51单片机学习笔记—

一、DA转换器的分类

权电阻网络D/A转换器

一个多位二进制数中每一位的1所代表的数值大小称为这一位的权。
权电阻网络D/A转换器原理图
对于N位的权电阻网络D/A转换器，当反馈电阻为R_f=R/2时，输出电压的计算公式为:
$V_{0}=-\frac{V_{REF}}{2^n}(d_{n-1}2^{n-1}+d_{n-2}2^{n-2}+...+d_{1}2^{1}+d_{0}2^{0})=--\frac{V_{REF}}{2^n}D_{n}$
其中，V₀为输出电压，V_REF为参考电压，d为模拟量每位的值，2ⁿ为位权。
权电阻网络D/A转换器的优点：简单。
权电阻网络D/A转换器的缺点：电阻值相差大，难以保证精度，且不宜于集成在IC内部。

倒T形电阻网络D/A转换器

倒T形电阻网络D/A转换器原理图
倒T形电阻网络D/A转换器较为常用，ADC0832就是采用了倒T形电阻网络。
倒T形电阻网络D/A转换器的优点：有较高的转换速度。
倒T形电阻网络D/A转换器的缺点：转换误差较大，转换精度较低。

具有双极性输出的D/A转换器

双极性输出的D/A转换器原理图
通过偏移电流可以获得双极性输出的D/A转换器。

二、D/A转换器主要参数指标

1.分辨率

分辨率为D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。
n位的D/A转换器分辨率为：
$分辨率=\frac{1}{2^{n}-1}$

2.误差

与A/D转换器类似，分为非线性误差，绝对精度等。

3.建立时间

指输入数字量变化时，输出电压变化到相应稳定电压值所需要时间。

4.转换速率

大信号工作状态下模拟电压的变化率。

5.温度系数

输入不变时，输出模拟电压与温度的变化量。

三、DAC0832

概况

DAC0832是采用T型解码网络的8位D/A转换器，转换时间为1μs,工作电压为+5V~+15V，共有20个引脚。

1.引脚详情

DAC0832引脚

引脚	名称	解释
1	$\overline{CS}$	片选信号输入端，低电平有效
2	$\overline{WR1}$	输入寄存器的写选通输入端，负脉冲有效
3	AGND	模拟地
4-7	DI3-DI0	数据输入端
8	V_REF	基准电压输入端
9	R_fb	反馈电阻端
10	DGND	数字地
11	I_OUT1	电流输出端,，当输入全为1时Iout1最大
12	I_OUT2	电流输出端，与I_OUT1端电流和为常数
13-16	DI7-DI14	数据输入端
17	$\overline{XFER}$	数据传输控制信号输入端，低电平有效
18	$\overline{WR2}$	DAC寄存器的写选通输入端，负脉冲有效
19	ILE	数据锁存允许信号输入端，高电平有效
20	V_cc	电源电压端口

2.时序图

DAC0832时序图

3.例程：D/A转换制作呼吸灯

#include <reg52.h>
typedef unsigned int u16;	  
typedef unsigned char u8;sbit dula=P2^6;	//申明U1锁存器的锁存端
sbit wela=P2^7;	//申明U2锁存器的锁存端
sbit dawr=P3^6;	//定义DA的WR端口
sbit dacs=P3^2;	//定义DA的CS端口
sbit beep=P2^3;	//定义蜂鸣器端口u8 val = 0,flag = 0;//val为模拟信号值，flag控制灯的呼吸void DA_Init();	//DA初始化函数
void DA_led();	//DA实现呼吸灯
void delay(u16);//延时函数void main()
{DA_Init();while(1){DA_led();}	
}
void DA_Init() //DA初始化函数
{dula=0;	wela=0;		//打开两个锁存器dacs=0;		//打开片选CSdawr=0;		//低电平写信号P0=0x00;	//初始化使模拟信号值最低/*由于是连续读写，所以不需要把CS和WR信号拉高，只需改变数字位*/}
void DA_led() 	//DA实现呼吸灯
{if(flag==0)		//flag为0，小灯变亮{val+=5;		//模拟电压每次加5/255P0=val;		//通过P0口给DA数据口赋值if(val==255)//如果模拟电压达到最大值{flag=1;	//由最亮转向最暗beep=0;	delay(100);beep=1;	//蜂鸣器响一次}delay(50);	//小灯在最亮时亮50ms}else			//flag为1，小灯变灭{val-=5;		//模拟电压每次减小5/255P0=val;		//通过P0口给DA数据口赋值if(val==0)	//如果模拟电压达到最小值{flag=0; //flag改变，小灯重复beep=0;	delay(100);beep=1; //蜂鸣器响一次}delay(50);		//小灯在最暗时灭50ms}
}
void delay(u16 ms)	//延时函数
{u16 i,j;for(i=ms;i>0;--)for(j=110;j>0;j--);
}

三、PWM

含义

PWM一种以数字方式控制模拟电路的方式。
占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。

转自知乎，图解PWM

例程：定时器制作呼吸灯

#include "reg52.h"		
typedef unsigned int u16;	 
typedef unsigned char u8;sbit PWM=P2^1;		// P2^1口连接单片机的SCL，也就是时钟线 
bit DIR = 1000;		//bit是位变量,类似bool，不过比bool省内存 此处DIR用来控制LED呼吸 //--定义一个全局变量--// 
u16 value,time,count;	//value 有效值 time时间 count 用来计时使有效值变化  void Timer1_Init();	//定时器1初始化函数
void breatheLED();	//该函数输出呼吸信号, 参数是每次呼吸的时间的一半 void main()
{	Timer1_Init();  //定时器1初始化while(1){breatheLED();		}		
}void Timer1_Init()	//定时器1初始化函数 
{TMOD|=0X10;		//选择为定时器1模式，工作方式1，仅用TR1打开启动TH1 = 0xff; TL1 = 0xff; 	//计时1us	ET1=1;			//打开定时器1中断EA=1;			//打开总中断TR1=1;			//打开定时器			
}void breatheLED() 	//该函数输出呼吸信号 
{if(count>100)	//每100us使得value变化一次						{  count=0;	//100us结束，count归零 if(DIR==1)	//如果现在是变亮					   {value++;	//占空比/有效值增加,灯变亮 }			if(DIR==0)	//如果现在是变暗 {value--;	//占空比/有效值变小 }	}if(value==1000)	//如果有效值/占空比等于一个呼吸周期了 也就是现在亮度最大 {DIR=0;		//DIR置0，改为变暗}if(value==0)	//如果有效值/占空比等于0了 {DIR=1;		//DIR置1，改为变亮 }	if(time < value)//PWM，如果在一个1000us周期里，有value的时间，灯亮着的 {PWM=1;}else if(time > 1000) //如果 time大于1000us，进行下一周期 {time = 0;		//time归零，下一个周期开始 }else				//在1000us里，除了value的时间，灯是灭的 {PWM=0;}}void Time1(void) interrupt 3    //3 为定时器1的中断号
{TH1 = 0xff; 	//重装计时器 TL1 = 0xff;   	//1ustime++; 		//1us，时间增长 count++; 
}