1. 第第 77 章章 PICPIC 单片机的单片机的 A/DA/D 和和
D/AD/A 技术技术
7.17.1 概述概述
7.2 A/D7.2 A/D 转换技术转换技术
7 .3 D/A7 .3 D/A 转换技术转换技术

2. §7.1§7.1 概述概述
• A/DA/D 转换器（转换器（ Analog to Digital ConverterAnalog to Digital Converter ））
– 将模拟信号转换成数字信号的电路。将模拟信号转换成数字信号的电路。
• D/AD/A 转换器（转换器（ Digital to Analog ConverterDigital to Analog Converter ））
– 将数字信号转换为模拟信号的电路。将数字信号转换为模拟信号的电路。
• 必要性：必要性：
– 在单片机应用系统中，实际检测和控制的对象往往都是一些连续的模在单片机应用系统中，实际检测和控制的对象往往都是一些连续的模
拟量（如温度、湿度、压力、位移、速度、图像等），如果需要单片拟量（如温度、湿度、压力、位移、速度、图像等），如果需要单片
机能识别、处理这些信号，就必须将这些模拟信号转换成数字信号送机能识别、处理这些信号，就必须将这些模拟信号转换成数字信号送
入单片机，这就需要入单片机，这就需要 A/DA/D 转换器；转换器；
– 而经单片机计算机分析、处理后，如果需要使用模拟量来控制执行机而经单片机计算机分析、处理后，如果需要使用模拟量来控制执行机
构，中间就需要构，中间就需要 D/AD/A 转换器将单片机输出的数字量转换为相应模拟信转换器将单片机输出的数字量转换为相应模拟信
号。在嵌入式系统中，号。在嵌入式系统中， A/DA/D 转换器和转换器和 D/AD/A 转换器是不可缺少的接口电转换器是不可缺少的接口电
路。路。
• PIC16F87XPIC16F87X 片上片上 A/DA/D 转换器转换器
– 多通道，多通道， 1010 位，能满足一定场合的应用要求。位，能满足一定场合的应用要求。
– 没有集成没有集成 D/AD/A 转换器，但如果应用要求不高，可以采用转换器，但如果应用要求不高，可以采用 PWMPWM 方式实方式实
现现 D/AD/A 转换功能。如果需要其它的要求，就需要进行扩展。转换功能。如果需要其它的要求，就需要进行扩展。

3. §7.2 A§7.2 A ／／ DD 转换技术转换技术
• PIC16F87XPIC16F87X 片上的片上的 A/DA/D 转换器集成在片内部，转转换器集成在片内部，转
换速度、分辨率和输入电压范围等会到一定程度换速度、分辨率和输入电压范围等会到一定程度
的限制。独立的的限制。独立的 A/DA/D 转换器有多种多样，在接口转换器有多种多样，在接口
上有串行的和并行的；在分辨率上有上有串行的和并行的；在分辨率上有 66 位、位、 88 位位
、、 1010 位、位、 1212 位、位、 1414 位、位、 1616 位、位、 1818 位、位、 2424 位位
等；在转换速率上有几百兆甚至上千兆的采样率等；在转换速率上有几百兆甚至上千兆的采样率
，也有几十，也有几十 KK 甚至几甚至几 KK 的采样率；在供电方面有的采样率；在供电方面有
单电源的，也有双电源的，有单电源的，也有双电源的，有 +3.3V/+5V+3.3V/+5V 的，也的，也
有有 ±5V±5V 和和 ±15V±15V 的。可谓是品种繁多，数不胜数。的。可谓是品种繁多，数不胜数。
生产生产 A/DA/D 转换器芯片的主要是转换器芯片的主要是 ADAD 公司、公司、 MAXIMMAXIM
公司、公司、 TITI 公司、公司、 Linear TechnologyLinear Technology 公公
司、司、 IntersilIntersil 公司等。公司等。 A/DA/D 转换器朝着小体积、低转换器朝着小体积、低
功耗、低电压、高分辨率和高速的方向发展。功耗、低电压、高分辨率和高速的方向发展。

4. 表表 7.17.1 部分部分 A/DA/D 芯片芯片

5. 配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换
• ①① 配置端口配置端口 AA ，选择模拟输入端口，选择模拟输入端口
• ②② 配置参考基准配置参考基准
• ③③ 配置转换时钟配置转换时钟
• ④④ 设置设置 A/DA/D 转换允许，清除转换允许，清除 A/DA/D 启动位启动位
• ⑤⑤ 配置配置 A/DA/D 转换结果存放寄存器转换结果存放寄存器
• ⑥⑥ 配置配置 A/DA/D 中断功能中断功能
• ⑦⑦ 启动启动 A/DA/D 转换转换
• ⑧⑧ 等待等待 A/DA/D 转换完成，读取转换结果转换完成，读取转换结果
7.2.17.2.1 片上片上 AA ／／ DD 转换技术转换技术

6. • ①① 配置端口配置端口 AA ，选择模拟输入端口，选择模拟输入端口
• 利用利用 A/DA/D 控制寄存器控制寄存器 1(ADCON1)1(ADCON1) 的的 D3:D0D3:D0 位来位来
配置。配置。
• 表表 3.153.15 模拟输入端口配置模拟输入端口配置
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

7. • ②② 配置参考基准配置参考基准
– 采用内部基准，芯片的供电电压；采用内部基准，芯片的供电电压；
– 采用外部基准，根据实际使用的情况而定，从采用外部基准，根据实际使用的情况而定，从
端口端口 AA 的的 RA3(VRA3(VREF+REF+)) 和和 RA2(RRA2(REF-EF-)) 输入。输入。
• 通过通过 A/DA/D 控制寄存器控制寄存器 11 （（ ADCON1ADCON1 ）的）的
ADCON1<3:0>ADCON1<3:0> 来配置，见表来配置，见表 3.153.15 。。
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

8. • ③③ 配置转换时钟配置转换时钟
• 采用四种不同频率的时钟，由采用四种不同频率的时钟，由 A/DA/D 控制寄控制寄
存器存器 0(ADCON0)0(ADCON0) 的的 ADCON0<7:6>ADCON0<7:6> 选择选择
– 0000 ：： FFOSCOSC/2/2
– 0101 ：： FFOSCOSC/8/8
– 1010 ：： FFOSCOSC/32/32
– 1111 ：： RCRC 振荡器频率振荡器频率
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

9. • ④④ 设置设置 A/DA/D 转换允许，清除转换允许，清除 A/DA/D 启动位启动位
– A/DA/D 转换的允许由转换的允许由 ADCON0<0>ADCON0<0> 设置：设置：
• 00 ＝关闭＝关闭 A/DA/D 转换器转换器
• 11 ＝打开＝打开 A/DA/D 转换器转换器
– ADCON0<2>ADCON0<2> 为为 A/DA/D 的启动位和转换结束标志的启动位和转换结束标志
位，打开位，打开 A/DA/D 转换器时必须设置启动位为转换器时必须设置启动位为 00 。。
• ⑤⑤ 配置配置 A/DA/D 转换结果存放寄存器转换结果存放寄存器
– 10bits10bits 转换结果：转换结果： ADRESHADRESH 和和 ADRESLADRESL ，，
– 通过软件设置左通过软件设置左 // 右对齐：右对齐：
• ADCON1<7>ADCON1<7> ＝＝ 11 ：右对齐，：右对齐， ADRESHADRESH 的最高的最高 66
位为位为 00 ；；
• ADCON1<7>ADCON1<7> ＝＝ 00 ：左对齐，：左对齐， ADRESLADRESL 的最低的最低 66
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

10. • ⑥⑥ 配置配置 A/DA/D 中断功能中断功能
– 如果不采用中断功能，可以直接设置如果不采用中断功能，可以直接设置 ADIE=0,ADIE=0,
进入下一步⑦。进入下一步⑦。
• 配置配置 A/DA/D 转换中断，需要完成如下的设置转换中断，需要完成如下的设置
：：
– ●● 首先清除首先清除 A/DA/D 转换完成中断标志：转换完成中断标志： ADIFADIF ＝＝
00 ；；
– ●● 置位置位 A/DA/D 转换中断允许位：转换中断允许位： ADIE=1ADIE=1 ；；
– ●● 置位外设中断允许位：置位外设中断允许位： PIIE=1PIIE=1 ；；
– ●● 置位全局中断允许位：置位全局中断允许位： GIE=1GIE=1 。。
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

11. • ⑦⑦ 启动启动 A/DA/D 转换转换
– 设置设置 ADCON0<2>=1ADCON0<2>=1 。。
• ⑧⑧ 等待等待 A/DA/D 转换完成，读取转换结果转换完成，读取转换结果
– 当启动当启动 A/DA/D 转换后，转换后， ADCON0<2>ADCON0<2> 会一直保持会一直保持
高电平，到转换结束自动跳到低电平。通过检高电平，到转换结束自动跳到低电平。通过检
测这一位，判断测这一位，判断 A/DA/D 的转换状态。转换结束后的转换状态。转换结束后
可以直接读取结果。可以直接读取结果。
配置配置 PIC16F87XPIC16F87X 的的 A/DA/D 转换转换

12. • **************************************
• MOVLW 0C1HMOVLW 0C1H
• MOVWF ADCON0 ;MOVWF ADCON0 ; 通道通道 0,A/D0,A/D 开启开启
• MOVLW 0EHMOVLW 0EH
• MOVWF ADCON1 ;MOVWF ADCON1 ; 左对齐左对齐 ,AN0,AN0 为模拟输入为模拟输入
• BCF PIE1,ADIE ;BCF PIE1,ADIE ; 屏蔽屏蔽 A/DA/D 中断中断
• CALLCALL DELAY ;DELAY ; 延迟等待延迟等待
• AD_CONVERT:AD_CONVERT:
• BTFSS PIR1,ADIFBTFSS PIR1,ADIF
• GOTO AD_NOT_FINISHGOTO AD_NOT_FINISH ;A/D;A/D 转换正在进行转换正在进行
• MOVF ADRESH,WMOVF ADRESH,W
• MOVWF AD_REG ;MOVWF AD_REG ; 读读 ADAD 转换值转换值
• BCFBCF PIR1,ADIFPIR1,ADIF
• BSF ADCON0,GO_DONEBSF ADCON0,GO_DONE
• GOTOGOTO OTHEROTHER
• AD_NOT_FINISH:AD_NOT_FINISH:
• ............. ;............. ; （略）（略）
• DELAY:DELAY:
• .............;(.............;( 略略 ))
• OTHER:OTHER:
• .............;.............; 略）略）
• ************************************************
例例 7.17.1 片内片内 RA0RA0 通道通道 A/DA/D 转换转换

13. • 以串行接口的以串行接口的 MAX187MAX187 为例为例
，说明，说明 A/DA/D 转换的扩展。转换的扩展。
– 1 MAX1871 MAX187 特性特性
– 2 MAX1872 MAX187 功能功能
– 3 MAX1873 MAX187 时序时序
– 44 应用实例应用实例
7.2.27.2.2 片外片外 A/DA/D 转换的扩展转换的扩展

14. • ●●1212 位分辨率；位分辨率；
• ●●±1⁄2LSB±1⁄2LSB 的积分非线性度；的积分非线性度；
• ●● 内置跟踪内置跟踪 // 保持器，保持器， 75KHz75KHz 采样率；采样率；
• ●● 单单 +5V+5V 供电下工作；供电下工作；
• ●● 低功耗：低功耗： 2μA2μA 的空置电流，的空置电流， 1.5mA1.5mA 的工作电流的工作电流
• ●● 内嵌缓冲式内嵌缓冲式 4.096V4.096V 基准电位；基准电位；
• ●●3-3- 线串行接口，与线串行接口，与 SPI, QSPISPI, QSPI 和和 MicrowireMicrowire 等接等接
口相兼容；口相兼容；
• ●●88 脚脚 DIPDIP 封装或封装或 1616 脚脚 SOSO 封装；封装；
• ●● 输入模拟电压范围：输入模拟电压范围： 0V0V ～～ 4.096V4.096V 。。
1 MAX1871 MAX187 特性特性

15. • MAX187MAX187 封装封装
1 MAX1871 MAX187 特性特性 (( 续续 1)1)

16. • 表表 7.2 MAX1877.2 MAX187 引脚功能引脚功能
1 MAX1871 MAX187 特性特性 (( 续续 2)2)

17. • MAX187MAX187 功能框图功能框图
2 MAX1872 MAX187 功能功能

18. • A/DA/D 转换电路转换电路
– 1212 位逐次逼近式寄存器位逐次逼近式寄存器 (SAR)(SAR) 电路电路
• 参考基准参考基准
– 内部的基准电位被钳制于内部的基准电位被钳制于 4.096V4.096V ，也可以采用从，也可以采用从
+2.5V+2.5V 到到 VVDDDD 的外部基准电压的外部基准电压
• 跟踪跟踪 // 保持保持 (T/H)(T/H) 电路电路
• 串行口串行口
– DOUTDOUT 、、 SCLKSCLK 和和 /CS/CS
2 MAX1872 MAX187 功能功能 (( 续续 1)1)

19. • MAX187MAX187 两种工作模式：两种工作模式：
– 正常模式正常模式
• 将将 /SHDN/SHDN 拉高或浮空，器件则处于正常模式。拉高或浮空，器件则处于正常模式。
– 闲置模式闲置模式
• 将引脚将引脚 /SHDN/SHDN 拉低能将器件闲置，使得电流降至拉低能将器件闲置，使得电流降至
10μA10μA 以下。以下。
2 MAX1872 MAX187 功能功能 (( 续续 2)2)

20. • 参考源选择参考源选择
– 如果选用内部基准，必须将如果选用内部基准，必须将 /SHDN/SHDN 拉高；拉高；
– 如果选用外部基准，则使之浮空，屏蔽内部基准如果选用外部基准，则使之浮空，屏蔽内部基准
。。
– 为了达到规定的精度，外部基准电位不要超出为了达到规定的精度，外部基准电位不要超出
+2.5V+2.5V 到到 VDDVDD 的范围。的范围。
– 在转换期间在转换期间 ,, 外部基准必须能达到外部基准必须能达到 350μA350μA 的直的直
流负载电流和不大于流负载电流和不大于 10Ω10Ω 的输出阻抗。的输出阻抗。
• 旁路电容选择旁路电容选择
– 推荐最低值是推荐最低值是 0.1μF.0.1μF. 如果基准的输出阻抗值较如果基准的输出阻抗值较
高或是内含纹波等噪声，则紧靠于引脚高或是内含纹波等噪声，则紧靠于引脚 REFREF 旁旁
安装一个安装一个 4.7μF4.7μF 的旁路电容。的旁路电容。
2 MAX1872 MAX187 功能功能 (( 续续 3)3)

21. • MAX187MAX187 的接口时序的接口时序
3 MAX1873 MAX187 时序时序

22. • Max187Max187 转换和读数据操作由转换和读数据操作由 /CS/CS 和和 SCLKSCLK
引脚的数字输入信号控制。引脚的数字输入信号控制。
• /CS/CS 的下降沿触发转换序列：的下降沿触发转换序列：
– T/HT/H 保持输入电压，保持输入电压， ADCADC 开始转换，引脚开始转换，引脚
DOUTDOUT 从高阻变到逻辑低。从高阻变到逻辑低。
• 引脚引脚 SCLKSCLK 在转换期间必须保持不被激活。在转换期间必须保持不被激活。
• 一个内部寄存器存放转换进程中的数据。一个内部寄存器存放转换进程中的数据。
• 转换结束转换结束
– DOUTDOUT 被拉高，产生转换结束标志被拉高，产生转换结束标志
(EOC)(EOC) 。。 DOUTDOUT 上升沿也可以用作中断信号。上升沿也可以用作中断信号。
3 MAX1873 MAX187 时序时序 (( 续续 1)1)

23. • 转换结束后转换结束后
– 转换数据可以在转换数据可以在 SCLKSCLK 脉冲串的作用下从脉冲串的作用下从
DOUTDOUT 引脚逐位输出，数据输出的顺序为先高引脚逐位输出，数据输出的顺序为先高
位后低位。位后低位。
• 在在 SCLKSCLK 的下降沿，的下降沿， DOUTDOUT 输出数据，在输出数据，在
SCLKSCLK 的上升沿，数据稳定。的上升沿，数据稳定。
• 在在 SCLKSCLK 信号为高电平期间单片机从信号为高电平期间单片机从
DOUTDOUT 引脚上读数据。需要引脚上读数据。需要 1313 个时钟脉冲个时钟脉冲
下降沿来传送下降沿来传送 1212 位数据元和一个导引位。位数据元和一个导引位。
3 MAX1873 MAX187 时序时序 (( 续续 2)2)

24. • MAX187MAX187 的数据采集电路图的数据采集电路图
44 应用实例应用实例

25. • RCRC 端口设置：端口设置：
– RC3RC3 接接 SCLKSCLK ，， RC4RC4 接接 DOUTDOUT ，， RC5RC5 接接
• 采用内部基准源，在采用内部基准源，在 REFREF 引脚外接引脚外接 4.7μF4.7μF 的钽的钽
电容。电容。
• 模拟输入被限制在模拟输入被限制在 0V0V ～～ VVREFREF 之间。之间。
• 例例 7.27.2 （（ PP ））
– 驱动驱动 A/DA/D 后单片机采用查询方式检测后单片机采用查询方式检测 DOUTDOUT 是否为是否为
高，转换结束将数据读入到单片机的存储器。高，转换结束将数据读入到单片机的存储器。
44 应用实例应用实例 (( 续续 1)1)

26. §7.3 D/A§7.3 D/A 转换技术转换技术
• D/AD/A 转换器（数模转换器）是把数字量转换成与之成转换器（数模转换器）是把数字量转换成与之成
一定比例的模拟量的线性电路器件。一定比例的模拟量的线性电路器件。
• 衡量一个衡量一个 D/AD/A 转换器的性能的主要参数有：分辨率、转换器的性能的主要参数有：分辨率、
转换时间、精度和线性度等。转换时间、精度和线性度等。
• 主要朝着高精度、高速度、高可靠性和低功耗等方面主要朝着高精度、高速度、高可靠性和低功耗等方面
发展。发展。
• 按分辨率分有八位、十位、十二位、十四位、十六位按分辨率分有八位、十位、十二位、十四位、十六位
几种；按接口形式分有串行与并行的；按芯片集成组几种；按接口形式分有串行与并行的；按芯片集成组
分有单路、双路、四路、八路。主要的厂家有分有单路、双路、四路、八路。主要的厂家有 ADAD 公公
司、司、 MAXIMMAXIM 公司、公司、 TITI 公司、公司、 Linear TechnologyLinear Technology 公公
司、司、 IntersilIntersil 公司、公司、 XicorXicor 公司、公司、 CirrusCirrus 公司等。公司等。

27. 表表 7.3 TI7.3 TI 公司的部分公司的部分 D/AD/A 芯片芯片

28. • 串行总线的串行总线的 D/AD/A 转换器也有多种转换器也有多种
多样，下面以多样，下面以 TLV5618TLV5618 为例说为例说
明串行总线明串行总线 D/AD/A 的扩展。的扩展。
– 1 TLV56181 TLV5618 功能功能
– 22 时序与数据格式时序与数据格式
– 33 应用实例应用实例
7.3.17.3.1 串行总线串行总线 D/AD/A 转换扩展转换扩展

29. • TLV5618TLV5618 功能框图与封装功能框图与封装
1 TLV56181 TLV5618 功能功能

30. • 分别率：分别率： 12bits12bits
• 输出：双路电压输出型，输出电压范输出：双路电压输出型，输出电压范
围为基准电压的两倍。围为基准电压的两倍。
• 单电源单电源 +5V+5V 工作工作
• 接口：与接口：与 SPISPI 兼容的兼容的 33 线线
1 TLV56181 TLV5618 功能功能 (( 续续
1)1)

31. • 表表 7.4 TLV56187.4 TLV5618 引脚功能引脚功能
1 TLV56181 TLV5618 功能功能 (( 续续
2)2)

32. • 串行输入：数据和命令在时钟串行输入：数据和命令在时钟 SCLKSCLK 的作用的作用
下逐位输入。下逐位输入。 SCLKSCLK 可以是最高频率达可以是最高频率达
20MHz20MHz 的方波。每次从的方波。每次从 DINDIN 输入输入 1616 位数据位数据
，， 1616 位数据包含位数据包含 44 位编程命令和位编程命令和 1212 位更新位更新
数据。数据。
22 时序与数据格式时序与数据格式
图 7.7 TLV5618 时序

33. 图图 7.8 TLV56187.8 TLV5618 数据格式数据格式
• 其中：其中：
– SPD――SPD―― 转换速度模式控制位。转换速度模式控制位。 11 ＝快速模式；＝快速模式；
00 ＝慢速模式，上电时默认慢速模式；＝慢速模式，上电时默认慢速模式；
– PWR――PWR―― 电源控制位。电源控制位。 11 ＝省电模式；＝省电模式； 00 ＝正常＝正常
工作模式，上电时默认正常工作模式；工作模式，上电时默认正常工作模式；
– R1,R0――R1,R0―― 寄存器选择位，具体的如表寄存器选择位，具体的如表 7.57.5 所示所示
。。
22 时序与数据格式时序与数据格式
(( 续续 1)1)

34. 表表 7.57.5 寄存器选择位功能寄存器选择位功能
22 时序与数据格式时序与数据格式 (( 续续
2)2)

35. • 在本设计中采用在本设计中采用 +5V+5V 电源供电，基准电电源供电，基准电
压也为压也为 +5V+5V 。。
33 应用实例应用实例
图 7.9 D/A 转换电路原理

36. • 例例 7.3 A7.3 A 路输出锯齿波路输出锯齿波
• LIST P=16F877LIST P=16F877
• INCLUDE "P16F877.INC"INCLUDE "P16F877.INC"
• ；； ------------ 寄存器定义寄存器定义 ----------------
• TABPTR1 EQU 0x20TABPTR1 EQU 0x20 ；高字节地址单元；高字节地址单元
• TABPTR2 EQU 0x21TABPTR2 EQU 0x21 ；低字节地址单元；低字节地址单元
• ；； ------------ 位定义位定义 ----------------------
• SDI EQU 5SDI EQU 5 ；数据线输入；数据线输入
• SCK EQU 3SCK EQU 3 ；时钟线；时钟线
• CS3 EQU 5CS3 EQU 5 ；片选端；片选端
• ；； ------------ 主程序主程序 ----------------------
33 应用实例应用实例 (( 续续 1)1)

37. • ORG 0x00ORG 0x00
• MAIN BCF STATUS,RP0MAIN BCF STATUS,RP0 ；选存储体；选存储体 00
• BCF STATUS,RP1BCF STATUS,RP1
• MOVLW B‘00100001’ ;MOVLW B‘00100001’ ; 初始化初始化 MSSPMSSP 控制寄存器为控制寄存器为 SPISPI 主控主控
方式方式
• MOVWF SSPCON ;MOVWF SSPCON ; 时钟时钟 fosc/16fosc/16 ，， SSPEN=1,CKP=0SSPEN=1,CKP=0
• BSF STATUS,RP0BSF STATUS,RP0 ；选存储体；选存储体 11
• BSF SSPSTAT,CKEBSF SSPSTAT,CKE ；； MSSPMSSP 状态寄存器设状态寄存器设
置，置， CKE=1CKE=1
• BCF TRISC,SDIBCF TRISC,SDI ；； RC5RC5 端口为输出端口为输出
• BCF TRISC,SCKBCF TRISC,SCK ；； RC3RC3 端口为输出端口为输出
• BCF TRISA,CS3BCF TRISA,CS3 ；； RA5RA5 端口为输出端口为输出
33 应用实例应用实例 (( 续续 2)2)

38. • MOVWF TABPTR1MOVWF TABPTR1
• CLRF TABPTR2CLRF TABPTR2 ；低字节清零；低字节清零
• GAO INCF TABPTR1,1 ;GAO INCF TABPTR1,1 ; 高字节加高字节加 11 后，前面四位为后，前面四位为
; 1100; 1100 ，为，为 D/AD/A 控制位控制位
• BTFSC TABPTR1,4BTFSC TABPTR1,4 ；； AA 通道输出，快速模式，普通通道输出，快速模式，普通
操作操作
• GOTO OUTGOTO OUT ；高字节后；高字节后 44 位数据循环位数据循环
• DI BCF PORTA,CS3DI BCF PORTA,CS3 ；片选端选通；片选端选通
• MOVF TABPTR1,WMOVF TABPTR1,W ；将高字节送入接收；将高字节送入接收 // 发送寄存发送寄存
器器
• MOVWF SSPBUFMOVWF SSPBUF
• BTFSS PIR1,SSPIFBTFSS PIR1,SSPIF ；等待；等待 SSPBUFSSPBUF 为空为空
• GOTO $-1GOTO $-1
33 应用实例应用实例 (( 续续 3)3)

39. • MOVF TABPTR2,W ;MOVF TABPTR2,W ; 将低数据字节送入接收将低数据字节送入接收 // 发送寄存发送寄存
器器
• MOVWF SSPBUFMOVWF SSPBUF
• BTFSS PIR1,SSPIF ;BTFSS PIR1,SSPIF ; 等待等待 SSPBUFSSPBUF 为空为空
• GOTO $-1GOTO $-1
• BCF PIR1,SSPIFBCF PIR1,SSPIF
• BSF PORTA,CS3BSF PORTA,CS3 ；更新；更新 DACDAC
• MOVLW 10HMOVLW 10H ；锯齿波每次加；锯齿波每次加 1616 位位
• ADDWF TABPTR2,1ADDWF TABPTR2,1
• BTFSS STATUS,CBTFSS STATUS,C
• GOTO DI ;GOTO DI ; 低字节循环低字节循环
• GOTO GAOGOTO GAO ；高字节循环；高字节循环
• ENDEND
33 应用实例应用实例 (( 续续 4)4)

40. • 以凌特公司（以凌特公司（ LINEARLINEAR
TechnologyTechnology ）并行接口的）并行接口的
LTC1450 D/ALTC1450 D/A 芯片为例。芯片为例。
– 1 LTC14501 LTC1450 特性特性
– 2 LTC14502 LTC1450 功能功能
– 33 典型应用典型应用
7.3.27.3.2 并行总线并行总线 D/AD/A 转换扩展转换扩展

41. • ●● 带缓冲的轨－轨电压输出；带缓冲的轨－轨电压输出；
• ●● 单电源供电；单电源供电；
• ●●12-Bit12-Bit 分辨率；分辨率；
• ●●5V5V 供电时工作电流供电时工作电流 IICCCC:: 典型值典型值 400μA400μA ；；
• ●●12BIT12BIT 或或 88 ＋＋ 4BIT4BIT 的并行输入接口；的并行输入接口；
• ●● 内置参考基准源：内置参考基准源： 2.048V2.048V ；；
• ●● 可配置的输出缓冲器增益：可配置的输出缓冲器增益： 11 或或 22 ；；
• ●● 可配置成乘法可配置成乘法 DACDAC ；；
• ●● 内置上电复位电路；内置上电复位电路；
• ●● 最大最大 DNLDNL 误差：误差： 0.5LSB0.5LSB 。。
1 LTC14501 LTC1450 特性特性

42. • LTC1450LTC1450 有两种封有两种封
装形式：装形式： SSOP24SSOP24
和和 PDIP24PDIP24 ，引脚分，引脚分
布如图布如图 7.107.10 所示。所示。
1 LTC14501 LTC1450 特性特性 (( 续续 1)1)

43. 表表 7.6 LTC14507.6 LTC1450 的引脚功能的引脚功能
1 LTC14501 LTC1450 特性特性 (( 续续 2)2)

44. • 图图 7. 11 LTC14507. 11 LTC1450 的内部结构图的内部结构图
2 LTC14502 LTC1450 功能功能

45. • LTC1450LTC1450 内部包括一个运算放大器、参考内部包括一个运算放大器、参考
源以及一个带有双重缓冲器的并行数字接源以及一个带有双重缓冲器的并行数字接
口；自带有一个上电复位，一旦上电后它口；自带有一个上电复位，一旦上电后它
就会对内部的所有寄存器清零。就会对内部的所有寄存器清零。
2 LTC14502 LTC1450 功能功能 (( 续续 1)1)

46. • 当片选信号当片选信号 /CSLSB/CSLSB 或或 /CSMSB/CSMSB 和和 /WR/WR 端为端为
低电平时，数据就会被载入低电平时，数据就会被载入 DACDAC 的输入锁存的输入锁存
器中。器中。
– 当当 /CSLSB/CSLSB 和和 /WR/WR 为低电平而为低电平而 /CSMSB/CSMSB 为高电平为高电平
，低，低 88 位数据送入位数据送入 DACDAC 中的输入锁存器；中的输入锁存器；
– 当当 /CSMSB/CSMSB 和和 /WR/WR 为低电平，为低电平， /CSLSB/CSLSB 为高电为高电
平，高平，高 44 位数据送入位数据送入 DACDAC 中的输入锁存器。中的输入锁存器。
• 输入的数据在输入的数据在 /WR/WR 信号或片选信号的上升沿信号或片选信号的上升沿
被锁存到输入锁存器中被锁存到输入锁存器中
– /WR/WR 变为高同时锁存两个输入锁存器变为高同时锁存两个输入锁存器
– /CSLSB/CSLSB 的上升沿锁存低的上升沿锁存低 88 位位
2 LTC14502 LTC1450 功能功能 (( 续续 2)2)

47. • 表表 7.7 LTC14507.7 LTC1450 的真值表的真值表
2 LTC14502 LTC1450 功能功能 (( 续续 3)3)

48. • 图图 7.12 LTC14507.12 LTC1450 的时序的时序
2 LTC14502 LTC1450 功能功能 (( 续续 4)4)

49. • 一旦数据被锁存到输入锁存器后，一旦数据被锁存到输入锁存器后， /LDAC/LDAC 信号信号
低电平将数据输入低电平将数据输入 DACDAC 锁存器，输出模拟电锁存器，输出模拟电
压压 VOUTVOUT ，它的上升沿将数据锁存到，它的上升沿将数据锁存到 DACDAC 锁锁
存器中。存器中。
• 当当 /CSLSB/CSLSB 、、 /CSMSB/CSMSB 、、 /WR/WR 和和 /LDAC/LDAC 全全
部是低电平时，在引脚部是低电平时，在引脚 D0D0 ～～ D11D11 上的数据会上的数据会
直接输入到直接输入到 DACDAC 锁存器。锁存器。
• LTC1450LTC1450 的真值表如表的真值表如表 7.77.7 所示所示
• 时序如图时序如图 7.127.12 所示所示
2 LTC14502 LTC1450 功能功能 (( 续续 5)5)

50. • 采用采用 PIC16F877PIC16F877 的端口的端口 DD 作为低作为低 88 位并行位并行
接口，端口接口，端口 CC 的的 RC7:RC4RC7:RC4 作为高作为高 44 位并行位并行
接口，端口接口，端口 EE 作为控制接口，来实现与作为控制接口，来实现与
LTC1450LTC1450 的连接，如图的连接，如图 7.137.13 所示。 所示。
33 典型应用典型应用

51. • 在图中，将在图中，将 /CSLSB/CSLSB 和和 /CSMSB/CSMSB 都接地。都接地。
• 按照图按照图 7.127.12 的时序，把的时序，把 1212 位输入数据放到位输入数据放到
总线上，只要总线上，只要 /WR/WR 为低电平，就把为低电平，就把 1212 位数位数
据传送到据传送到 DACDAC 寄存器，寄存器， /WR/WR 上升沿就锁存上升沿就锁存
到到 DACDAC 寄存器。寄存器。
• 例例 7.47.4 给出了让给出了让 LTC1540LTC1540 输出锯齿波的编程输出锯齿波的编程
，由于采用内部参考，输出的最大电压为，由于采用内部参考，输出的最大电压为
4.095V4.095V 。 。
33 典型应用典型应用 (( 续续 1)1)

52. • 例例 7.47.4 产生锯齿波输出产生锯齿波输出
• **********************************************************************
• LIST P=16F877LIST P=16F877
• INCLUDE "P16F877.INC"INCLUDE "P16F877.INC"
• ；； ------------ 寄存器定义寄存器定义 ----------------
• LTC1450_DATAH EQU 0x20 ;LTC1450_DATAH EQU 0x20 ; 输出数据高字节输出数据高字节
• LTC1450_DATAL EQU 0x21 ;LTC1450_DATAL EQU 0x21 ; 输出数据低字节输出数据低字节
• ；； ------IO------IO 定义定义 ----------------------
• DATAL_PORT EQU PORTDDATAL_PORT EQU PORTD
• DATAH_PORT EQU PORTCDATAH_PORT EQU PORTC
• #DEFINE LTC1450_WR PORTE,0 ;#DEFINE LTC1450_WR PORTE,0 ; 另一种定义另一种定义 IOIO 的方的方
法法
33 典型应用典型应用 (( 续续 2)2)

53. • #DEFINE LTC1450_LDAC PORTE,1#DEFINE LTC1450_LDAC PORTE,1
• #DEFINE LTC1450_CLR PORTE,2#DEFINE LTC1450_CLR PORTE,2
•
• ORG 00HORG 00H
• GOTO RESETGOTO RESET
• ORG 10HORG 10H
• RESET:RESET:
• BSFBSF STATUS,RP0STATUS,RP0
• MOVLWMOVLW 00H00H
• MOVWFMOVWF TRISCTRISC
• MOVWFMOVWF TRISDTRISD
33 典型应用典型应用 (( 续续 3)3)

54. • MOVWF TRISEMOVWF TRISE
• BCFBCF STATUS,RP0STATUS,RP0
• CLRFCLRF LTC1450_DATAHLTC1450_DATAH
• CLRFCLRF LTC1450_DATALLTC1450_DATAL
• BSFBSF LTC1450_CLRLTC1450_CLR ;; 复位置高复位置高
• BCFBCF LTC1450_WRLTC1450_WR
• OUT_JUCIBO:OUT_JUCIBO:
• BCFBCF LTC1450_LDACLTC1450_LDAC
• MOVFMOVF LTC1450_DATAL,WLTC1450_DATAL,W
• MOVWFMOVWF DATAL_PORTDATAL_PORT
• MOVFMOVF LTC1450_DATAH,WLTC1450_DATAH,W
33 典型应用典型应用 (( 续续 4)4)

55. • MOVWFMOVWF DATAH_PORTDATAH_PORT ;; 输出输出 1212 位数据位数据
• BSFBSF LTC1450_LDACLTC1450_LDAC ;; 锁存锁存 1212 位数据位数据
• CALLCALL DELAY_15USDELAY_15US ;; 波形两个点间的时波形两个点间的时
间间隔间间隔
• INCFINCF LTC1450_DATAL,FLTC1450_DATAL,F
• BTFSCBTFSC STATUS,ZSTATUS,Z
• INCFINCF LTC1450_DATAH,FLTC1450_DATAH,F
• GOTOGOTOOUT_JUCIBOOUT_JUCIBO
• ENDEND
• **************************************** ****************************************
33 典型应用典型应用 (( 续续 2)2)

56. • 1. DAC1. DAC 要求用十位二进制数代表要求用十位二进制数代表 00 ～～ 5V5V ，试问此二进制数的最低位代，试问此二进制数的最低位代
表几伏？表几伏？
• 2. 122. 12 位的位的 DACDAC 的分辨率是多少？当输出模拟电压的满量程值是的分辨率是多少？当输出模拟电压的满量程值是 10V10V 时时
，能分辨出的最小电压值是多少？当，能分辨出的最小电压值是多少？当 DACDAC 输出是输出是 0.5V0.5V 时，输入的数字量时，输入的数字量
是多少？是多少？
• 3. A/D3. A/D 转换器接口电路一般应完成哪些任务？其接口形式有哪几种？转换器接口电路一般应完成哪些任务？其接口形式有哪几种？
• 4.4. 在实际应用中，在实际应用中， ADCADC 的分辨率对接口电路有什么要求的分辨率对接口电路有什么要求 ??
• 5.5. 设被测温度变化范围为设被测温度变化范围为 0℃0℃ ～～ 100℃100℃ ，如果要求测量误差不超过，如果要求测量误差不超过
0.1℃0.1℃ ，应选用分辨率为多少位的，应选用分辨率为多少位的 ADCADC （设（设 ADCADC 的分辨率和精度的位数的分辨率和精度的位数
一样）一样） ??
• 6.6. 一个语音信号数字化的过程就是一个一个语音信号数字化的过程就是一个 A/DA/D 转换的过程，若语音的最高转换的过程，若语音的最高
频率为频率为 3500Hz3500Hz ，其动态范围为，其动态范围为 80dB80dB ，要求分辨率为，要求分辨率为 0.4mV0.4mV ，应选择什，应选择什
么样的么样的 ADCADC （位数、转换时间、输人电压范围等）？（位数、转换时间、输人电压范围等）？
• 7.7. 常用的常用的 A/DA/D 转换器件的位数有那几种，以输入的模拟电压的变化范围转换器件的位数有那几种，以输入的模拟电压的变化范围
为为 -5V—+5V-5V—+5V 之间，对于几种不同的位数，其分辨率和转换精度分别为多之间，对于几种不同的位数，其分辨率和转换精度分别为多
少？少？
8.8. 实际测量中是否实际测量中是否 A/DA/D 转换器件的位数越高越好，如何合理地选择一个转换器件的位数越高越好，如何合理地选择一个
思考题思考题

57. ENDEND