4.5～5.5Ｖ，工作电流为7～15mA。DS12C887具有功耗低、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。

DS12C887内部有128B的存储器，系统占用15B，用户可用113B，具体分布情况如下表所示。

地 址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 32H 0EH～31H, 33H～7FH 功 能 秒 秒报警 分 分报警 时，12小时模式 时，24小时模式 时报警，12小时模式 时报警，24小时模式 星期，星期日=1 日 月 年 控制寄存器A 控制寄存器B 控制寄存器C 控制寄存器D 世纪 用户数据区 取 值 范 围 二进制 00～3BH 00～3BH 00～3BH 00～3BH 0～0CH AM，81～8CH PM 00～17H 0～0CH AM，81～8CH PM 00～17H 01～07H 01～1FH 01～0CH 00～63H 13H，14H 十进制 00～59 00～59 00～59 00～59 01-12 AM, 81-92 PM 00～23 01-12 AM, 81-92 PM 00～23 01～07 01～31 1～12 00～99 19, 20

30．简述系统监控芯片MAX692A的功能。 解：

MAX692A是美国Maxim公司的系统监控芯片产品，具有后备电池切换、电压监视器、 “看门狗”监控等功能。

31．何谓“看门狗”？它如何实现对系统程序的监控？ 解：

“看门狗（WDT）”，也称为程序监视定时器。WDT的作用是通过不断监视程序每周期的运行事件是否超过正常状态下所需要的时间，从而判断程序是否进入了“死循环”，并对进入“死循环”的程序作出系统复位处理。

在程序中设置适当的指令，清WDT，就可监视微处理器的工作。例如在主程序开始时，将WDT置位，如果主程序执行过程中产生死循环，就无法清WDT，超过WDT的定时时间时，WDT就会对微处理器发出复位信号。从而实现对系统程序的监控。 32．说明I2C总线的特点以及在单片机中实现该总线的方法。 解：

I2C总线是由串行数据线SDA和串行时钟线SCL构成的，可发送和接收数据。它允许若干兼容器件共享总线。所有挂接在I2C总线上的器件和接口电路都应具有I2C总线接口，且所有的SDA/SCL同名端相连。总线上所有器件要依靠SDA发送的地址信号寻址，不需要片选线。

I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。占用的空间小，降低了互连成本。总线的长度可高达7.6m，并且能够以10kbps的最大传输速率支持40个组件。支持多主控器件，其中，任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主器件。主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在某时刻只能有一个主控器件。

在单片机控制系统中，广泛使用I2C器件。如果单片机自带I2C总线接口，则所有I2C

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器件对应连接到该总线上即可；若无I2C总线接口，则可以使用I/O口模拟I2C总线。 使用单片机I/O口模拟I2C总线时，硬件连接非常简单，只需两条I/O口线即可，在软件中分别定义成SCL和SDA。MCS-51单片机实现I2C总线接口电路如图4.32所示。

电路中单片机的P1.0引脚作为串行时钟线SCL，P1.1引脚作为串行数据线SDA，通过程序模拟I2C串行总线的

通信方式。I2C总线适用于通信速度要求不高而体积要求

较高的应用系统。 图4.32 4.32题硬件连接电路图

习题5

1. A/D转换器的作用是将（ 模拟量 ）量转为（ 数字量 ）量；D/A转换器的作用是将（ 数字量 ）量转为（ 模拟量 ）量。

2. A/D转换器的四个最重要指标是（ 分辨率 ）、（ 转换精度 ）、（ 线性误差 ）和（转换时间 ）。 3. 若某8位D/A转换器的输出满刻度电压为+5V，则该D/A转换器的分辨率为（ 5/2 ）V。

4. 当单片机启动ADC0809进行模/数转换时，应采用（ B ）指令。

A：MOV A，20 B：MOVX @DPTR，A C：MOVC A，@A+DPTR D：MOVX A，@DPTR

5. 读取AD转换的结果，使用（ C ）指令。

A：MOV A，@Ri B：MOVX @DPTR，A C：MOVX A，@DPTR D：MOVC A，@DPT

6. 当DAC 0832 D/A转换器的CS接8031的P2.0时，程序中0832的地址指针DPDR寄存器应置为（ D ）。

A：0832H B；FE00H C：FEF8H D；以上三种都可以

7. 传感器的主要作用是什么？ 解：

传感器是将电量或非电量转换为可测量的电量的检测装置，是由敏感元件和转换元件组成的。国际电工委员会IEC将传感器定义为：传感器是测量系统中的一种前端部件，它将各种输入变量转换成可供测量的信号。 8．输入通道和输出通道的特点是什么？ 解：

（1）输入通道的特点：

① 输入通道要靠近拾取对象采集信息，以减少传输损耗，防止干扰； ② 输入通道工作环境因素严重影响通道的方案设计，没有选择的余地；

③ 传感器的输出往往是模拟信号、微弱信号输出，转换成计算机要求的信号电平时，需要使用一些模拟电路技术，因此输入通道通常是模拟、数字等混杂电路；

④ 传感器、变送器的选择和环境因素决定了输入通道电路设计的繁简，因为在输入通道中必须将传感器、变送器的输出信号转换成能满足计算机输入要求的TTL电平，输入通道中传感器、变送器输出信号与计算机逻辑电平的相近程度影响着输入通道的繁简程度；

⑤ 传感器输出信号一般比较微弱，为便于计算机拾取，常需要放大电路，这也是计算机系统中最容易引入干扰的渠道，所以输入通道中的抗干扰设计是非常重要的。 （2）输出通道的特点：

① 小信号输出，大功率控制；

② 输出伺服驱动控制信号，在伺服驱动系统中的状态反馈信号，作为检测信号输

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8

入至输入通道；

③ 输出通道接近被控对象，环境复杂恶劣，电磁和机械干扰较为严重。

9．什么是D/A转换器？ 解：

D/A转换器（Digit to Analog Converter）是将数字量转换成模拟量的器件，通常用DAC表示，它将数字量转换成与之成正比的电量，广泛应用于过程控制中。 10．简述D/A转换器的主要技术指标。 解：

D/A转换器的主要性能指标有：

（1）分辨率：单位数字量所对应模拟量增量，即相邻两个二进制码对应的输出电压之差称为D/A转换器的分辨率。它确定了D/A产生的最小模拟量变化，也可用最低位（LSB）表示。

（2）精度：精度是指D/A转换器的实际输出与理论值之间的误差，它是以满量程VFS的百分数或最低有效位（LSB）的分数形式表示。

（3）线性误差：D/A转换器的实际转换特性（各数字输入值所对应的各模拟输出值之间的连线）与理想的转换特性（始、终点连线）之间是有偏差的，这个偏差就是D/A的线性误差。即两个相邻的数字码所对应的模拟输出值（之差）与一个LSB所对应的模拟值之差。常以LSB的分数形式表示。

（4）转换时间TS（建立时间）：从D/A转换器输入的数字量发生变化开始，到其输出模拟量达到相应的稳定值所需要的时间称为转换时间。 11．简述D/A转换芯片的主要结构特性。 解：

D/A转换芯片的主要结构特性为： （1）数字输入特性

数字输入特性包括接收数的码制、数据格式以及逻辑电平等。目前批量生产的D／A转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码。

（2）模拟输出特性

目前多数D/A转换器件均属电流输出器件，手册上通常给出的输入参考电压及参考电阻之下的满码（全l）输出电流I0。另外还给出最大输出短路电流以及输出电压允许范围。 （3）锁存特性及转换控制

D/A转换器对数字量输出是否具有锁存功能将直接影响与CPU的接口设计。如果D/A转换器没有输入锁存器，通过CPU数据总线传送数字量时，必须外加锁存器，否则只能通过具有输出锁存功能的I／O给D/A送入数字量

（4）参考电源

D/A转换中，参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量，是D/A转换接口中的重要电路，对接口电路的工作性能、电路的结构有很大影响。 12．DAC0832主要特性参数有哪些？

解：

① 8位并行D/A转换；

② 片内二级数据锁存，提供数据输入双缓冲、单缓冲、直通三种工作方式；

③ 电流输出型芯片，电流稳定时间1us。通过外接一个运算放大器，可以很方便地提供电压输出；

④ DIP20封装、单电源（+5 V～+15 V，典型值+5 V）； ⑤ 只需在满量程下调整其线性度； ⑥ 单一电源供电（十5V～＋15V）， ⑦ 低功耗，200mW。 ⑧ 与MCS-51连接方便。

13．DAC0832与80C51单片机连接时有哪些控制信号？其作用是什么？ 解：

CS：片选输入线，低电平有效。

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ILE：数据锁存允许输入，高电平有效。

WR1：写1信号输入，低电平有效。当CS，ILE，WR1=010时，数据写入DAC0832的第一级锁存。

WR2：写2信号输入，低电平有效。

XFER：数据传输信号输入，当WR2，XFER=00时，数据由第一级锁存进入第二级锁存，并开始进行D/A转换。

14．简述逐次逼近式A/D转换器的工作原理。 解：

逐次逼近式A/D转换器的转换原理即“逐位比较”，如图5.9所市，它由N位寄存器、D/A转换器、比较器和控制逻辑等部分组成，N位寄存器代表N位二进制数码。

VN 模拟量输入 VX 时钟 启动 时序与控制 逻辑电路 N位寄存器 DONE OE 比较器 D/A转换器 N位数字量输出 输出缓冲器 图5.14 逐次逼近式A/D转换器原理图

当模拟量Vx送入比较器后，启动信号通过控制逻辑电路启动A/D开始转换。首先，置N位寄存器最高位（Dn-1）为“1”，其余位清“0”；N位寄存器的内容经D/A转换后得到整个量程一半的模拟电压VN,与输入电压Vx比较。若Vx≥VN时，则保留Dn-1=1；若Vx

逐次逼近型的A/D转换器DAC0809 、DAC0816 双积分型A/D转换器 MC14433 、ICL7035 16．如何确定A/D转换器的位数？ 解：

A/D转换器位数的确定与整个测量控制系统所要测量控制的范围和精度有关，计算时应比总精度要求的最低分辨率高一位。实际选取的A/D转换器的位数应与其它环节所能达到的精度相适应。只要不低于它们就行，选得太高既没有意义，而且价格还要高得多。 17．如何确定A/D转换器的转换速率？ 解：

（1）积分型、电荷平衡型和跟踪比较型A/D转换器转换速度较慢，转换时间从几毫秒到几十毫秒不等，只能构成低速A/D转换器，一般运用于对温度、压力、流量等缓变参量的检测和控制。

（2）逐次比较型的A/D转换器的转换时间可从几μS到100μS左右，属于中速A/D转换器，常用于工业多通道单片机控制系统和声频数字转换系统等。

（3）高速A/D转换器适用于雷达、数字通讯、实时光谱分析、实时瞬态记录、视频数字转换系统等。

18．A/D转换器ADC0809的编程要点是什么？ 解：

在软件编写时，应根据硬件连接电路计算被选择的模拟通道的地址；执行一条输出指令，启动A/D转换；转换结束后，执行一条输入指令，读取A/D转换结果。

可以采用延时、查询和中断的方法判别A/D转换结束 。

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