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正文內(nèi)容

單片機(jī)常用接口芯片及其接口技術(shù)介紹(參考版)

2024-08-26 21:01本頁(yè)面
  

【正文】 當(dāng) Vi= 1V時(shí), V0= 0V;當(dāng) Vi= 8V時(shí), V0= 10V; 15)1(15)//1(1211210 ???????????? RRVRRRRRRVRRRV fifffif解: 1~8v 非標(biāo)準(zhǔn),但可以直接采集。 分析:根據(jù)疊加原理 代入解得 R1= Rf, R2= 3Rf; 若取 Rf= 10K,則 R1= 105K, R2= 30K。 0 . 9 6RK R K R K R KR? ? ? ?由 令 得 = =電路設(shè)計(jì): 計(jì)算并選阻值: +-V iR 2R 1R ’V 099 例: 某信號(hào)變化范圍為 1~8V,試設(shè)計(jì)一變換電路,將該信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn) A/D量程范圍 0~10V的信號(hào)。 ?“如何選擇合適的傳感器?” ?“如何設(shè)計(jì)合適的信號(hào)調(diào)理電路?” 95 同相 反相 差動(dòng) 運(yùn)算放大器(基本) 測(cè)量放大器 低漂移放大器 程控增益放大器 磁耦合隔離放大器 2 光電耦合器 3 V/I轉(zhuǎn)換器 4 電壓比較器 1 放大器 基本內(nèi)容 96 KPa 0 100 200 300 400 mv 0 例題: 設(shè)某壓力傳感器技術(shù)指標(biāo)如下 , 試設(shè)計(jì)一電路,將此信號(hào)處理后轉(zhuǎn)化為 A/D所要求的 0~ 5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng) 74LS165的 SH/LD(移位 /裝載 )被置為低時(shí),74LS165將并行數(shù)據(jù)置入寄存器,當(dāng)被置為高電平時(shí), 74LS165處于時(shí)鐘控制下的串行移位狀態(tài),數(shù)據(jù)通過(guò) RXD傳入 MCU。 ? 在寄生方式供電時(shí)為了保證單總線器件在某些工作狀態(tài)下(如溫度轉(zhuǎn)換期間, EEPROM寫(xiě)入等)具有足夠的電源電流,必須在總線上提供強(qiáng)上拉。 ? 位傳輸之間的恢復(fù)時(shí)間沒(méi)有限制,只要總線在恢復(fù)期間處于空閑狀態(tài)(高電平)。 87 1wire ? 設(shè)備主機(jī)或從機(jī)通過(guò)一個(gè) 漏極開(kāi)路或三態(tài)端口 連接至數(shù)據(jù)線,這樣允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)釋放數(shù)據(jù)總線以便總線被其它設(shè)備所使用。 ? 任一時(shí)刻只能傳輸一個(gè)控制信號(hào)或數(shù)據(jù),即主設(shè)備一旦選中了某個(gè)從設(shè)備,就會(huì)保持與其通信直至復(fù)位,而其他的從設(shè)備則暫時(shí)脫離總線,在下次復(fù)位之前不參加任何通信。 ? 主從設(shè)備間的連線少,速率較低,有利于長(zhǎng)距離通信。 ? 時(shí)鐘相位 CPHA是用來(lái)決定采樣時(shí)刻的電平,CPHA=0,在每個(gè)周期的第一個(gè)時(shí)鐘沿采樣,CPHA=1,在每個(gè)周期的第二個(gè)時(shí)鐘沿采樣。全雙工,串行數(shù)據(jù)同時(shí)輸入輸出, 輸速率,總線競(jìng)爭(zhēng)保護(hù)。 1位讀寫(xiě)控制 84 SPI總線 ? Motorola公司推出的一種串行總線技術(shù)。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 應(yīng)答信號(hào) :從器件在接收到 8bit數(shù)據(jù)后向發(fā)送數(shù)據(jù)的主器件發(fā)出特定的低電平脈沖,表示已收到數(shù)據(jù)。 開(kāi)始信號(hào) : SCL為高電平時(shí), SDA由高電平向低電平跳變開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。 ? 同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線相配合產(chǎn)生可以作為啟動(dòng)、應(yīng)答、停止或重啟動(dòng)串行發(fā)送的握手信號(hào)。 ? 真正的多主串行總線 :多主器件競(jìng)爭(zhēng)總線時(shí),時(shí)鐘同步和總線仲裁都由硬件自動(dòng)完成,可以防止多個(gè)主控器件同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸而產(chǎn)生的總線競(jìng)爭(zhēng)。 CPU發(fā)送的控制信號(hào)分為地址碼和控制量?jī)刹糠?,地址碼用來(lái)選址,即接通需要控制的電路,確定控制的種類(lèi);控制量決定該調(diào)整的類(lèi)別(如對(duì)比度、亮度等)及需要調(diào)整的量。 T X DR X DT X DR X DT X DR X D 0 1 0 2 0 nT X DR X D主 機(jī)81 I2C總線 ? Philips公司推出的一種兩線式(串行數(shù)據(jù)線 SDA和串行時(shí)鐘線 SCL)串行總線,用于連接微控制器及外圍設(shè)備,實(shí)現(xiàn)同步雙向串行數(shù)據(jù)傳輸。 ?RS232C電氣連接方式 73 TTL、 CMOS和 RS232電平 ? TTL電平 ?輸出高電平 , 輸出低電平 ?在室溫下 , 一般輸出高電平是 , 輸出低電平是 ?最小輸入高電平和低電平:輸入高電平 =, 輸入低電平 =, 噪聲容限是 ?一般認(rèn)為 TTL電平邏輯 “ 1” 為 5V ? CMOS電平 ?“ 1” 邏輯電平電壓接近于電源電壓 , “ 0” 邏輯電平接近于 0V。 ?在計(jì)算機(jī)中 , UART相連于產(chǎn)生兼容 RS232規(guī)范信號(hào)的電路 。 精度不高 。 選用 ATMEL的 ATmega16。 60 硬件設(shè)計(jì) MCU選擇 ?I/O口線數(shù)量: ?按鍵 3個(gè),故需 3根掃描線; ?4位 LED數(shù)碼管顯示,即 4根掃描線;每個(gè)數(shù)碼管8段,共需 8根數(shù)據(jù)線; ?4只電磁閥共需 4根控制線; ?可控硅控制需 1根控制線; ?液位檢測(cè)需要 6對(duì)紅外對(duì)管,需 6路 AD采集; ?溫度檢測(cè) 1路,需 1路 AD采集。 59 方案比較 功率驅(qū)動(dòng) ?繼電器 ?電路簡(jiǎn)單; ?開(kāi)關(guān)瞬間,觸點(diǎn)容易產(chǎn)生火花,引起干擾; ?機(jī)械開(kāi)關(guān),延遲大、壽命短。 ?熱電偶 ?溫度范圍寬,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固; ?輸出 mv級(jí)電壓,需放大; ?需冷端補(bǔ)償。 56 系統(tǒng)框圖 單片機(jī)鍵 盤(pán)4 位L E D電 磁 閥驅(qū) 動(dòng)功 率 驅(qū) 動(dòng)溫 度 傳感 器液 位 傳感 器電 阻 絲電 磁 閥57 方案比較 液位傳感器 ?壓力傳感器 ?適合水位的精確控制; ?電路較復(fù)雜; ?紅外發(fā)射接收對(duì)管 ?適合水位的大致判斷; ?電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 /*D/A轉(zhuǎn)換輸出 */ } } 53 常用接口芯片 ?溫度芯片 DS18B20 ?濕度芯片 HS1101 ?日歷時(shí)鐘 PCF8563 ?語(yǔ)音芯片 ISD4004 ?電機(jī)驅(qū)動(dòng) LMD18200 ?…… 123J4DS18B20VCCR368KTEMP1 2J5HS11015 6U1ACHCC40106BF5 6U1BCHCC40106BF5 6U1CCHCC40106BFHUMR4200KR530K54 例:溫度測(cè)控系統(tǒng) 放大A / D單片機(jī)打 印 輸 出光 隔 驅(qū) 動(dòng)電 熱 箱溫 度 傳 感 器模 數(shù)設(shè) 定 值控 制 信 號(hào)電 熱 絲電 源雙 向 可 控 硅調(diào) 節(jié) 電 壓 控 溫~55 液體加熱塔 ?打開(kāi)進(jìn)水閥 ?如液位到上限,關(guān)進(jìn)水閥 ?加熱器通電 ?根據(jù)溫度控制加熱器 ?停止加熱器 ?打開(kāi)出水閥 設(shè)計(jì)要求: 電源單相 220VAC; 加熱功率 1250W; 加熱溫度 70177。i=255。 100ms include include define DAC0832 XBYTE[0x00FE] define uchar unsigned char define unit unsigned int void stair(void) { uchar i。 8 0 C 5 1C SD A C 0 8 3 2W R1P1X F E RW R2D7 ~ 0+VO7 4 L S 3 7 38P0W RA L E8 0 C 5 1GA7 ~ 0A0C SD A C 0 8 3 2W R1X F E RW R2D7 ~ 0+VOA1A2A11 2 XY圖形顯示器A251 DAC0832/1208與單片機(jī)的接口 12位 DAC1208 80C51 8位 DAC0832 52 例:用 DAC0832輸出 0~ +5V三角波,電路為單緩沖方式。數(shù)字量的輸入鎖存和 D/A轉(zhuǎn)換輸出分兩步完成。 適用:只有一路模擬信號(hào)輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出。 特點(diǎn):轉(zhuǎn)換速度快。 3) 轉(zhuǎn)換精度 (Conversion Accuracy):指滿量程時(shí) DAC的實(shí)際模擬輸出值和理論值的接近程度。 ? 輸出形式為電流的轉(zhuǎn)換器比電壓的建立時(shí)間短。 注: BCD碼輸出的 A/D轉(zhuǎn)換器用位數(shù)表示分辨率。 ? 數(shù)字量位數(shù)越多,分辨率就越高。 ? n位數(shù)字量與模擬量的關(guān)系式: ? VO =VREF (數(shù)字碼 / 2n) (VREF —— 參考電壓 ) 47 主要技術(shù)指標(biāo) 1) 分辨率 (Resolution):對(duì) D/A轉(zhuǎn)換器輸入量變化敏感程度進(jìn)行描述,與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。 有鎖存器:最好與 P0直接接口。 無(wú)鎖存器 與 P0接口:因 P0的特殊功能,需加鎖存器。 注意區(qū)分 D/A內(nèi)部是否帶有鎖存器。 46 D/A D/A轉(zhuǎn)換器的輸出是由數(shù)字輸入和參考電壓組合進(jìn)行控制的。 42 MC14433與 80C51的接口電路圖 80C51 MC14433 BCD碼數(shù)據(jù)輸出端 多路選通脈沖輸出端 43 ICL7109與 80C51的接口電路圖 80C51 44 80C51與 AD574A的接口電路圖 80C51 45 ADC和 MCU接口應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 ? A/D芯片的數(shù)字輸出問(wèn)題 ? 轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)應(yīng)由 A/D芯片鎖存,數(shù)據(jù)輸出最好具有三態(tài)能力。 A/D轉(zhuǎn)換器的選取原則 41 ADC0809和 80C51的連接示意圖 ALE ~ 273 1 ~ D0 D7 Q0 Q1
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