单片机DA和AD转换实验.ppt

锐志志电子子RZ-51V20开开发板板视频教教程程六合一多功能六合一多功能扩展板套件展板套件讲解解第十二第十二讲1.锐志志电子子RZ-51V20开开发板板视频教教程程n nAD/DA转换（PCF8591）n n数字旋转编码开关n n无线遥控模块n n超声波测距n nPS2键盘/鼠标2.PCF8591（I2C总线通通讯）I I2 2C C总线总线是是PhilipsPhilips公司推出的串行公司推出的串行总线总线，整个系，整个系统仅统仅靠数据靠数据线线（SDASDA）和）和时钟线时钟线（SCLSCL）实现实现完善的完善的全双工数据全双工数据传输传输，即，即CPUCPU与各个外与各个外围围器件器件仅仅靠靠这这两条两条线实现线实现信息交信息交换换。I I2 2C C总线总线系系统统与与传统传统的并行的并行总线总线系系统统相比具有相比具有结结构构简单简单、可、可维护维护性好、易性好、易实实现现系系统扩统扩展、易展、易实现实现模模块块化化标标准化准化设计设计、可靠性、可靠性高等高等优优点。点。PCF8591PCF8591是一种具有是一种具有I2CI2C总线总线接口的接口的A/DA/D转换转换芯芯片。在与片。在与CPUCPU的信息的信息传输过传输过程中程中仅仅靠靠时钟线时钟线SCLSCL和数据和数据线线SDASDA就可以就可以实现实现。3.PCF8591引脚引脚n nPCF8591PCF8591是具有是具有是具有是具有I2CI2C总线总线接口的接口的接口的接口的8 8位位位位A/DA/D及及及及D/AD/A转换转换器。有器。有器。有器。有4 4路路路路A/DA/D转换输转换输入，入，入，入，1 1路路路路D/AD/A模模模模拟输拟输出。出。出。出。这这就是就是就是就是说说，它既可以作，它既可以作，它既可以作，它既可以作A/DA/D转换转换也可以作也可以作也可以作也可以作D/AD/A转换转换。A/DA/D转换为转换为逐次比逐次比逐次比逐次比较较型。型。型。型。n n引脚引脚引脚引脚图图如如如如图图1 1所示。所示。所示。所示。结结构构构构图图如如如如图图2 2所示。所示。所示。所示。n n电电源源源源电压电压典型典型典型典型值为值为5V5V。AIN0AIN0AIN3AIN3：模：模：模：模拟拟信号信号信号信号输输入端。入端。入端。入端。A0A0A3A3：引脚地址端。：引脚地址端。：引脚地址端。：引脚地址端。VDDVDD、VSSVSS：电电源端。（源端。（源端。（源端。（2.52.56V6V）SDASDA、SCLSCL：I2CI2C总线总线的数据的数据的数据的数据线线、时钟线时钟线。OSCOSC：外部：外部：外部：外部时钟输时钟输入端，内部入端，内部入端，内部入端，内部时钟输时钟输出端。出端。出端。出端。n nEXTEXT：内部、外部：内部、外部：内部、外部：内部、外部时钟选择线时钟选择线，使用内部，使用内部，使用内部，使用内部时钟时时钟时EXTEXT接地。接地。接地。接地。n nAGNDAGND：模：模：模：模拟拟信号地。信号地。信号地。信号地。AOUTAOUT：D/AD/A转换输转换输出端。出端。出端。出端。VREFVREF：基准：基准：基准：基准电电源端。源端。源端。源端。4.5.n nPCF8591PCF8591采用典型的采用典型的I2CI2C总线总线接口器件接口器件寻寻址方法，即址方法，即总线总线地址由器件地址由器件地址、引脚地址和方向位地址、引脚地址和方向位组组成。成。飞飞利蒲公司利蒲公司规规定定A/DA/D器件地址器件地址为为10011001。引脚地址引脚地址为为A2A1A0A2A1A0，其，其值值由用由用户选择户选择，因此，因此I2CI2C系系统统中最多可接中最多可接23=823=8个具有个具有I2CI2C总线总线接口的接口的A/DA/D器件。地址的最后一位器件。地址的最后一位为为方向位方向位R/R/，当主控器当主控器对对A/DA/D器件器件进进行行读读操作操作时为时为1 1，进进行写操作行写操作时为时为0 0。总线总线操作操作时时，由器件地址、引脚地址和方向位，由器件地址、引脚地址和方向位组组成的从地址成的从地址为为主控器主控器发发送的第送的第一字一字节节。3.23.2控制字控制字控制字控制字节节控制字控制字节节用于用于实现实现器件的各种功能，如模器件的各种功能，如模拟拟信号由哪几个通道信号由哪几个通道输输入等。入等。控制字控制字节节存放在控制寄存器中。存放在控制寄存器中。总线总线操作操作时为时为主控器主控器发发送的第二字送的第二字节节。其格式如下所示：其格式如下所示：6.n n其中：其中：其中：其中：D1D1、D0D0两位是两位是两位是两位是A/DA/D通道通道通道通道编编号：号：号：号：0000通道通道通道通道0 0，0101通道通道通道通道1 1，1010通道通道通道通道2 2，1111通道通道通道通道3 3D2D2自自自自动动增益增益增益增益选择选择（有效位（有效位（有效位（有效位为为1 1）D5D5、D4D4模模模模拟拟量量量量输输入入入入选择选择：0000为为四路四路四路四路单单数入、数入、数入、数入、0101为为三路差分三路差分三路差分三路差分输输入、入、入、入、1010为单为单端与差分配合端与差分配合端与差分配合端与差分配合输输入、入、入、入、1111为为模模模模拟输拟输出允出允出允出允许许有效有效有效有效当系当系当系当系统为统为A/DA/D转换时转换时，模，模，模，模拟输拟输出允出允出允出允许为许为0 0。模。模。模。模拟拟量量量量输输入入入入选择选择位取位取位取位取值值由由由由输输入方式决定：四路入方式决定：四路入方式决定：四路入方式决定：四路单单端端端端输输入入入入时时取取取取0000，三路差分，三路差分，三路差分，三路差分输输入入入入时时取取取取0101，单单端与差分端与差分端与差分端与差分输输入入入入时时取取取取1010，二路差分，二路差分，二路差分，二路差分输输入入入入时时取取取取1111。最低两位。最低两位。最低两位。最低两位时时通道通道通道通道编编号号号号位，当位，当位，当位，当对对0 0通通通通/道的模道的模道的模道的模拟拟信号信号信号信号进进行行行行A/DA/D转换时转换时取取取取0000，当，当，当，当对对1 1通道的模通道的模通道的模通道的模拟拟信号信号信号信号进进行行行行A/DA/D转换时转换时取取取取0101，当，当，当，当对对2 2通道的模通道的模通道的模通道的模拟拟信号信号信号信号进进行行行行A/DA/D转换时转换时取取取取1010，当，当，当，当对对3 3通道的模通道的模通道的模通道的模拟拟信号信号信号信号进进行行行行A/DA/D转换时转换时取取取取1111。在在在在进进行数据操作行数据操作行数据操作行数据操作时时，首先是主控器，首先是主控器，首先是主控器，首先是主控器发发出起始信号，然后出起始信号，然后出起始信号，然后出起始信号，然后发发出出出出读寻读寻址址址址字字字字节节，被控器做出，被控器做出，被控器做出，被控器做出应应答后，主控器从被控器答后，主控器从被控器答后，主控器从被控器答后，主控器从被控器读读出第一个数据字出第一个数据字出第一个数据字出第一个数据字节节，主，主，主，主控器控器控器控器发发出出出出应应答，主控器从被控器答，主控器从被控器答，主控器从被控器答，主控器从被控器读读出第二个数据字出第二个数据字出第二个数据字出第二个数据字节节，主控器，主控器，主控器，主控器发发出出出出应应答答答答一直到主控器从被控器中一直到主控器从被控器中一直到主控器从被控器中一直到主控器从被控器中读读出第出第出第出第n n个数据字个数据字个数据字个数据字节节，主控器，主控器，主控器，主控器发发出非出非出非出非应应答信号，最后主控器答信号，最后主控器答信号，最后主控器答信号，最后主控器发发出停止信号。出停止信号。出停止信号。出停止信号。7.数字旋数字旋转编码开关开关8.具有左转,右转,按下三个功能。4、5脚是中间按下去的开关接线123脚一般是中间2脚接地，1、3脚上拉电阻后，当左转、右转旋纽时，在1、3脚就有脉冲信号输出了。9.n n在在电电子子产产品品设计设计中中,经经常会用到旋常会用到旋转编码转编码开关开关.n n它具有左它具有左转转,右右转转,按下三个功能按下三个功能.为为了使了使刚刚接触接触这这种开关的朋友了解旋种开关的朋友了解旋转转开关的开关的编编程程.我介我介绍绍下它的原理和使用方法下它的原理和使用方法:n n1.1.原理原理,n n 左左转转和右和右转转的判的判别别是是难难点点,留意留意这这种开关左种开关左转转和右和右转时转时两个两个输输出脚有个相位差出脚有个相位差.如下如下图图:n n-ClockWiseCounter-ClockWise-n n由此可由此可见见,如果如果A A为为高高电电平平时时,B,B出出现现一个高一个高电电平平,这时这时开关就是向开关就是向顺时针顺时针旋旋转转;当当A A为为低低电电平平时时,B,B出出现现一个高一个高电电平平,这时这时就一定是逆就一定是逆时针时针方向旋方向旋转转.n n所以所以,在在编编程程时时只需要判断当只需要判断当A A为为高或低高或低电电平平时时,B,B当当时时的状的状态态就可以判断出是左旋就可以判断出是左旋转转或是右或是右旋旋转转.10.无无线遥控遥控发射射/接收模接收模块11.PT2262/PT2272简介n nPT2262/PT2272PT2262/PT2272是台湾普城公司生是台湾普城公司生产产的一种的一种CMOSCMOS工工艺艺制造的低功耗低价制造的低功耗低价位通用位通用编编解解码码n n电电路，路，PT2262/PT2272PT2262/PT2272最多可有最多可有1212位位(A0-A11)(A0-A11)三三态态地址端管脚地址端管脚(悬悬空空,接高接高电电平平,接低接低电电平平),),任意任意组组合可提供合可提供531441531441地址地址码码,PT2262,PT2262最多可有最多可有66位位(D0-(D0-D5)D5)数据端管脚数据端管脚,设设定的地址定的地址码码和数据和数据码码从从1717脚串行脚串行输输出，可用于无出，可用于无线线遥控遥控发发射射电电路。路。n n编码编码芯片芯片 PT2262PT2262发发出的出的编码编码信号由：地址信号由：地址码码、数据、数据码码、同步、同步码组码组成一个完成一个完整的整的码码字，字，n n解解码码芯片芯片PT2272PT2272接收到信号后，其地址接收到信号后，其地址码经过码经过两次比两次比较较核核对对后，后，VTVT脚才脚才输输出高出高电电平，与此同平，与此同时时相相应应的数据脚也的数据脚也输输出高出高电电平，如果平，如果发发送端一直按住按送端一直按住按键键，编码编码芯片也会芯片也会连续发连续发射。当射。当发发射机没有按射机没有按键键按下按下时时，PT2262PT2262不接通不接通电电源，源，其其1717脚脚为为低低电电平，所以平，所以315MHz315MHz的高的高频发频发射射电电路不工作，当有按路不工作，当有按键键按下按下时时，PT2262PT2262得得电电工作，其第工作，其第1717脚脚输输出出经调经调制的串行数据信号，当制的串行数据信号，当1717脚脚为为高高电电平期平期间间315MHz315MHz的高的高频发频发射射电电路起振并路起振并发发射等幅高射等幅高频频信号，当信号，当1717脚脚为为低平低平期期间间315MHz315MHz的高的高频发频发射射电电路停止振路停止振荡荡，所以高，所以高频发频发射射电电路完全收控于路完全收控于PT2262PT2262的的1717脚脚输输出的数字信号，从而出的数字信号，从而对对高高频电频电路完成幅度路完成幅度键键控（控（ASKASK调调制）制）相当于相当于调调制度制度为为100100的的调调幅。幅。12.n nPT2262/PT2272PT2262/PT2272特点特点特点特点n n CMOSCMOS工工艺艺制造，低功耗制造，低功耗n n外部元器件少外部元器件少n nRCRC振振荡电荡电阻阻n n工作工作电压电压范范围宽围宽：2.6-15v2.6-15vn n数据最多可达数据最多可达66位位n n地址地址码码最多可达最多可达531441531441种种n nPT2262/PT2272PT2262/PT2272应应用范用范围围n n车辆车辆防盗系防盗系统统n n家庭防盗系家庭防盗系统统n n遥控遥控 玩玩 具具n n其他其他电电器遥控器遥控13.超声波超声波测距模距模块14.单片机超声波片机超声波测距原理距原理n n超声波超声波超声波超声波测测距原理距原理距原理距原理（40KHZ40KHZ）超声波超声波超声波超声波测测距的原理是利用超声波在空气中的距的原理是利用超声波在空气中的距的原理是利用超声波在空气中的距的原理是利用超声波在空气中的传传播速度播速度播速度播速度为为已已已已知，知，知，知，测测量声波在量声波在量声波在量声波在发发射后遇到障碍物反射回来的射后遇到障碍物反射回来的射后遇到障碍物反射回来的射后遇到障碍物反射回来的时间时间，根据，根据，根据，根据发发射和接收的射和接收的射和接收的射和接收的时间时间差差差差计计算出算出算出算出发发射点到障碍物的射点到障碍物的射点到障碍物的射点到障碍物的实际实际距离。距离。距离。距离。由此可由此可由此可由此可见见，超声波，超声波，超声波，超声波测测距原理与雷达原理是一距原理与雷达原理是一距原理与雷达原理是一距原理与雷达原理是一样样的。的。的。的。测测距的公式表示距的公式表示距的公式表示距的公式表示为为：L=CTL=CT式中式中式中式中L L为测为测量的距离量的距离量的距离量的距离长长度；度；度；度；C C为为超声波在空气中的超声波在空气中的超声波在空气中的超声波在空气中的传传播速度；播速度；播速度；播速度；T T为测为测量距离量距离量距离量距离传传播的播的播的播的时间时间差差差差(T(T为发为发射到接收射到接收射到接收射到接收时间时间数数数数值值的一的一的一的一半半半半)。超声波超声波超声波超声波测测距主要距主要距主要距主要应应用于倒用于倒用于倒用于倒车车提醒、建筑工地、工提醒、建筑工地、工提醒、建筑工地、工提醒、建筑工地、工业现场业现场等等等等的距离的距离的距离的距离测测量，量，量，量，15.超声波超声波测距距编程原理程原理n n用用户户通通过过从从TXTX脚脚输输出出40KH40KH的方波信号，即就是的方波信号，即就是从从单单片机的片机的IOIO口口连续发连续发出高低出高低电电平，平，产产生方波，生方波，方波的个数一般方波的个数一般为为1010个左右，个左右，发发出后启出后启动动定定时时器，器，开始开始计时计时，此，此时时，超声波，超声波发发射射头头开始开始发发出超声波，出超声波，当当发发出的超声波被前方的障碍物返射回来，返射出的超声波被前方的障碍物返射回来，返射回来的超声波被接收探回来的超声波被接收探头头接收到，此接收到，此时时，模，模块块的的RXRX引脚会引脚会产产生一个从高生一个从高电电平到低平到低电电平的跳平的跳变变，此，此时时，停止，停止计时计时，通，通过计时过计时的的时间时间，根据以下公式，根据以下公式计计算算测测量距离：量距离：n n测测量距离量距离=(=(时间时间*声速声速(340M/S)/2(340M/S)/216.超声波超声波测距注意事距注意事项 1 1、由于超声波会受到被、由于超声波会受到被测测物体不平整、反射角度、物体不平整、反射角度、环环境境风风速温度以及多次反射的影响，可能会速温度以及多次反射的影响，可能会带带来来测测量数据量数据误误差增大。差增大。2 2、由于超声波有、由于超声波有测测量盲区的固有特性，因此，如量盲区的固有特性，因此，如果近距离果近距离测测量量时时，当，当测测量位置量位置发发生生变变化而接收到化而接收到的数据不的数据不变时变时，说说明明进进入了入了测测量盲区。量盲区。3 3、模、模块块在在测测量量远处远处物体物体时时，如果没有，如果没有测测量数据返量数据返回，可能是超出回，可能是超出测测量范量范围围，或是，或是测测量角度不量角度不对对。可以适当可以适当调调整整测测量角度。量角度。17.PS2键盘/鼠鼠标演示演示18.5/27/202419.