

41、83、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2.6 常用输出驱动电路 2.6.1 白炽灯驱动接口 2.6.2 光电隔离器 返回本章首页2.6.1 白炽灯驱动接口 图2-30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300500mA。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。图图2-30 CJ0451驱动灯泡的应用驱动灯泡的应用返回本节P1.78031开关1243781K 1K 300R+5V

42、+12VCJ0451.2.6.2 光电隔离器 图2-31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2-32为快速驱动直流负载的光电隔离电路。图图2-31 开关量输出隔离电路开关量输出隔离电路803133 392827262516&CP74LS273SN75452V7V0J7J0J1J2.+5V图图2-32 光电耦合控

43、制直流电机光电耦合控制直流电机返回本节803174LS273+5VDC+-MR1R2R3SCRMCS620078.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三章 常用控制程序设计 3.1 判断程序设计 3.2 巡回检测程序设计 3.3 数字滤波程序设计 3.4 标度变换程序设计 3.5 上下限报警处理程序设计 3.6 LED数码管显示程序设计 3.7 定时程序设计 3.8 键盘控制程序设计 3.9 抗干扰技术 3.10 电机控制程序设计 3.11 步进电机控制 3.1 判断程序设计 3.1.1 算术判断程序 3.1.2 逻辑判断程序 3.1.3

44、标志判断程序 返回本章首页 判断程序就是分支执行程序。程序在执行时，首先判定给定的条件是否满足，根据判定的结果（真或假）再执行相应的操作。例如：在转速控制系统中，电机的恒速运转一般是通过控制输入电压来实现的，首先检测出电机的实际转速，再比较电机的实际转速和给定转速，如果电机的转速低于给定转速，就需要增加输入电压；如果电机的转速高于给定转速，就需要降低输入电压。上述功能的执行过程如图3-1所示。图图3-1 判断程序框图判断程序框图检测电机转速是否大于给定转速降低输入电压提高输入电压是否 MCS-51系列的程序状态字（PSW）是一个用于存储程序运行状态信息的8位寄存器，其位定义如表3-1所示。其中

45、有些位状态是根据程序运算结果由硬件自动设置；而有些位状态则是通过软件设定的。PSW的位状态可通过指令读出，以实现程序的转移。返回本节3.1.1 算术判断程序 1.两个8位无符号数比较 2.两个16位无符号数比较 3.两个8位有符号数的比较 1.两个8位无符号数比较 图图3-2 8位无符号数的比较流程框图位无符号数的比较流程框图 CLRCY；进位标志清零 MOVA,M；AMSUBBA,N；求MNJZEQU；累加器A=0，则M=N，转EQUJCLESS；CY=1，有借位，则MN处理程序；无借位，则MN，执行BIG处理程序EQU:M=N处理程序LESS:MN处理程序MN处理程序借位否?是是是否否否1

46、6位无符号数的比较程序清单：CLRCY；标志位清零 MOVA,MH；AMHMOVR2,NH；R2NHSUBBA,R2；高8位比较JZHEQU；高8位相等，转低8位比较 JCLESS；有借位，转MN 理程序HEQU:CLRCY；标志位清零 MOVA,ML；AMLMOVR2,NL；R2NLSUBBA,R2；低8位比较JZEQU；A=0，则M=N，转EQUJCLESS；有借位，则MN处理程序；无借位，执行MN 理程序EUQ:M=N 处理程序 LESS:M0，N0,即两数均为正数。（2）M0，N0,即M为正数，N为负数。（3）M0,即M为负数，N为正数。（4）M0，N0,即两数均为负数。图图3-4 8

47、位有符号数的比较流程框图位有符号数的比较流程框图M AM-N=0?溢出否?ACC.7=1?ACC.7=1?否否否否是是是是转M=N程序转MN程序8位有符号数比较程序清单：MOVA,M；AMMOVR2,N；R2NSUBBA,R2；M和N 比较JZEQU；M和N相等，转相等处理程序JBPSW.2,FLOW；判断是否溢出JBACC.7,LESS；无溢出，且A的最高位为1，则MNFLOW:JBACC.7,BIG；有溢出，且A的最高位为1，则MNLESS:MN处理程序；否则，MN处理程序 EUQ:M=N处理程序 返回本节3.1.2 逻辑判断程序 逻辑判断程序的设计步骤：（1）读入数据（开关状态或阀门的位

48、置）；（2）屏蔽不需要的状态位；（3）与所要求的状态比较；（4）判断比较结果，选择程序入口。例3-1图3-5中A、B、C、D表示4个开关，当四个开关均闭合时，顺序执行相应的程序，否则，继续检测。逻辑判断程序流程框图如图3-6所示。P1.0P1.2P1.4P1.68031+5VABDCR1R4R3R2.图图3-5 开关位置检测图开关位置检测图 读入开关状态屏蔽不需要的位满足要求否？继续执行是否 图图3-6 开关状态检测流程图开关状态检测流程图逻辑判断程序清单：CHECK:MOVA,P1；读入开关状态 ANLA,#55H；屏蔽无用位XRLA,#00H；判断A、B、C、D是否全部闭合JNZCHECK

49、；A、B、C、D没全部闭合，继续检测；否则顺序执行相应程序 返回本节3.1.3 标志判断程序 标志判断的设计思想是：根据某一设定的标志单元（或标志位）的状态，决定程序的执行方向。电机旋转方向控制程序流程图如图3-7所示。图图3-7 电机旋转方向控制程序流程图电机旋转方向控制程序流程图标志位判断标志位为1否?是否执行顺时针旋转控制程序执行逆时针旋转控制程序电机旋转方向控制程序清单：FLAGBIT 00H；设定00H为电机旋转方向控制位 JBFLAGRIGHT；FLAG=1，转RIGHTLEFT:；FLAG=0，顺时针旋转控制程序 RIGHT:；逆时针旋转控制程序 返回本节3.2 巡回检测程序设计

50、 3.2.1 概述 3.2.2 巡回检测举例 返回本章首页3.2.1 概述 所谓的巡回检测就是对生产过程中的各个参数按照一定的周期进行检查和测量，检测的数据通过计算机处理后可以进行显示、打印和报警等操作。巡回检测程序主要由以下几个方面构成：1.采样周期T的确定 2.采样开关通道号的控制 3.A/D转换 4.数据处理 返回本节3.2.2 巡回检测举例 1.利用8位A/D转换芯片（ADC0809）2.采用12位A/D转换芯片（AD574A）1.利用8位A/D转换芯片（ADC0809）图图3-8 炉温巡回检测电路原理图炉温巡回检测电路原理图P0.0 0.7D0 7Q0Q2Q1ADDAADDBADDC