《单片机》课件第7章.ppt

1、7.1 7.1 显示器接口技术显示器接口技术 在一个应用系统中，显示部分往往是不能省的。显示不在一个应用系统中，显示部分往往是不能省的。显示不仅能指示系统工作的状态，而且还能给出某些定量的信息，仅能指示系统工作的状态，而且还能给出某些定量的信息，是人机沟通的重要途径。简单的状态显示可以用是人机沟通的重要途径。简单的状态显示可以用LED来指示来指示（电路参考第（电路参考第2章的介绍），然而大多数情况下光有章的介绍），然而大多数情况下光有LED指指示是不够的，本节主要介绍示是不够的，本节主要介绍LED数码管的显示电路与技术。数码管的显示电路与技术。7.1.1 7.1.1 数码管的种类数码管的种类

2、如果你到电子市场走一走，就会发现如果你到电子市场走一走，就会发现LED数码管的种类数码管的种类繁多，颜色有红色、绿色（普绿、纯绿）、蓝色等；位数有繁多，颜色有红色、绿色（普绿、纯绿）、蓝色等；位数有单位、两位、四位等；应用角度有通用、专用之分；工作方单位、两位、四位等；应用角度有通用、专用之分；工作方式有静态、动态之分（笔画是内部已经连在一起了，管脚特式有静态、动态之分（笔画是内部已经连在一起了，管脚特别少的）；内部结构有共阳、共阴两种。图别少的）；内部结构有共阳、共阴两种。图7-1是常用的共是常用的共阴、共阳的内部结构和外部管脚图。阴、共阳的内部结构和外部管脚图。图7-1 LED数码管的内部

3、结构、外部管脚 7.1.2 7.1.2 字型（段）编码字型（段）编码 LED数码管内部一般为数码管内部一般为8个发光管，这个正好是一个字节个发光管，这个正好是一个字节的二进制位个数，可以将的二进制位个数，可以将8个笔画（个笔画（a、b、c、g、dp）与一个字节对应起来，一般有顺序与倒序两种对应方式，如与一个字节对应起来，一般有顺序与倒序两种对应方式，如“a、b、c、g、dp 对应对应D0、D1、D6、D7”为为顺序的话，则顺序的话，则“a、b、c、g、dp 对应对应D7、D6、D1、D0”就是倒序，在实际设计过程中，为方便就是倒序，在实际设计过程中，为方便PCB板的走板的走线，有时会出现毫无规

4、律的对应关系。为了叙述简单，本节线，有时会出现毫无规律的对应关系。为了叙述简单，本节所讲的都以顺序为例，如下所示：所讲的都以顺序为例，如下所示：D7D6D5D4D3D2D1D0dpGfedcba 将笔画与字节对应后，我们把由将笔画与字节对应后，我们把由8个笔画的状态（逻辑状个笔画的状态（逻辑状态）组成的数称为字型（段）码，或简称笔画码。态）组成的数称为字型（段）码，或简称笔画码。对于共阳数码管：对于共阳数码管：（1）显示）显示“3”时，笔画为时，笔画为“10110000 B”，即，即“B0H”。（2）显示）显示“5”时，笔画为时，笔画为“10010010 B”，即，即“92H”。对于共阴数码管

5、：对于共阴数码管：（1）显示）显示“2”时，笔画为时，笔画为“01011011 B”，即，即“5BH”。（2）显示）显示“7”时，笔画为时，笔画为“00000111 B”，即，即“07H”，等等。，等等。字符共阴顺序小数点暗共阳顺序小数点暗dp g f e d c b a十六进制数dp g f e d c b a十六进制数00 0 1 1 1 1 1 13FH1 1 0 0 0 0 0 0C0H10 0 0 0 0 1 1 006H1 1 1 1 1 0 0 1F9H20 1 0 1 1 0 1 15BH1 0 1 0 0 1 0 0A4H30 1 0 0 1 1 1 14FH1 0 1 1

6、0 0 0 0B0H40 1 1 0 0 1 1 066H1 0 0 1 1 0 0 199H50 1 1 0 1 1 0 16DH1 0 0 1 0 0 1 092H60 1 1 1 1 1 0 17DH1 0 0 0 0 0 1 082H70 0 0 0 0 1 1 107H1 1 1 1 1 0 0 0F8H80 1 1 1 1 1 1 17FH1 0 0 0 0 0 0 080H90 1 1 0 1 1 1 16FH1 0 0 1 0 0 0 090HA0 1 1 1 0 1 1 177H1 0 0 0 1 0 0 088HB0 1 1 1 1 1 0 07CH1 0 0 0 0 0

7、1 183HC0 0 1 1 1 0 0 139H1 1 0 0 0 1 1 0C6HD0 1 0 1 1 1 1 05EH1 0 1 0 0 0 0 1A1HE0 1 1 1 1 0 0 179H1 0 0 0 0 1 1 086HF0 1 1 1 0 0 0 171H1 0 0 0 1 1 1 08EH表7-1 LED数码管字型编码表7.1.3 7.1.3 数码管接口电路数码管接口电路（1）在设计数码管接口电路时，根据笔画段（）在设计数码管接口电路时，根据笔画段（a、b、c、g、dp）的连接方法可以分为）的连接方法可以分为“硬件译码法硬件译码法”和和“软件译码法软件译码法”两种。两种。硬件

8、译码法的特点是硬件译码法的特点是CPU输出的是输出的是BCD码，由译码芯片产生码，由译码芯片产生笔画驱动码，图笔画驱动码，图7-2（a）是硬件译码法的结构框图，图）是硬件译码法的结构框图，图7-2（b）是硬件译码法的一个应用实例。）是硬件译码法的一个应用实例。（a）硬件译码法示意图 （b）硬件译码法应用实例结合图结合图7-2（b），若将内存），若将内存20H单元中的数据（低单元中的数据（低4位）显示，位）显示，则指令如下：则指令如下：CLR P1.7；让译码器；让译码器4511 处于显示状态处于显示状态MOV P1,20 H；20H单元数据送单元数据送 P1口口软件译码法的特点是软件译码法的特

9、点是CPU直接输出的是直接输出的是a、b、c、g、dp 笔画码（如驱动电流不够，则加驱动芯片），图笔画码（如驱动电流不够，则加驱动芯片），图7-3（a）、）、（b）是软件译码法的结构框图和应用实例。）是软件译码法的结构框图和应用实例。（a）软件译码法示意图 （b）软件译码法应用实例结合图结合图7-3（b），欲显示内存），欲显示内存20H单元的内容的主要程序为：单元的内容的主要程序为：DISP：MOV A,20 H；取；取20H单元数据单元数据MOV DPTR,#TAB；定义字型码首地址；定义字型码首地址MOVC A,A+DPTR；查表转换成字型码；查表转换成字型码MOV P1,A；送；送P1口

10、显示口显示TAB：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H；0，1，2，3，4DB 92H,82H,0F8H,80H,90H；5，6，7，8，9DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH；A，B，C，D，E，F（2）在设计数码管接口电路时，根据）在设计数码管接口电路时，根据“公共端公共端”的接法可的接法可以分为以分为“静态方式静态方式”和和“动态方式动态方式”两种。两种。静态方式：是指公共端固定接地（共阴）或固定接电源（共静态方式：是指公共端固定接地（共阴）或固定接电源（共阳），各数码管间的笔画段是独立的，这样数码管一直处于阳），各数码管间的笔画段是独立的，这样数码管

11、一直处于工作状态。静态方式耗电大，但亮度足，适合数码管位数少工作状态。静态方式耗电大，但亮度足，适合数码管位数少时应用，同时程序设计也比较简单。时应用，同时程序设计也比较简单。图图7-4是静态方式的应用实例（笔画段的限流电阻略）。是静态方式的应用实例（笔画段的限流电阻略）。图7-4 静态方式示例 静态方式的编程：当数据需要刷新时，直接向相应数码静态方式的编程：当数据需要刷新时，直接向相应数码管的笔画端口发送信息就可以。以图管的笔画端口发送信息就可以。以图7-4为例，设为例，设LED1、LED2、LED3、LED4对应的显示内存单元分别为对应的显示内存单元分别为40H、41H、42H、43H，4

12、个数码管对应的个数码管对应的I/O口地址为口地址为PORT_1、PORT_2、PORT_3、PORT_4，则显示部分的程序如下：，则显示部分的程序如下：MOV DPTR,#TAB；字型码表首地址；字型码表首地址MOV A,40H；取数据；取数据MOVC A,A+DPTR；查表转换成字型码；查表转换成字型码MOV DPTR,#PORT_1；定义；定义LED1端口地址端口地址MOVX DPTR,A；LED1显示完成显示完成MOV DPTR,#TAB；字型码表首地址；字型码表首地址MOV A,41H；取数据；取数据MOVC A,A+DPTR；查表转换成字型码；查表转换成字型码MOV DPTR,#PO

13、RT_2；定义；定义LED2端口地址端口地址MOVX DPTR,A；LED2 显示完成显示完成MOV DPTR,#TAB；字型码表首地址；字型码表首地址MOV A,42H ；取数据；取数据MOVC A,A+DPTR；查表转换成字型码；查表转换成字型码MOV DPTR,#PORT_3；定义；定义LED3端口地址端口地址MOVX DPTR,A；LED3 显示完成显示完成MOV DPTR,#TAB；字型码表首地址；字型码表首地址MOV A,43H；取数据；取数据MOVC A,A+DPTR；查表转换成字型码；查表转换成字型码MOV DPTR,#PORT_4；定义；定义LED4端口地址端口地址MOVX

14、DPTR,A；LED4 显示完成显示完成TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H；0，1，2，3，4DB 92H,82H,0F8H,80H,90H；5，6，7，8，9 动态方式：是指公共端接有可控元件（比如三极管、门动态方式：是指公共端接有可控元件（比如三极管、门电路等），各数码管间的笔画段可以并联接，数码管是否工电路等），各数码管间的笔画段可以并联接，数码管是否工作取决于控制元件的状态，通过控制元件可以使数码管工作，作取决于控制元件的状态，通过控制元件可以使数码管工作，也可以让其不工作。动态过程由程序扫描实现，所以程序相也可以让其不工作。动态过程由程序扫描实现，所以程序相

15、对较难。这种方式亮度稍暗（与静态方式比较而言，通过增对较难。这种方式亮度稍暗（与静态方式比较而言，通过增加瞬时电流，配合高亮数码管，亮度可以满足要求），但动加瞬时电流，配合高亮数码管，亮度可以满足要求），但动态方式的优点是十分明显的，即耗电省，在动态扫描过程中，态方式的优点是十分明显的，即耗电省，在动态扫描过程中，任何时刻只有一个数码管是处于工作状态的。动态方式适合任何时刻只有一个数码管是处于工作状态的。动态方式适合数码管位数相对较多时采用。图数码管位数相对较多时采用。图7-5是动态方式的一个应用是动态方式的一个应用实例。实例。图7-5 动态方式应用实例7.1.4 7.1.4 动态扫描程序设计

16、动态扫描程序设计 在动态方式的结构中，我们将提供笔画码的端口称为在动态方式的结构中，我们将提供笔画码的端口称为“段（码）口段（码）口”，与各数码管公共端所接的口称为，与各数码管公共端所接的口称为“位（置）位（置）口口”。另外，为使扫描程序具有较好的移植性，我们在内存。另外，为使扫描程序具有较好的移植性，我们在内存中指定一块数据缓冲区（称显示缓冲区），显示程序的功能中指定一块数据缓冲区（称显示缓冲区），显示程序的功能就是将显示缓冲区内的数据分别显示在各个数码管的位置上。就是将显示缓冲区内的数据分别显示在各个数码管的位置上。考虑到程序的总体结构，显示程序设计成子程序，动态扫描考虑到程序的总体结构，

17、显示程序设计成子程序，动态扫描流程如图流程如图7-6所示。所示。图7-6 动态扫描流程图第第5 5章章 中断系统及定时中断系统及定时/计数器计数器结合图结合图7-5，设显示缓冲区的地址为，设显示缓冲区的地址为40H、41H、42H、43H共共4个单元，段（码）口地址为个单元，段（码）口地址为PORT_D，位（置）口地址，位（置）口地址为为PORT_W，根据图，根据图7-6所示流程，写出动态扫描的程序如所示流程，写出动态扫描的程序如下：下：DISP:MOV R0,#40H；设置缓冲区首地址；设置缓冲区首地址MOV R7,#4；设置数码管个数（也即循；设置数码管个数（也即循环次数）环次数）MOV

18、R2,#11111110 B；设置首位数码管工作的位状态，；设置首位数码管工作的位状态，0 选中选中DIS:MOV A,R2；取位状态；取位状态MOV DPTR,#PORT_W；指向位（置）口；指向位（置）口MOVX DPTR,A；选中位（将；选中位（将LED位置状态数据送位位置状态数据送位口）口）MOV A,R0；取缓冲区数据；取缓冲区数据MOV DPTR,#TAB；定义表格首地址；定义表格首地址MOVC A,A+DPTR；查表转换成；查表转换成LED笔画码笔画码MOV DPTR,#PORT_D；指向段（码）口；指向段（码）口MOVX DPTR,A；LED笔画码送段码口笔画码送段码口LCAL

19、L DELAY；等待；等待1msINC R0；显示缓冲区地址；显示缓冲区地址MOV A,R2；LED位置调整位置调整RL AMOV R2,ADJNZ R7,DIS；6次扫描是否完成次扫描是否完成RET根据时钟频率调整根据时钟频率调整 R5的初始数据或改变循环体内的语句，可以改变延时量。的初始数据或改变循环体内的语句，可以改变延时量。DELAY：MOV R5,#250；12MHz时约时约1 msDL：NOPNOP DJNZ R5,DLRET下面是按照共阳数码管顺序排列建立的字型表，实际设计时要根据数码管的内部结构（共下面是按照共阳数码管顺序排列建立的字型表，实际设计时要根据数码管的内部结构（共阳

20、或共阴）以及笔画的实际线路（顺序、倒序或其他），修改下面表格的内容。阳或共阴）以及笔画的实际线路（顺序、倒序或其他），修改下面表格的内容。TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H；0，1，2，3，4DB 92H,82H,0F8H,80H,90H；5，6，7，8，9DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH；A，B，C，D，E，F在系统中，显示程序可以放在主程序的循环体中（见第在系统中，显示程序可以放在主程序的循环体中（见第4.4节），也可以放在定时器中断服务程序中，后者扫描更加均节），也可以放在定时器中断服务程序中，后者扫描更加均匀。在不是很复杂的系统中两者效

21、果差不多。匀。在不是很复杂的系统中两者效果差不多。7.2 7.2 键盘接口技术键盘接口技术 按键是人机交流的重要渠道，微机系统中最常见的是触按键是人机交流的重要渠道，微机系统中最常见的是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等。点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等。按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两按键按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实

22、现键盘的定义与识别。下面将重点介绍非编码键盘软件来实现键盘的定义与识别。下面将重点介绍非编码键盘接口。接口。7.2.1 7.2.1 按键的机械特性按键的机械特性 按键的功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关按键的功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系，也就是说，它能提供标准的系，也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。机械式按键在按下或释放时，由数字系统的逻辑电平相容。机械式按键在按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动

23、过程如图动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图7-7所示，抖所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 ms10 ms。按键的机械抖动可能导致判断出错，即按键一次按下或释放按键的机械抖动可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况在实际系统中是不允许被错误地认为是多次操作，这种情况在实际系统中是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施（消抖）。其方法有硬件消抖和软件消抖。采取去抖动措施（消抖）。其方法有硬件消抖和软件消抖。硬件消抖可以采

24、用硬件消抖可以采用RC积分滤波的方式、单稳态电路和积分滤波的方式、单稳态电路和R-S触发器电路。图触发器电路。图7-8是是R-S触发器消抖电路，具体原理此略。触发器消抖电路，具体原理此略。硬件消抖因为要增加硬件开销，造成电路复杂，所以除了在硬件消抖因为要增加硬件开销，造成电路复杂，所以除了在数字电路里使用之外，在单片机系统中不太采用。数字电路里使用之外，在单片机系统中不太采用。图7-7 按键的机械特性 图7-8 R-S触发器消抖电路 软件消抖的方法是：在检测到有按键按下时，执行一个软件消抖的方法是：在检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时左右（具体

25、时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态。同理，在检测持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态。同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。另外一种方法是连续判断按键所在线路的电平，抖动的影响。另外一种方法是连续判断按键所在线路的电平，如果连续如果连续100次（甚至更多）都出现低电平（一般按键都是次（甚至更多）都出现低电平（一般按键都是低电平表示按下），就认为按键已经稳定，可以

26、进行识别，低电平表示按下），就认为按键已经稳定，可以进行识别，这是企业实际开发产品中常用的方法。这是企业实际开发产品中常用的方法。7.2.2 7.2.2 按键电路与程序设计按键电路与程序设计 根据实际使用按键的情况，设计电路时可以有两种方案根据实际使用按键的情况，设计电路时可以有两种方案可以选择：独立式按键和矩阵结构的按键电路。可以选择：独立式按键和矩阵结构的按键电路。1独立式按键独立式按键独立式按键如图独立式按键如图7-9所示，当需要的按键数量比较少时，可所示，当需要的按键数量比较少时，可以采用这种方法。其优点是电路简单，程序设计容易；缺点以采用这种方法。其优点是电路简单，程序设计容易；缺点

27、是端口的资源消耗大，每个按键都需占用一个引脚。是端口的资源消耗大，每个按键都需占用一个引脚。图7-9 独立式按键应用实例图图7-10是独立式按键结构对应的键盘扫描流程图，对应图是独立式按键结构对应的键盘扫描流程图，对应图7-9可以写出键盘子程序：可以写出键盘子程序：KEY:MOV P2,#00001111B；设定；设定P2口的口的D3、D2、D1、D0输入输入MOV A,P2；读；读P2口口CPL A；取反，属技术处理，简便判断；取反，属技术处理，简便判断ANL A,#00001111B；屏蔽高；屏蔽高4位的影响位的影响JZ BACK；A为为0则无按键则无按键按下，结束键盘程序按下，结束键盘程

28、序LCALL DELAY；延时消抖；延时消抖MOV A,P2；再读、判断；再读、判断CPL AANL A,#00001111 B JZ BACK CJNE A,#01H,KEY1；不是；不是K0键，继续判断其他键键，继续判断其他键MOV R3,#00H；是；是K0键，设编码为键，设编码为 00HOPEN:MOV A,P2；读；读P2口，判断是否释放口，判断是否释放CPL AANL A,#00001111BJNZ OPEN；没释放；没释放LCALL DELAY；延时消抖；延时消抖MOV A,P2；再读、判断释放稳定；再读、判断释放稳定CPL AANL A,#00001111BJNZ OPEN L

29、CALL FUN_K；已释放，执行键盘功能定义程；已释放，执行键盘功能定义程序序BACK:RET；键盘子程序结束；键盘子程序结束KEY1:CJNE A,#02H,KEY2；不是；不是K1键，继续判断其他键键，继续判断其他键MOV R3,#01H；是；是K1键，编码为键，编码为 01HAJMP OPENKEY2:CJNE A,#04H,KEY3；不是；不是K2键，继续判断其他键键，继续判断其他键MOV R3,#02H；是；是K2键，编码为键，编码为 02HAJMP OPENKEY3:CJNE A,#08H,BACK；不是；不是K3键，结束键盘程序键，结束键盘程序MOV R3,#03H；是；是K3

30、键，编码为键，编码为 03HAJMP OPENFUN_K:；键盘功能定义程序，此略；键盘功能定义程序，此略RETDELAY:；10ms 延时子程序，此略延时子程序，此略RET图7-10 独立式按键程序流程对于独立按键式键盘程序，按键不做编码也可以。尽管进行编码后程序会长一些，但这样做条理会更加清晰，同时执行的时间也增加不到6个机器周期，不会有速度上的影响。2矩阵式按键矩阵式按键当系统需要的按键数量比较多时，独立式结构会占用很多端当系统需要的按键数量比较多时，独立式结构会占用很多端口（管脚），实际上是难以承受的。图口（管脚），实际上是难以承受的。图7-11是矩阵结构的按是矩阵结构的按键电路，其特

31、点是：由行线和列线组成，按键位于行、列线键电路，其特点是：由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上，可以设置的按键数行数的交叉点上，可以设置的按键数行数列数，显然在按键列数，显然在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘可以节省很多数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘可以节省很多I/O端口。端口。图7-11 矩阵式按键电路第第5 5章章 中断系统及定时中断系统及定时/计数器计数器矩阵式按键的程序总体结构与独立式按键一样，区别主要是矩阵式按键的程序总体结构与独立式按键一样，区别主要是在在“按键是否按下按键是否按下”与与“按键的识别按键的识别”上，下面结合图上，下面结合图7-11来说明

32、这两个模块的具体流程：来说明这两个模块的具体流程：（1）“按键是否按下按键是否按下”：采用图：采用图7-12所示的方法进行判断。所示的方法进行判断。图7-12 判断是否有键按下（2）“按键的识别按键的识别”：这相对来说比较难，其中：这相对来说比较难，其中“线反转线反转法法”是十分有效而且常用的方法。设行线是某端口的低是十分有效而且常用的方法。设行线是某端口的低4位位（记（记D3、D2、D1、D0），列线是该端口的高），列线是该端口的高4位（记位（记D7、D6、D5、D4），），“线反转法线反转法”的基本流程如图的基本流程如图7-13所示。所示。图7-13 线反转法流程7.3 A/D7.3 A/

33、D接口技术接口技术7.3.1 A/D转换器概述A/D转换器用于实现模拟量到数字量的转换，在设计转换器用于实现模拟量到数字量的转换，在设计A/D转转换器与单片机接口之前，往往要根据换器与单片机接口之前，往往要根据A/D转换器的技术指标转换器的技术指标选择选择A/D转换器。为此，先介绍一下转换器。为此，先介绍一下A/D转换器的主要技术转换器的主要技术指标。指标。（1）分辨率：分辨率又称量化间隔，表示输出数据量变化）分辨率：分辨率又称量化间隔，表示输出数据量变化一个相邻数码所需要输入模拟量的变化量，其定义为转换器一个相邻数码所需要输入模拟量的变化量，其定义为转换器的满刻度电压与的满刻度电压与2n之比

34、，之比，n为为A/D转换器的位数，若某转换器的位数，若某8位位A/D的满刻度电压（基准电压）为的满刻度电压（基准电压）为5 V，则分辨率为，则分辨率为5/2 8，约，约20 mV。习惯上分辨率常以。习惯上分辨率常以A/D的位数表示。的位数表示。（2）量化误差：是）量化误差：是A/D转换器的有限分辨率引起的误差，它转换器的有限分辨率引起的误差，它有两种表示法，一种是绝对误差，另一种是相对误差。绝对有两种表示法，一种是绝对误差，另一种是相对误差。绝对误差等于分辨率的一半，即：误差等于分辨率的一半，即：上述例子中，上述例子中，5V基准电压基准电压8位位A/D 转换的绝对误差约转换的绝对误差约10 m

35、V。（3）A/D转换器的分类：转换器的分类：A/D转换器按转换原理可分为转换器按转换原理可分为4种，种，即：计数式即：计数式A/D转换器、双积分式转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式转换器和并行式A/D转换器。目前常用的是双积分式转换器。目前常用的是双积分式A/D转换器和逐次逼近式转换器和逐次逼近式A/D转换器。双积分式转换器。双积分式A/D转换器的主转换器的主要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，其缺点是要优点是转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，其缺点是转换速度较慢，因此，这种转换器主要用于速度要求不高的转换速度较慢，因此，这种转换器主要用于

36、速度要求不高的场合。逐次逼近式场合。逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快、精度较高的转换器是一种速度较快、精度较高的转换器，其转换时间大约在几转换器，其转换时间大约在几s到几百到几百s之间。通常使用的之间。通常使用的逐次逼近式典型芯片有逐次逼近式典型芯片有ADC0808/0809型型8位位MOS型型A/D转转换器，下面以此为例进行介绍。换器，下面以此为例进行介绍。7.3.2 ADC08097.3.2 ADC0809内部逻辑结构内部逻辑结构 ADC0809内部逻辑结构如图内部逻辑结构如图7-14所示，允许所示，允许8路模拟量路模拟量分时输入，共用一个分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁

37、存与译码转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对电路完成对A、B、C三个地址位进行锁存和译码，其译码输三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，如表出用于通道选择，如表7-2所示。所示。图7-14 ADC0809内部结构地址码对应的输入通道地址码对应的输入通道CBACBA000000110101IN0IN1IN2IN3111100110101IN4IN5IN6IN7表7-2 ADC0809 地址线与输入通道对应表7.3.3 ADC08097.3.3 ADC0809应用实例应用实例图图7-15 ADC0809外部管脚外部管脚ADC0809的外部管脚如图的外部管脚如图7-15所示，各引所示

38、，各引脚的功能说明如下。脚的功能说明如下。（1）IN7IN0：模拟量输入通道。：模拟量输入通道。ADC0809对输入模拟量的要求主要有：对输入模拟量的要求主要有：信号单极性，电压范围信号单极性，电压范围0 V5 V，若信号，若信号过小还须放大。过小还须放大。（2）A、B、C：地址线。：地址线。A为低位地址，为低位地址，C为高位地址，用于对模拟通道进行选择。为高位地址，用于对模拟通道进行选择。其地址状态与通道相对应的关系如表其地址状态与通道相对应的关系如表7-2所示。所示。（3）ALE：地址锁存允许信号。在对应：地址锁存允许信号。在对应ALE上跳沿，上跳沿，A、B、C地址状态送入地地址状态送入地

39、址锁存器中。址锁存器中。（4）START：转换启动信号。：转换启动信号。START上跳沿时，所有内部上跳沿时，所有内部寄存器清零；寄存器清零；START下跳沿时，开始进行下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换；在A/D转换期间，转换期间，START应保持低电平。应保持低电平。（5）D7D0：数据输出线。其为三态缓冲输出形式，可以：数据输出线。其为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。和单片机的数据线直接相连。（6）OE：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向单：输出允许信号。其用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻；，输

40、出数据线呈高电阻；OE=1，可以读取相应的数据。，可以读取相应的数据。（7）CLK：时钟信号。：时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。CLK最高频最高频率为率为1280 kHz。（8）EOC：转换结束状态信号。：转换结束状态信号。EOC=0，正在进行转换；，正在进行转换；EOC=1，转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，转换结束。该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。又可以作为中断请求信号使用。（9）VCC：+5 V电源。电源。（10）Vref：参考电

41、源。参考电压用来与输入的模拟信号进：参考电源。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5 V（Vref(+)=+5 V，Vref()=0 V）。）。图图7-16是是ADC0809的应用图，从该图中可以看出，其扩展的的应用图，从该图中可以看出，其扩展的基本方法与第基本方法与第2章介绍的方法是一致的。下面给出其应用程章介绍的方法是一致的。下面给出其应用程序。序。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Feb-2006 Sheet of File:D:教材编写图纸.Ddb

42、Drawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10IC1AT89C51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11IC374LS373GND13IN026Vcc11D721CLK10

43、D620Vref(+)12IN127START6D519OE9D418Vref(-)16IN228ALE22D38IN75D215C23IN31B24D114IN64D017A25IN42IN53EOC7IC2ADC0809111D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0ABCD1D2D3D4D5D6D7ABC+5V图7-16 ADC0809应用图设计一个设计一个8路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在片内路模拟量输入的巡回检测系统，采样数据依次存放在片内RAM 78H7FH单元中，其数据采样的初始化程序和中断服务程序如下。单元中，其数据采样的初始化程序和中断

44、服务程序如下。；初始化程序；初始化程序ORG 0000H；主程序入口地址；主程序入口地址AJMP MAIN；跳转主程序；跳转主程序ORG 0013H；中断入口地址；中断入口地址AJMP EX_1；跳转中断服务程序；跳转中断服务程序；主程序；主程序ORG 0050HMAIN:SETB IT1；边沿触发；边沿触发SETB EA；开中断；开中断SETB EX1；允许中断；允许中断BEGIN:MOVR0,#78H；数据暂存区；数据暂存区首址首址MOV R2,#08H；8路计数初值路计数初值MOV DPTR,#6000H；指向；指向0809 IN0通道地址通道地址MOV A,#00H；此指令可省，；此指

45、令可省，A可为任意值可为任意值LP:MOVX DPTR,A；启动；启动A/D转换转换SJMP$；等待中断；等待中断DJNZ R2,LP；巡回未完继续；巡回未完继续SJMP BEGIN；8次检测完成，再重复次检测完成，再重复；中断服务程序；中断服务程序EX_1:MOVX A,DPTR；读；读A/D转换结果转换结果MOV R0,A；存数；存数INC DPTR；更新通道；更新通道INC R0；更新暂存单元；更新暂存单元RETI；返回；返回END至此可以总结出至此可以总结出ADC0809的使用要点如下。的使用要点如下。（1）启动：实际上使）启动：实际上使START产生正脉冲，同时锁存地址信息。产生正脉

46、冲，同时锁存地址信息。（2）等待：可以采用查询、延时和中断方式，直到）等待：可以采用查询、延时和中断方式，直到EOC=1。（3）读取数据：当）读取数据：当EOC=1后，使后，使OE=1就可读得数字量。就可读得数字量。7.3.4 7.3.4 串行接口串行接口A/DA/D的应用的应用 TLC1549是是10位位I2C串行串行A/D转换器，管脚如图转换器，管脚如图7-17所示。各所示。各管脚功能说明如下。图管脚功能说明如下。图7-17 TLC1549管脚管脚TLC1549VCCREF（1）REF+：基准电压高端，常接：基准电压高端，常接+VCC。（2）REF：基准电压低端，常接地。：基准电压低端，常

47、接地。（3）AIN：模拟电压输入端，要求驱动源有大于：模拟电压输入端，要求驱动源有大于10mA的电的电流驱动能力。流驱动能力。（4）：片选端，低电平有效。）：片选端，低电平有效。（5）DOUT：转换后的数据输出端，片选无效时为高阻态；：转换后的数据输出端，片选无效时为高阻态；片选有效时，在时钟信号作用下数据从高位到低位依次输出。片选有效时，在时钟信号作用下数据从高位到低位依次输出。（6）CLK：时钟端，最高频率达：时钟端，最高频率达2.1MHz。（7）VCC：电源正端，：电源正端，4.5V5.5V。（8）GND：地。：地。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberR

48、evisionSizeA3Date:11-Aug-2005Sheet of File:E:科研课题2单片机试验系统单片机实验系统电路图.ddbDrawn By:REF+1AIN2REF-3CLK7GND4CS5DOUT6VCC8TLC1549图7-17 TLC1549管脚CSCSCSCS方 式I/O时钟数引脚6处出现MSB*快速方式方式1转换周期之间为高电平10下降沿方式2连续低电平10在21s内方式3转换周期之间为高电平11至16*下降沿方式4连续低电平16*在21s内慢速方式方式5转换周期之间为高电平11至16*下降沿方式6连续低电平16*第16个时钟下降沿表7-3 TLC1549工作方式

49、 其中方式其中方式1与方式与方式3属于同一类型，方式属于同一类型，方式2与方式与方式4属于同属于同一类型，快速与慢速并没有本质区别，主要取决于一类型，快速与慢速并没有本质区别，主要取决于CLOCK的周期，一般地，的周期，一般地，CLOCK频率大于频率大于280kHz为快速，否则为为快速，否则为低速。若不考虑速度，则方式低速。若不考虑速度，则方式3与方式与方式5相同，方式相同，方式4与方式与方式6也相同。图也相同。图7-18是是TLC1549工作方式工作方式1的时序，图的时序，图7-19是是TLC1549的一个应用实例。的一个应用实例。图7-18 TLC1549工作方式1时序12345678AB

50、CD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeA3Date:11-Aug-2005Sheet of File:E:科研课题2单片机试验系统单片机实验系统电路图.ddbDrawn By:+5REF+1AIN2REF-3CLK7GND4CS5DOUT6VCC8TLC1549EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526