第十章 输入/输出设备及接口技术技术,10.3 打印机接口技术,1TPP-40A的主要技术性能 （1）采用单片机控制，具有2KB监控程序及标准的Centronic 并行接口。 （2）具有较丰富的打印命令，命令代码均为单字节，格式简单。 （3）可产生全部标准的ASCII代码字符，以及128个非标准字符和图符。,2接口要求 TPP-40A微型打印机与计算机应用系统通过20芯扁平电缆及插件相连 引脚信号如下图所示 DB0DB7：数据线，单向，由计算机到打印机 STROBE：数据选通信号 BUSY：打印机“忙”状态信号 ACKNOWLEGE：打印机的应答信号 ERROR：出错信号,信号时序图,TPP-40A/16A与8031数据总线接口电路图,TPP-40A/16A与8031扩展I/O口连接的接口电路图,TPP-40A/16A与MCS-51单片机接口电路图,字符代码串实例： 打印字符串“$3265.37” 输送代码串为：24，33，32，36，35，2E，33，37，0D 打印“This is Micro-Printer” 输送代码串为：54，68，69，73，20，69，73，20，4D，69， 63，72，6F，2D，70，72，69，6E，74，65，72，2E，0D 打印“32.8cm” 输送代码串为：33，32，2E，38，63，6D，0D,LP: MOV DPTR,#7FFFH MOV R4,#ADREL1 ;表PRTAB的表首偏移量 LP1: MOVX A,DPTR JB ACC.7,LP1 ;查询打印机忙？ MOV A,R4 MOVC A,A+PC JZ LP2 MOVX DPTR,A INC R4 SJMP LP1 LP2: RET PRTAB:DB 33H,32H,2EH,38H DB 63H,6DH,0DH,00H ；打印的字符 打印出：32.8cm,10.4 D/A 、A/D接口技术,一、D/A转换器及接口技术 D/A转换即是将数字量转换成对应的模拟量 常用于控制系统中。如单片机输出不同的数 字量经D/A转换后控制直流电机的转速,D/A转换的一般工作原理: D/A转换器将数字信息转换成与数值成正比的电压/电流 常用电阻分压/分流来实现D/A转换 有权电阻解码网络与 T型解码网络两种构建方法,以T型解码网络最为常用,权电阻解码网络,+,I,Vout,R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,若： R0 = 256R R1 = 128R R2 = 64R R3 = 32R R7 = 2R 从而:I0 =D0*Vref/256R I1 =D1*Vref/128R I2 =D2*Vref/64R I3 =D3*Vref/32R I7 =D7*Vref/2R,开关控制电路,开关控制电路的作用： 将“0”值对应的开关打到地， 将“1”值对应的开关接通Vref,加法器电路,简单, 权电阻值跨度大， 在集成电路中实现不便,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,Vref,RF,I= Vref*（D7/R7+D6/R6+D0/R0） = Vref*（D7/2R+D6/4R+D0/256R） Vout=- I *RF = -Vref* RF /R（D7/2+D6/4+D0/256） 如果D7D0全“1”，则 Vout=- Vref* RF /R*255/256,+,Vout,2R,2R,2R,2R,2R,2R,2R,2R,每个2R支路的电流均为上一支路的1/2： I7 = (Vref/2R) I6 = (Vref/2R)/2 I5 = (Vref/2R)/4 I0 = (Vref/2R)/128,开关控制电路,开关控制电路:“0”值将开关打到地；“1”值将开关接通Vref,加法器电路,T 型解码网络,2R,R,R,R,R,R,R,R,开环增益极大,输入端之间电压差约为“0” 因输入阻抗极大,输入电流约为“0” 从而: 由节点向下看，阻值均为2R 由节点向下、右看，阻值均为R,Vref,“1”,“0”,I7,I6,I5,I4,I3,I2,I0,I1,电阻数量增大一倍, 但阻值归一，容易制造，精度高,D7,D0,RF,I,Vout=-I *RF =-Vref*RF/R*（D7/2+D6/4+D0/256） 如果D7D0全“1”，则 Vout=-Vref*RF/R*（1/2+1/4+1/8+1/16+1/256） =-Vref* RF/R* 255/256 如果D7D0不全“1”，如D7=1，其余全“0”，则 Vout =-Vref* RF/R* /2,权电阻解码网络 简单。但随着D/A转换的位数增加，权电阻值跨度增大，在集成电路中不便实现 T 型解码网络 电阻数量多一倍。但电阻值归一化程度高,容易集成，精度高。目前应用普遍,D/A电路一般是制成集成电路芯片 使用时要注意2个问题： 一是转换精度 二是转换时间 另外注意转换得到的模拟量是电流量还是电压量。,分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。 如果数字量的位数为n，则D/A转换器的分辨率为2n。意味着数/模转换器能对满刻度的2n输入量做出反应。 例如8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024等。因此数字量位数越多，分辨率也就越高， 应根据分辨率的需要来选定转换器的位数。 DAC常有8位、10位、12位等,建立时间是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出达到终值误差（1/2）LSB（最低有效位）时所需的时间。 通常以建立时间来表示转换速度。 转换器的输出形式为电流时建立时间较短；而输出形式为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一点。 D/A转换速度远高于A/D转换速度，例如快速的D/A转换器的建立时间可达1s,D/A转换器与单片机接口方便与否，主要决定于转换器本身是否带数据锁存器。 两类D/A转换器，一类是不带锁存器的，另一类是带锁存器的。 不带锁存器的D/A转换器，为了保存来自单片机的转换数据，接口时要另加锁存器，因此这类转换器必须在口线上； 带锁存器的D/A转换器，可以把它看做是一个输出口，因此可直接在数据总线上，而不需另加锁存器,8位CMOS数模转换芯片 DAC0832,DAC0832,20 PIN DIP封装,8位D/A，分辨率=Vref/256 CMOS低功耗器件，+5+15V 单电源供电 电流输出型器件(需外接运放) 具有双缓冲控制输出 采用T型电阻解码网络结构 参考电压源，-10+10V 电流建立时间为1s，CMOS工艺，低功耗20mW,DAC0832 引脚定义,DAC0832,20 PIN DIP封装,D0D7：8位数字量输入端 CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许,高有效 WR1： 写控制信号1,低有效 WR2： 写控制信号2,低有效 XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 Iout2： 电流输出端2 Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源,-10+10V DGND： 数字量地 AGND： 模拟量地 Vcc: +5+15V单电源供电端,输入 寄存器,DAC 寄存器,D/A 转换器,ILE,CS,WR1,WR2,XFER,IOUT1,IOUT2,DI7DI0,RFR,VREF,DAC0832的内部结构框图,DAC0832的工作方式 直通方式 单缓冲方式 双缓冲方式,DAC0832 与单片机的连接,单缓冲方式,DAC0832 的编程应用举例,产生矩形波,产生锯齿波,LL:MOV A，#00H ;低电平 MOV DPTR,#7FFFH MOVX DPTR,A ;送转换 LCALL DMS1 ;低宽度 MOV A，#0FFH ;高电平 MOVX DPTR,A ;送转换 LCALL DMS2 ;高宽度 SJMP LL,MOV A，#00H ;起始值 MOV DPTR,#7FFFH MM：MOVX DPTR,A ;送转换 INC A NOP NOP NOP ;决定坡度 SJMP MM,DAC0832编程应用举例：,MOV A，#00H MOV DPTR,#7FFFH SS1: MOVX DPTR,A ;送转换 NOP NOP NOP SS2: INC A ;等速上升 JNZ SS1 SS3: DEC A MOVX DPTR，A NOP NOP NOP ;等速下降 JNZ SS3 SJMP SS2,同样的编程思路，若要产生 如下的梯形波也很容易：,三角波,梯形波,双缓冲方式 1、 程序功能 实现X、Y两个方向坐标量的同步输出 2、程序地址定义 假定X方向0832输入寄存器地址为F0H Y方向0832输入寄存器地址为F1H 两个DAC寄存器公用地址为F2H X坐标数据存于DATA单元中 Y坐标数据存于DATA+1单元中,控制X-Y绘图仪的双片DAC 0832 接口,MOV R1，#DATA ；X坐标数据单元地址 MOV R0，#0F0H ；X向输入寄存器地址 MOV A，R1 ；X坐标数据送A MOVX R0，A ；X坐标数据送输入寄存器 INC R1 ；指向Y坐标数据单元地址 INC R0 ；指向Y向输入寄存器地址 MOV A，R1 ；Y坐标数据送A MOVX R0，A ；Y坐标数据送输入寄存器 INC R0 ；指向两个DAC寄存 器地址 MOVX R0，A ；X、Y转换数据同步输出 RET,双缓冲方式应用举例 程序清单,二、A/D转换器及接口技术,实现模拟量变换为数字量的器件称为模数转换器（ADC）简称A/D转换器。 A/D转换器在单片机控制系统中主要用于数据采集，向单片机提供被控对象的各种实时参数 1、A/D转换器概述 2、A/D转换器的选择 3、A/D转换器接口芯片ADC0809,1、A/D转换器概述 1） A/D转换器分类 2） A/D转换器的基本原理 3） A/D转换器的主要技术指标,1）A/D转换器分类 逐次逼近式 双积分式 压频变换式A/D转换器 其中逐次逼近式和双积分式最为常见,2）A/D转换器的基本原理 逐次逼近式A/D 转换器的工作原理 双积分式A/D转换器的工作原理 压频（V/F）变换式A/D转换器原理,控制逻辑与时序,D/A转换器,SAR,Vin,比较器,输出锁存器,START,CLK,EOC,D0 D7,+Vref,-Vref,OE,Vst,逐次逼近式A/D转换器原理,+,-,转换过程： 模拟量Vin送到比较器后，启动A/D转换，先设N位寄存器SAR的最高位为1，其余位全为0，进行D/A转换，得到的模拟量Vst与输入Vin比较： 若VstVin，最高位1保留，再设次高位为1，继续 若VstVin，最高位清零，再设次高位为1，继续 如此反复，经过N次比较后，最后一位D0