AT89S51单片机的模拟量接口 课件 .pdf

第10章AT89S51单片机的

模拟量接口

1

第十章AT89S51单片机模拟量接口

在单片机测控系统中，被测量的温度、压力、流量、速度等

非电物理量，需要用传感器将该被测量转换为电压或电流，由

于电压或电流都是连续变化的模拟量，而计算机处理的是数字

量，因此需要A/D转换器（ADC）将模拟量转换成数字量。实

现模拟量转换成数字量的器件称为A/D转换器（ADC）。

单片机对被控对象控制时，送出的控制量是数字量，但被控

对象有时要求用模拟量驱动，需要将数字量转换为模拟信号输

出。数字量转换成模拟量的器件称为D/A转换器（DAC）。

本章介绍典型的ADC、DAC集成电路芯片，AT89S51单片

机与A/D、D/A的硬件接口设计和驱动程序设计。

2

10.1A/D与D/A概述

计算机温度控制系统如图10-1所示，其控制目标是保持炉

温一个恒定的温度。

热电偶输入A/D计外

设

算

炉窑阀门输D/A机操作台

出

被测量“炉温温度”用传感器检测并转换为电压，热电偶

采集温度转换的电压值是毫伏级的，需要由输入通道进行放大、

滤波将信号变为A/D输入需要的电压（如0-5V），再由A/D转

换器（ADC）将模拟电信号转换成数字量，计算机方可处理。

3

计算机根据检测的数字量判断温度是否符合要求，如果高

于或低于设定的温度，会送出控制命令（数字量），调节供给

炉窑加热的燃气的阀门；由于阀门的调节一般采用电机，电机

的驱动为模拟量（电压或电流），因此需要用D/A转换器将计

算机送出的数字量转换为模拟量，再经过输出通道进行放大驱

动，控制电机和阀门的输出，使炉温达到预定的要求。

由上例可以看到，在计算机控制系统中，A/D与D/A转换是

至关重要的。

10.2D/A转换器

D/A转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路。

4

10.2.1D/A转换器的组成

大部分D/A由电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压

UREF组成。根据组成D/A的电阻网络的不同，D/A可以分为

权电阻网络DAC和T型（倒T型）电阻网络DAC，它们的结构

有所不同。

1．权电阻网络DAC

图10-2是4位权电阻网络DAC的原理图。电路由四部分构成：

R＝R/2

F

I

ΣN

－

AU

R0R1R2R3