視頻信號采集

1、復(fù)合視頻信號波形復(fù)合視頻信號波形圖像采集時序圖視頻采集系統(tǒng)框圖視頻采集系統(tǒng)框圖2.3 A/D和和D/A應(yīng)用應(yīng)用A/D篇ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)START EOC CLK OED7D0VREF(+) VREF(-)ADDCADDBADDAALEIN0IN7比較器比較器8路模路模擬開擬開關(guān)關(guān)逐位逼近寄存器逐位逼近寄存器SAR樹狀開關(guān)樹狀開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)三態(tài)三態(tài)輸出輸出鎖存鎖存器器時序與控制時序與控制地址地址鎖存鎖存及及譯碼譯碼D/A8個個模模擬擬輸輸入入通通道道8選選1時鐘時鐘起動起動1/ftWStWALEALE穩(wěn)定穩(wěn)定地址地址tStH穩(wěn)定穩(wěn)定 比較器比較器內(nèi)部輸入內(nèi)部輸入模擬輸入模擬輸

2、入1/2LSB t D輸出允許輸出允許變換結(jié)束變換結(jié)束 EOC tEOCtC輸出輸出三態(tài)三態(tài).v ADC 0809 ADC 0809時序時序80C51單片機(jī)引腳定義單片機(jī)引腳定義ADC0809與與51單片機(jī)接口單片機(jī)接口CECSR/C12/8A0工作狀態(tài)工作狀態(tài)0禁止禁止1禁止禁止1000啟動啟動12位轉(zhuǎn)換位轉(zhuǎn)換1001啟動啟動8位轉(zhuǎn)換位轉(zhuǎn)換101112位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出10100高高8位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出10101低低4位數(shù)據(jù)輸出位數(shù)據(jù)輸出ADC574A引腳引腳AD1674單、雙極性輸入接法單、雙極性輸入接法 單極性輸入單極性輸入雙極性輸雙極性輸入入AD1674轉(zhuǎn)換啟動、讀操作時序轉(zhuǎn)換啟動

3、、讀操作時序轉(zhuǎn)換啟動轉(zhuǎn)換啟動讀操作時序讀操作時序啟動A/D地址：00H讀高8位地址：01H讀低4位地址：03HAD574A與與MCS-51系列單片機(jī)接口系列單片機(jī)接口D/A篇DAC0832DAC08328位位輸入輸入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器UREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFB 它由一個它由一個8 8位輸入寄存器位輸入寄存器、一個、一個8 8位位DACDAC寄存器寄存器和一個和一個8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器三大三大部分組成，部分組成，D/AD/A轉(zhuǎn)換器采用轉(zhuǎn)換器采用了倒了倒T

4、 T型型R R-2-2R R電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)。LELE1 1，跟隨，跟隨 0 0，鎖存，鎖存DAC0832的三種工作方式的三種工作方式（b b）單緩沖方式單緩沖方式：適合在不要求多片：適合在不要求多片D/AD/A同時輸出時。此時只需一次寫操同時輸出時。此時只需一次寫操作，就開始轉(zhuǎn)換，提高了作，就開始轉(zhuǎn)換，提高了D/AD/A的數(shù)據(jù)吞吐量。的數(shù)據(jù)吞吐量。（a a）雙緩沖方式雙緩沖方式：采用二次緩沖方式，可在輸出的同時，采集下一個數(shù)：采用二次緩沖方式，可在輸出的同時，采集下一個數(shù)據(jù)，提高了轉(zhuǎn)換速度；也可在多個轉(zhuǎn)換器同時工作時，實現(xiàn)多通道據(jù)，提高了轉(zhuǎn)換速度；也可在多個轉(zhuǎn)換器同時工作時，實現(xiàn)多通道D/A

5、D/A的的同步轉(zhuǎn)換輸出。同步轉(zhuǎn)換輸出。（c c）直通方式直通方式：輸出隨輸入的變化隨時轉(zhuǎn)換。：輸出隨輸入的變化隨時轉(zhuǎn)換。數(shù)模轉(zhuǎn)換器引腳功能數(shù)模轉(zhuǎn)換器引腳功能 I IOUT1OUT1：DACDAC輸出電流輸出電流1 1。當(dāng)。當(dāng)DACDAC鎖存器中為全鎖存器中為全1 1時，時，I IOUT1OUT1最大（滿最大（滿量程輸出）；為全量程輸出）；為全0 0時，時，I IOUT1OUT1為為0 0。 I IOUT2OUT2：DACDAC輸出電流輸出電流2 2。它作為運算放大器的另一個差分輸入信。它作為運算放大器的另一個差分輸入信號（一般接地）。滿足號（一般接地）。滿足 I IOUT1OUT1+I+IOU

6、T2 OUT2 滿量程輸出電流。滿量程輸出電流。ILEILE：輸入鎖存允許信號，高電平有效。：輸入鎖存允許信號，高電平有效。 CSCS：片選信號，低電平有效。：片選信號，低電平有效。 WRWR1 1：輸入數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效。（：輸入數(shù)據(jù)選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存）上升沿鎖存）XFERXFER：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。 WRWR2 2：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。（：數(shù)據(jù)傳送選通信號，低電平有效。（ 上升沿鎖存）上升沿鎖存）DGNDDGND：數(shù)字地，是控制電路中各種數(shù)字電路的零電位。：數(shù)字地，是控制電路中各種數(shù)字電路的零電位。 AGNDAG

7、ND：模擬地，是放大器、：模擬地，是放大器、A/DA/D和和D/AD/A轉(zhuǎn)換器中模擬電路的零電位。轉(zhuǎn)換器中模擬電路的零電位。 U UREFREF：參考電壓輸入。一般此端外接一個精確、穩(wěn)定的電壓：參考電壓輸入。一般此端外接一個精確、穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)源?；鶞?zhǔn)源。U UREFREF可在可在-10V-10V至至+10V+10V范圍內(nèi)選擇。范圍內(nèi)選擇。U UCCCC：電源輸入端（一般?。弘娫摧斎攵耍ㄒ话闳?5V+5V+15V+15V）。）。 -+OAVoutRfIout1Iout2.VREFDAC0832.DAC0832的單極性輸出接線方法的單極性輸出接線方法DAC0832為為R-2R網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)型D/A，

8、其內(nèi)部反饋電阻，其內(nèi)部反饋電阻Rf=R=7.5K DUDRRUiRuniniinout 222REF10fREFf 雙極性輸出方式雙極性輸出方式I1I3I2OA1OA2+_2R2RRVout1VoutAVREF8031VREFRfIout1Iout2.11(2)(1)2outREFoutREFnDVVVV DAC0832的雙極性輸出接線方法的雙極性輸出接線方法DAC0832工作時序圖工作時序圖ALEDAC0832單緩沖方式下的連接電路單緩沖方式下的連接電路P0P7AT89C51WRG74LS373D0D7Q0Q7OEA7A0A0888+5VCSXFERWR1WR2VCC ILERFBIOUT1

9、IOUT2AGNDDAC0832D7D0DGNDVREF- -A+ +LM324V0+5VC1C2MC14032.5V注：注：MC1403 2.5V精密電壓基準(zhǔn)芯片精密電壓基準(zhǔn)芯片單緩沖方式下的單緩沖方式下的DAC0832DAC0832的接口電路的接口電路-單緩沖方式單緩沖方式DAC0832的接口電路的接口電路-雙緩沖方式雙緩沖方式對于多對于多路路D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，要換，要求同步求同步進(jìn)行進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸轉(zhuǎn)換輸出時，出時，必須采必須采用雙緩用雙緩沖方式。沖方式。ALE兩路模擬信號同步輸出系統(tǒng)兩路模擬信號同步輸出系統(tǒng)P0P7AT89C51WRG74LS373D0D7Q0Q7OEA7A0A0888CS

10、XFERWR1WR2RFBIOUT2 DAC0832（1）D7D0- -A+ +WR2+ + +- - -AA8WR2CSXFERWR1A1A2 DAC0832（2）RFBIOUT1IOUT1IOUT2RFBXY示示波波器器D0D7CSXFERRfbIout1Iout21WR2WRWRDAC0832DAC0832RfbIout1Iout2CSXFERDI7DI01WR2WRDI7DI0-+-+VxVyP0.7 P0.080C51P2.5P2.6P2.7DAC0832的接口電路的接口電路-雙緩沖方式雙緩沖方式在一些控制應(yīng)用中，需要有一個線性增長的電壓（鋸齒波）在一些控制應(yīng)用中，需要有一個線性增長

11、的電壓（鋸齒波）來控制檢測過程、移動記錄筆或移動電子束等。對此可通過來控制檢測過程、移動記錄筆或移動電子束等。對此可通過在在DAC0832DAC0832的輸出端接運算放大器，由運算放大器產(chǎn)生鋸齒波的輸出端接運算放大器，由運算放大器產(chǎn)生鋸齒波來實現(xiàn)，其電路連接如圖所示。來實現(xiàn)，其電路連接如圖所示。DAC0832應(yīng)用應(yīng)用-產(chǎn)生鋸齒波產(chǎn)生鋸齒波CSDIODI71WR地址譯碼輸出P0.7 P0.0WRILE VCCVrefRfbIout1Iout22WRXFER-+-+10V-10V10k10k+5V1/2LM324DAC0832圖中的圖中的DAC0832DAC0832工作于單緩沖方式，其中輸入寄存器

12、受控，工作于單緩沖方式，其中輸入寄存器受控，而而DACDAC寄存器直通。假定輸入寄存器地址為寄存器直通。假定輸入寄存器地址為7FFFH7FFFH，產(chǎn)生，產(chǎn)生鋸齒波的程序清單如下：鋸齒波的程序清單如下： MOV AMOV A， #00H #00H ；取下限值；取下限值 MOV DPTRMOV DPTR，#7FFFH#7FFFH；指向；指向08320832口地址口地址MMMM： MOVX DPTRMOVX DPTR，A A ；A A累加器送到外部單元累加器送到外部單元 INC AINC A；加；加1 1（D D取值取值02550255） NOP NOP ；延時延時 NOPNOP NOP NOP S

13、JMP MM SJMP MM；反復(fù)；反復(fù)執(zhí)行上述程序就可得到如下圖所示的鋸齒波。執(zhí)行上述程序就可得到如下圖所示的鋸齒波。 說明：說明： (1)(1)程序每循環(huán)一次，程序每循環(huán)一次，A A（0 0255255）加）加1 1，因此實際上鋸齒波的，因此實際上鋸齒波的上升邊是由上升邊是由256256個小階梯構(gòu)成的，但由于階梯很小，所以宏觀個小階梯構(gòu)成的，但由于階梯很小，所以宏觀上看就如圖中所畫的先行增長鋸齒波。上看就如圖中所畫的先行增長鋸齒波。 FFHV00HTt（2）通過）通過A加加1，可得到正向的鋸齒波，反之，可得到正向的鋸齒波，反之A減減1可得到可得到 負(fù)負(fù)向的鋸齒波。向的鋸齒波。 ORG 11

14、00HSTART: MOV DPTR , #7FFFH ；送DAC0832口地址LOOP: MOV A , #dataH ；送高電平數(shù)據(jù) MOVX DPTR , A LCALL DELAYH ；調(diào)用延時子程序 MOV A , #dataL ；送低電平數(shù)據(jù) MOVX DPTR , A LCALL DELAYL ；調(diào)用延時子程序 SJMP LOOP DAC0832應(yīng)用應(yīng)用-產(chǎn)生矩形波產(chǎn)生矩形波執(zhí)行上述程序就可得到如下圖所示的矩形波執(zhí)行上述程序就可得到如下圖所示的矩形波V#dateH#dateLT/2T/2v例題：下圖為例題：下圖為DAC0832與計算機(jī)的接口電與計算機(jī)的接口電路，分析路，分析DAC

15、0832以何種模式工作，特點以何種模式工作，特點是什么？給出實現(xiàn)該模式的另一種接口方是什么？給出實現(xiàn)該模式的另一種接口方法？法？DAC0832還有哪些工作模式，并說明還有哪些工作模式，并說明其特點？其特點？ v答案：答案：vDAC0832工作在單緩沖模式。輸入寄存器工作在單緩沖模式。輸入寄存器與與DAC寄存器只用一個工作在緩沖（受控）寄存器只用一個工作在緩沖（受控）狀態(tài)，另一個為直通（不受控）狀態(tài)。狀態(tài)，另一個為直通（不受控）狀態(tài)。v另一種連接方式：另一種連接方式：WR1接接CPU的的WR信號信號線，線， WR2和和 XFER接地。接地。v直通模式，兩個寄存器都不受控。直通模式，兩個寄存器都不

16、受控。v雙緩沖模式，兩個寄存器都受控。雙緩沖模式，兩個寄存器都受控。例：現(xiàn)已知某爐溫變化范圍為例：現(xiàn)已知某爐溫變化范圍為0100001000，測試時，采用，測試時，采用8 8位的位的A/DA/D轉(zhuǎn)換器，試問此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率為多轉(zhuǎn)換器，試問此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率為多少。若測試時，通過變送器將測試起點遷移到少。若測試時，通過變送器將測試起點遷移到500500（輸（輸出的模擬信號和前面相同都是出的模擬信號和前面相同都是0-5V0-5V），保持同樣的系統(tǒng)），保持同樣的系統(tǒng)對爐溫變化的分辯率，試問此時至少采用幾位的對爐溫變化的分辯率，試問此時至少采用幾位的A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器。器。 8211000/ 故=3.9 21(1000500 )/3.9noo lg129.2/lg27.02n 所以至少要選擇8位A/D。 ADC0809與與8031的接口連接圖的接口連接圖 判斷接口是否正確判斷接口是否正確 根據(jù)根據(jù)AD1674的時序圖，完成以下題目。