单片机基础(第3版)-第10章ppt课件.ppt

单片机基础(第3版)的第10章主要探讨了单片机在测控系统中的模拟输入和输出接口，特别是A/D转换器和D/A转换器的应用。测控系统涉及对被控对象的物理参数如温度、压力、流量等的实时采集和控制，而这些参数通常以模拟量的形式存在。因此，模拟量与数字量之间的转换至关重要。 10.1 单片机测控系统与模拟输入通道 测控系统包括采集数据和根据数据做出控制决策两个过程。模拟输入通道是这个过程的关键环节。它由传感器、放大器、采样/保持电路、滤波器和多路转换组成。 1. 传感器：负责将物理信号转化为电信号，例如温度传感器、光电传感器、湿度传感器等。 2. 放大器：如运算放大器，用于增强传感器产生的微弱信号，便于后续处理。 3. 采样/保持电路：确保信号在A/D转换过程中的稳定性，采样频率需高于信号最高频率成分的2.5倍。 4. 滤波器：分为模拟滤波和数字滤波，用于去除噪声和干扰，提高信号质量。 5. 多路转换：在多路系统中，通过多路开关实现多通道参量的轮流采集，以节省成本和简化设计。 10.2 A/D转换器接口 A/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的关键组件。以8位A/D转换芯片ADC0809为例，它采用逐次逼近式转换原理，能处理8路模拟信号，并内置模拟开关和地址锁存器，转换时间为100 μs左右。ADC0809的内部结构包括多路开关、地址锁存与译码电路、逐次逼近寄存器和树状开关等，实现通道选择和转换控制。 A/D转换器接口的设计要考虑与单片机如80C51的连接，通常需要控制信号线来启动转换、读取转换结果和设置通道选择等。 10.3 D/A转换器接口 D/A转换器则是将数字信号转换为模拟信号，用于实现数字控制器对模拟信号的输出控制，如驱动显示设备或控制执行机构。接口设计同样需要考虑与单片机的通信协议和控制信号。 10.4 A/D与D/A转换器芯片的串行接口 除了并行接口，一些转换器还支持串行接口，如SPI、I2C等，可以减少引脚数量，简化硬件设计，但可能牺牲速度。 单片机测控系统的模拟输入和输出接口设计涉及到信号采集、处理、转换等多个环节，合理选择和设计这些接口对于实现高效、精确的测控功能至关重要。在实际应用中，还需要根据具体需求和系统资源优化设计，确保系统的稳定性和性能。