第二章模擬量輸出通道

1、第二章第二章 模擬量輸出通道模擬量輸出通道本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)1.1.模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)組成與模板通用性；模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)組成與模板通用性； 2.2.8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC0832DAC0832的原理組成及其接口電路的原理組成及其接口電路3. 3. 1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC1210DAC1210的原理組成及其接口電路的原理組成及其接口電路 4. 4. D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式及其輸出電路轉(zhuǎn)換器的輸出方式及其輸出電路 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 引引 言言 2.1 2.1 D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 2.2 2.2 接口電路接口電路 2.3 2.3 輸出方式

2、輸出方式 2.4 D/A2.4 D/A轉(zhuǎn)換模板轉(zhuǎn)換模板 本章小結(jié)本章小結(jié) 思考題思考題引引 言言v模擬量輸出通道的任務(wù)模擬量輸出通道的任務(wù)-把計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字量信號(hào)把計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓或電流信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器，轉(zhuǎn)換成模擬量電壓或電流信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器，從而達(dá)到控制的目的從而達(dá)到控制的目的; ; v模擬量輸出通道模擬量輸出通道( (稱為稱為D/AD/A通道或通道或AOAO通道通道) )構(gòu)成構(gòu)成-一般是由一般是由接口電路、數(shù)接口電路、數(shù)/ /模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器( (簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱D/AD/A或或DAC)DAC)和電壓和電壓/ /電流變電流變換器等換器等; ;v模擬量輸出

3、通道基本構(gòu)成模擬量輸出通道基本構(gòu)成-多多D/AD/A結(jié)構(gòu)（圖結(jié)構(gòu)（圖2-1(a)2-1(a)）和共）和共享享D/AD/A結(jié)構(gòu)（圖中結(jié)構(gòu)（圖中2-1(b)2-1(b)） 圖 3-1接口電路通道1通道nD/AD/AV/IV/I(a) 多D/A結(jié)構(gòu)PC總線特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、一路輸出通道使用一個(gè)一路輸出通道使用一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 2 2、 D/A轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部一般都帶有數(shù)據(jù)鎖存器轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部一般都帶有數(shù)據(jù)鎖存器 3 3、 D/A轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)、信號(hào)保持作用轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)、信號(hào)保持作用 4 4、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，精度較高、通道獨(dú)立結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度快，

4、工作可靠，精度較高、通道獨(dú)立 5 5、 缺點(diǎn)是所需缺點(diǎn)是所需D/A轉(zhuǎn)換器芯片較多轉(zhuǎn)換器芯片較多接口電路通道 1通道nD/AV/IV/I多路開關(guān)采樣保持器采樣保持器（b）共享D/A結(jié)構(gòu)PC總線圖 3-1特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、多路輸出通道共用一個(gè)多路輸出通道共用一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 2 2、每一路通道都配有一個(gè)采樣保持放大器、每一路通道都配有一個(gè)采樣保持放大器 3 3、 D/A轉(zhuǎn)換器只起數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換作用轉(zhuǎn)換器只起數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換作用 4 4、采樣保持器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)保持功能、采樣保持器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)保持功能 5 5、節(jié)省、節(jié)省D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，但電路復(fù)雜，精度差，可靠但電路復(fù)雜，精度差，可

5、靠低、占用主低、占用主機(jī)時(shí)間機(jī)時(shí)間 2.1 D/A2.1 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器主要內(nèi)容主要內(nèi)容 2.1.1 2.1.1 工作原理與性能指標(biāo)理工作原理與性能指標(biāo)理 2.1.2 82.1.2 8位位DAC0832DAC0832芯片芯片 2.1.3 122.1.3 12位位DAC1210DAC1210芯片芯片2.1.1 2.1.1 工作原理與性能指標(biāo)工作原理與性能指標(biāo) 主要知識(shí)點(diǎn)1、D/A轉(zhuǎn)換器工作原理2D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 1 1、D/AD/A轉(zhuǎn)換器工作原理轉(zhuǎn)換器工作原理+A-數(shù)數(shù)字字量量輸輸入入TUOV基基準(zhǔn)準(zhǔn)電電壓壓關(guān)關(guān)開開換換切切位位RR2R2R2R2R2RFERVbfR1SB2SB3SB0

6、SB1DR-2R電阻網(wǎng)絡(luò) 圖圖 3-2 D/A 轉(zhuǎn)換器原理框圖R2D3D0D運(yùn)運(yùn)算算放放大大器器3I1I0I2I10101010IOUTIRfb現(xiàn)以現(xiàn)以 4 位位 D/A 轉(zhuǎn)換器為例說明其工作原理，如圖轉(zhuǎn)換器為例說明其工作原理，如圖 2-2 所示。所示。鏈接動(dòng)畫鏈接動(dòng)畫 假設(shè)假設(shè)D3D3、D2D2、D1D1、D0D0全為全為1 1，則，則BS3BS3、BS2BS2、BS1BS1、BS0BS0全部與全部與“1”1”端相連。根據(jù)電流定律，有：端相連。根據(jù)電流定律，有：RVII4REF232222RVII4REF121222RVII4REF010222RVRVI4REF3REF3222 由于開關(guān)由于

7、開關(guān) BSBS3 3 BS BS0 0 的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù) D3D3、D2D2、D1D1、D0 D0 控制的，并不一定全是控制的，并不一定全是“1”1”。因此，可以得到通式：。因此，可以得到通式：00112233OUTIDIDIDIDIRVDDDDI4REF00112233OUT2)2222(考慮到放大器反相端為虛地，故：考慮到放大器反相端為虛地，故：OUTRfbII選取選取 R Rfbfb = = R R ，可以得到：，可以得到：4REF00112233RFOUT2)2222(VDDDDRIVf 對(duì)于對(duì)于 n n 位位 D/A D/A 轉(zhuǎn)換器，它的輸出電壓轉(zhuǎn)

8、換器，它的輸出電壓V VOUTOUT與輸入二進(jìn)制數(shù)與輸入二進(jìn)制數(shù)B( DB( Dn-1n-1 D D0 0) ) 的關(guān)系式可寫成：的關(guān)系式可寫成：nnnnnVDDDDV2)2222(REF00112211OUT nVB2REFv 結(jié)論：由上述推導(dǎo)可見，輸出電壓除了與輸入的二進(jìn)制數(shù)有關(guān)，結(jié)論：由上述推導(dǎo)可見，輸出電壓除了與輸入的二進(jìn)制數(shù)有關(guān)，還與運(yùn)算放大器的反饋電阻還與運(yùn)算放大器的反饋電阻 R Rfbfb以及基準(zhǔn)電壓以及基準(zhǔn)電壓V VREFREF有關(guān)。有關(guān)。2D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) D/A D/A轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)是衡量芯片質(zhì)量的重要轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)是衡量芯片質(zhì)量的重要參數(shù)，也是選用參數(shù)，也是選用D/

9、AD/A芯片型號(hào)的依據(jù)。主要性能芯片型號(hào)的依據(jù)。主要性能指標(biāo)有：指標(biāo)有： （1 1）分辨率）分辨率 （2 2）轉(zhuǎn)換精度）轉(zhuǎn)換精度 （3 3）偏移量誤差）偏移量誤差 （4 4）穩(wěn)定時(shí)間）穩(wěn)定時(shí)間（1 1）分辨率）分辨率 分辨率分辨率-是指是指 D/A D/A 轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量，即當(dāng)輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時(shí)所對(duì)應(yīng)擬增量，即當(dāng)輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時(shí)所對(duì)應(yīng)輸出模擬量的變化量，它取決于能轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位輸出模擬量的變化量，它取決于能轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高 。其分辨。其分辨率與二進(jìn)制位數(shù)率與二進(jìn)制位數(shù)n

10、n呈下列關(guān)系：呈下列關(guān)系：分辨率分辨率 = = 滿刻度值滿刻度值/ /（2 2n n-1-1）= =V VREF REF / 2/ 2n n（2 2）轉(zhuǎn)換精度）轉(zhuǎn)換精度 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度-是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值和理是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值和理論值的接近程度。它和分辨率是兩個(gè)不同的概論值的接近程度。它和分辨率是兩個(gè)不同的概念。例如，滿量程時(shí)的理論輸出值為念。例如，滿量程時(shí)的理論輸出值為10V10V，實(shí)，實(shí)際輸出值是在際輸出值是在9.99V10.01V9.99V10.01V之間，其轉(zhuǎn)換精度之間，其轉(zhuǎn)換精度為為10mV10mV。對(duì)于分辨率很高的。對(duì)于分辨率很高的D/AD/A轉(zhuǎn)換器并不轉(zhuǎn)換器并不一定具有

11、很高的精度。一定具有很高的精度。 （3 3）偏移量誤差）偏移量誤差 偏移量誤差偏移量誤差-是指輸入數(shù)字量時(shí)，輸是指輸入數(shù)字量時(shí)，輸出模擬量對(duì)于零的偏移值。此誤差可通出模擬量對(duì)于零的偏移值。此誤差可通過過D/AD/A轉(zhuǎn)換器的外接轉(zhuǎn)換器的外接V VREFREF和電位器加以調(diào)和電位器加以調(diào)整。整。（4）穩(wěn)定時(shí)間 穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)定時(shí)間-是描述是描述D/AD/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出模擬量達(dá)到參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出模擬量達(dá)到終值誤差終值誤差1/2LSB1/2LSB時(shí)所需的時(shí)間。顯然，穩(wěn)定時(shí)時(shí)所需的時(shí)間。顯然，穩(wěn)定時(shí)間越大，轉(zhuǎn)換速度越低。對(duì)于輸出是電流的間越

12、大，轉(zhuǎn)換速度越低。對(duì)于輸出是電流的D/AD/A轉(zhuǎn)換器來說，穩(wěn)定時(shí)間是很快的，約幾微轉(zhuǎn)換器來說，穩(wěn)定時(shí)間是很快的，約幾微秒，而輸出是電壓的秒，而輸出是電壓的D/AD/A轉(zhuǎn)換器，其穩(wěn)定時(shí)間轉(zhuǎn)換器，其穩(wěn)定時(shí)間主要取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。主要取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。2.1.2 82.1.2 8位位DAC0832DAC0832芯片芯片主要知識(shí)點(diǎn)主要知識(shí)點(diǎn) （1 1） DAC0832DAC0832性能性能 （2 2） DAC0832DAC0832工作原理工作原理 （3 3） DAC0832DAC0832管腳功能管腳功能 （1 1） DAC0832DAC0832性能性能一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器電流輸出方

13、式穩(wěn)定時(shí)間為1s采用20腳雙立直插式封裝同系列芯片還有 DAC0830、DAC0831（2 2） DAC0832DAC0832工作原理工作原理(M SB )7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0ID(L SB )IL EC S1RW2RWX F E R當(dāng)當(dāng) L E =1時(shí)時(shí) , ,輸輸 出出 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 隨隨 輸輸 入入 變變 化化 。L E 2FERV1TUOI2TUOIRf bA G N DD G N DCCVDQDQDQDQ 8位位 輸輸 入入寄寄 存存 器器 8位 D A C寄 存 器 8位 D A C轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器圖 3-3 D A C 0832原 理 框 圖 及 引 腳當(dāng)當(dāng)

14、L E =0時(shí)時(shí) , ,輸輸 出出 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 被被 鎖鎖 存存 。L E 1鏈接動(dòng)畫鏈接動(dòng)畫 DAC0832DAC0832的原理框圖及引腳如圖的原理框圖及引腳如圖2-32-3所示。所示。DAC0832DAC0832主要由主要由8 8位輸入寄存器、位輸入寄存器、8 8位位DACDAC寄存器、寄存器、8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8 8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8 8位位DACDAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字

15、量，由加寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；以控制；8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制路來控制2 2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。DIDI0 0DIDI7 7：數(shù)據(jù)輸入線，其中：數(shù)據(jù)輸入線，其中DIDI0 0為最低有效位為最低有效位LSB LSB ，DIDI7 7為為 最高最高有效位有效位MSBMSB。CSCS：片選信號(hào)，輸入線，低電平有效。：片選信號(hào)，輸入線，低電平有效。WR1WR1：寫信號(hào)：寫信號(hào)1 1，輸入線，低電平有效。，輸入線，低

16、電平有效。ILEILE：輸入允許鎖存信號(hào)，輸入線，高電平有效：輸入允許鎖存信號(hào)，輸入線，高電平有效 當(dāng)當(dāng)ILEILE、和同時(shí)有效時(shí)，、和同時(shí)有效時(shí)，8 8位輸入寄存器端為高電平位輸入寄存器端為高電平11，此時(shí)寄，此時(shí)寄存器的輸出端存器的輸出端Q Q跟隨輸入端跟隨輸入端D D的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平00時(shí)，原時(shí)，原D D 端輸入數(shù)據(jù)被鎖存于端輸入數(shù)據(jù)被鎖存于Q Q端，在此期間端，在此期間D D端電平的變化端電平的變化不影響不影響Q Q端。端。 （3 3） DAC0832DAC0832管腳功能管腳功能XFER(Transfer Control Signal):X

17、FER(Transfer Control Signal):傳送控制信號(hào)，輸入傳送控制信號(hào)，輸入線，線， 低電平有效。低電平有效。I IOUT1OUT1：DACDAC電流輸出端電流輸出端1 1，一般作為運(yùn)算放大器差動(dòng)輸入，一般作為運(yùn)算放大器差動(dòng)輸入信號(hào)之一。信號(hào)之一。I IOUT2OUT2：DACDAC電流輸出端電流輸出端2 2，一般作為運(yùn)算放大器另一個(gè)差，一般作為運(yùn)算放大器另一個(gè)差動(dòng)輸入信號(hào)。動(dòng)輸入信號(hào)。 R Rfbfb：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運(yùn)算放：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運(yùn)算放大器的輸出端。大器的輸出端。 V VREFREF：基準(zhǔn)電壓源端，輸入線，：基準(zhǔn)電壓源

18、端，輸入線， 10 VDC 10 VDC 10 VDC10 VDC。 V VCCCC：工作電壓源端，輸入線，：工作電壓源端，輸入線， 5 VDC 5 VDC 15 VDC15 VDC。v 當(dāng)當(dāng)WR2WR2和和XFERXFER同時(shí)有效時(shí)，同時(shí)有效時(shí)，8 8位位DACDAC寄存器端為高寄存器端為高電平電平“1”1”，此時(shí)，此時(shí)DACDAC寄存器的輸出端寄存器的輸出端Q Q跟隨輸入端跟隨輸入端D D也也就是輸入寄存器就是輸入寄存器Q Q端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”0”時(shí)，第一級(jí)時(shí)，第一級(jí)8 8位輸入寄存器位輸入寄存器Q Q端的狀態(tài)則鎖存到第端的狀態(tài)則鎖存到第

19、二級(jí)二級(jí)8 8位位DACDAC寄存器中，以便第三級(jí)寄存器中，以便第三級(jí)8 8位位DACDAC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。v 一般情況下為了簡(jiǎn)化接口電路，可以把和直接接一般情況下為了簡(jiǎn)化接口電路，可以把和直接接地，使第二級(jí)地，使第二級(jí)8 8位位DACDAC寄存器的輸入端到輸出端直通，寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級(jí)只有第一級(jí)8 8位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。沖輸入方式。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個(gè)寄存器都分別接成受控方式。把兩個(gè)寄存器都分別接成受控方式。 2.1.3 12

20、2.1.3 12位位DAC1210DAC1210芯片芯片主要知識(shí)點(diǎn) （1 1） DAC1210DAC1210性能性能 （2 2） DAC1210DAC1210工作原理工作原理（1 1） DAC1210DAC1210性能性能 DAC1210-DAC1210-是一個(gè)是一個(gè)1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器，電轉(zhuǎn)換器，電流輸出方式，其結(jié)構(gòu)原理與控制信號(hào)功流輸出方式，其結(jié)構(gòu)原理與控制信號(hào)功能基本類似于能基本類似于 DAC0832DAC0832。由于它比。由于它比 DAC0832DAC0832多了多了4 4條數(shù)據(jù)輸入線，故有條數(shù)據(jù)輸入線，故有2424條條引腳，引腳，DAC 1210DAC 1210內(nèi)部原理框

21、圖如圖內(nèi)部原理框圖如圖2-42-4所所示，其同系列芯片示，其同系列芯片DAC1208DAC1208、DAC1209DAC1209可可以相互代換。以相互代換。（2 2） DAC1210DAC1210工作原理工作原理DAC1210DAC1210內(nèi)部有三個(gè)寄存器：內(nèi)部有三個(gè)寄存器： 一個(gè)一個(gè)8 8位輸入寄存器，用于存放位輸入寄存器，用于存放1212位數(shù)字量中的高位數(shù)字量中的高8 8位位DIDI1111DIDI4 4；一個(gè)；一個(gè)4 4位輸入寄存器，用于存放位輸入寄存器，用于存放1212位數(shù)字位數(shù)字量中的低量中的低4 4位位DIDI3 3 DI0 DI0； 一個(gè)一個(gè)1212位位DACDAC寄存器，存放上

22、述兩個(gè)輸入寄存器送來寄存器，存放上述兩個(gè)輸入寄存器送來的的1212位數(shù)字量；位數(shù)字量； 1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器用于完成轉(zhuǎn)換器用于完成1212位數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。位數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制3 3個(gè)寄存?zhèn)€寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。其中引腳（片選信號(hào)、低電平器的選通或鎖存狀態(tài)。其中引腳（片選信號(hào)、低電平有效）、（寫信號(hào)、低電平有效）和有效）、（寫信號(hào)、低電平有效）和BYTE1/BYTE1/（字節(jié)控（字節(jié)控制信號(hào)）的組合，制信號(hào)）的組合， 用來控制用來控制 8 8 位輸入寄存器和位輸入寄存器和 4 4 位位輸入寄存器。輸入寄存器。Q

23、DDQQDDQDDQQDDQQ器存寄寄入輸位8器存寄寄入輸位41 2 位D A C寄 存 器1 2 位位D /A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器L E 3L E當(dāng)= 1 時(shí) ， Q = D ;L E當(dāng)當(dāng)= 0 時(shí) ， 鎖 存 數(shù) 據(jù)L E 2L E 1(M S B )D ID ID ID ID ID ID ID ID ID ID ID I111 01234567890(L S B )B Y T E /B Y T EC SW RX F E RW R2121FERVD G N D2TUOI1TUOIbfRDNGAccV圖 3 -4 D A C 1 2 1 0 原 理 框 圖 及 引 腳圖圖2-4 DAC12102

24、-4 DAC1210原理框圖及引腳原理框圖及引腳 鏈接動(dòng)畫鏈接動(dòng)畫 當(dāng)當(dāng)CSCS、WR1WR1為低電平為低電平“0”0”，BYTE1/BYTE1/為高電平為高電平“1”1”時(shí)，與時(shí)，與門的輸出門的輸出LE1LE1、LE2LE2為為“1”1”，選通，選通 8 8 位和位和 4 4 位兩個(gè)輸入寄存位兩個(gè)輸入寄存器，將要轉(zhuǎn)換的器，將要轉(zhuǎn)換的1212位數(shù)據(jù)全部送入寄存器；當(dāng)位數(shù)據(jù)全部送入寄存器；當(dāng)BYTE1/BYTE1/為低電為低電平平“0”0”時(shí)，時(shí)，LE1LE1為為“0”0”，8 8位輸入寄存器鎖存剛傳送的位輸入寄存器鎖存剛傳送的 8 8 位位數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)，而LE2LE2仍為仍為“1”1”，4 4

25、 位輸入寄存器仍為選通，新的低位輸入寄存器仍為選通，新的低 4 4 位數(shù)據(jù)將刷新剛傳送的位數(shù)據(jù)將刷新剛傳送的 4 4 位數(shù)據(jù)。因此，在與計(jì)算機(jī)接口位數(shù)據(jù)。因此，在與計(jì)算機(jī)接口電路中，計(jì)算機(jī)必須先送高電路中，計(jì)算機(jī)必須先送高 8 8 位后送低位后送低 4 4 位。位。XFER(XFER(傳送控傳送控制信號(hào)、低電平有效制信號(hào)、低電平有效) )和和WR2(WR2(寫信號(hào)、低電平有效寫信號(hào)、低電平有效) )用來控制用來控制 12 12 位位DACDAC寄存器，當(dāng)寄存器，當(dāng)XFERXFER和和WR2WR2同為低電平同為低電平“0”0”時(shí)，與門輸時(shí)，與門輸出出LE3LE3為為“1”1”，12 12 位數(shù)據(jù)

26、全部送入位數(shù)據(jù)全部送入DACDAC寄存器，當(dāng)寄存器，當(dāng)XFERXFER和和WR2WR2有一個(gè)為高電平有一個(gè)為高電平“1”1”時(shí)，與門輸出時(shí)，與門輸出LE3LE3即為即為“0”0”，則，則1212位位DACDAC寄存器鎖存住數(shù)據(jù)使寄存器鎖存住數(shù)據(jù)使1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器開始數(shù)摸轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換器開始數(shù)摸轉(zhuǎn)換。 2.2 2.2 接口電路接口電路 2.2.1 DAC0832接口電路接口電路 2.2.2 DAC1210接口電路接口電路2.2.1 DAC0832接口電路接口電路A5A9A8A7A6AENA4A1IOWDAC0832DDDDQQQQDI7DI6DI5DI4DI3DI2DI1DI0ILEC

27、SWR1XFERWR2VREFIOUT2IOUT1AGND8位DAC寄 存 器8位輸 入寄 存 器8位DAC轉(zhuǎn) 換 器LE1LE2Rfb-5V圖 3-5 DAC0832的單緩沖接口電路_+TUOVDGNDVCC+5V+5VD7D6D5D4D3D2D1D0A3A2A0 PC總線Y3Y1Y2Y0Y4Y5Y6Y7AGBG1GACB74LS138鏈接動(dòng)畫鏈接動(dòng)畫 由于由于DAC0832DAC0832內(nèi)部有輸入寄存器，所以它的數(shù)據(jù)內(nèi)部有輸入寄存器，所以它的數(shù)據(jù)總線可直接與主機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，圖總線可直接與主機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，圖2-52-5為為DAC0832DAC0832與與PCPC總線的單緩沖接口電路，

28、它是由總線的單緩沖接口電路，它是由DAC0832DAC0832轉(zhuǎn)換芯轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器以及片、運(yùn)算放大器以及74LS13874LS138譯碼器和門電路構(gòu)成的譯碼器和門電路構(gòu)成的的地址譯碼電路組成。圖中，的地址譯碼電路組成。圖中，08320832內(nèi)的內(nèi)的DACDAC寄存器控寄存器控制端的和直接接地，使制端的和直接接地，使DACDAC寄存器的輸入到輸出始終寄存器的輸入到輸出始終直通；而輸入寄存器的控制端分別受地址譯碼信號(hào)與直通；而輸入寄存器的控制端分別受地址譯碼信號(hào)與輸入輸出指令控制，即輸入輸出指令控制，即PCPC的地址線的地址線A9A0A9A0經(jīng)經(jīng)138138譯碼器譯碼器和門電路產(chǎn)生接口地址信

29、號(hào)作為和門電路產(chǎn)生接口地址信號(hào)作為DAC0832DAC0832的片選信號(hào)，的片選信號(hào)，輸入輸出寫信號(hào)作為輸入輸出寫信號(hào)作為DAC0832DAC0832的寫信號(hào)。的寫信號(hào)。 D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換接口程序：接口程序：MOV DXMOV DX，220H /220H /口地址如口地址如220H220H送入送入DXDX MOV ALMOV AL，DATA /DATA /被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)如被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)如DATADATA送入累送入累加器加器ALAL OUT DXOUT DX，ALAL /送入送入D/AD/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換 2.2.2 DAC12102.2.2 DAC1210接口電路接口電路 QDD

30、QQDDQDDQQDDQQ器存寄入輸位8PC總線器存寄入輸位412位DAC寄存器12位D/A轉(zhuǎn)換器LE3LE2LE1(MSB)DIDIDIDIDIDIDIDI11104567891FERVDGND2TUOI1TUOIbfRDNGAccV圖3-6 DAC1210接口電路CSWRWR2XFERDIDIDIDI1230(LSB)+-5V12VTUOVD7D6D5D4D3D2D1D02A3A4A5A6A7A8A9A0AA1IOW138BYTE /1BYTE2Y0G1GBGACBAY3Y2Y1Y5Y6Y7Y4DAC1210AEN圖圖2-6 DAC12102-6 DAC1210接口電路接口電路 鏈接動(dòng)畫鏈

31、接動(dòng)畫 圖圖2-62-6是是1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC1210DAC1210與與PCPC總線的一種接口電路，總線的一種接口電路，它是由它是由DAC1210DAC1210轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器以及地址譯碼電路組轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器以及地址譯碼電路組成。與成。與8 8位位DAC0832DAC0832接口電路不同的是，除了數(shù)據(jù)總線接口電路不同的是，除了數(shù)據(jù)總線D7D0D7D0與與DAC1210DAC1210高高8 8位位DI11DI4DI11DI4直接相連，直接相連，D3D0D3D0還要與還要與DAC1210DAC1210低低4 4位位DI3DI0DI3DI0復(fù)用，因而控制電路也略為復(fù)

32、雜。復(fù)用，因而控制電路也略為復(fù)雜。 圖中，圖中，CSCS、WR1WR1和和BYTE1/BYTE1/組合，用來依次控制組合，用來依次控制8 8位輸入寄位輸入寄存器（存器（LE1LE1）和）和4 4位輸入寄存器（位輸入寄存器（LE2LE2）的選通與鎖存，）的選通與鎖存，XFERXFER和和WR2WR2用來控制用來控制DACDAC寄存器（寄存器（LE3LE3）的選通與鎖存，）的選通與鎖存，LOWLOW與與WR1WR1、WR2WR2連接，用來在執(zhí)行輸出指令時(shí)獲得低電平有效，譯碼器連接，用來在執(zhí)行輸出指令時(shí)獲得低電平有效，譯碼器的兩條輸出線的兩條輸出線Y0Y0、Y2Y2分別連到分別連到CSCS和和XFE

33、RXFER，一條地址線，一條地址線A0A0連到連到BYTE1/BYTE2BYTE1/BYTE2，從而形成三個(gè)口地址：低，從而形成三個(gè)口地址：低4 4位輸入寄存器為位輸入寄存器為380H380H，高，高8 8位輸入寄存器為位輸入寄存器為381H381H，1212位位DACDAC寄存器為寄存器為384H384H。 在在軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)中，為了實(shí)現(xiàn)8 8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D0D7D0D7傳送傳送1212位被轉(zhuǎn)換數(shù)，主機(jī)須分兩次傳送被轉(zhuǎn)換數(shù)。首先位被轉(zhuǎn)換數(shù)，主機(jī)須分兩次傳送被轉(zhuǎn)換數(shù)。首先將被轉(zhuǎn)換數(shù)的高將被轉(zhuǎn)換數(shù)的高8 8位傳給位傳給8 8位輸入寄存器位輸入寄存器DI11DI11DI4DI4，

34、再將低再將低4 4位傳給位傳給4 4位輸入寄存器位輸入寄存器DI3DI3DI0DI0，然后再打，然后再打開開DACDAC寄存器，把寄存器，把12 12 位數(shù)據(jù)送到位數(shù)據(jù)送到1212位位D /AD /A轉(zhuǎn)換器去轉(zhuǎn)換器去轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸出指令執(zhí)行完后，轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸出指令執(zhí)行完后，DACDAC寄存器又自動(dòng)處于寄存器又自動(dòng)處于鎖存狀態(tài)以保持?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換的輸出不變。設(shè)鎖存狀態(tài)以保持?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換的輸出不變。設(shè)1212位被轉(zhuǎn)位被轉(zhuǎn)換數(shù)的高換數(shù)的高8 8位存放在位存放在DATADATA單元中單元中, ,低低4 4位存放在位存放在DATA+1DATA+1單元中。單元中。 轉(zhuǎn)換程序 DACDAC： MOV DXMOV DX，03

35、81H 0381H MOV AL MOV AL，DATA DATA OUT DX OUT DX，AL AL ；送高送高8 8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) DEC DXDEC DX MOV AL MOV AL，DATA+1DATA+1 OUT DX OUT DX，AL AL ；送低；送低4 4位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) MOV DXMOV DX，0384H0384H OUT DX OUT DX，AL AL ；完成；完成1212位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 2.3 2.3 輸出方式輸出方式 2.3.1 2.3.1 電壓輸出方式電壓輸出方式 2.3.2 2.3.2 電流輸出方式電流輸出方式 2.3.3 2.3.3 自動(dòng)自動(dòng)/ /手動(dòng)輸出

36、方式手動(dòng)輸出方式引言引言引引 言言 多數(shù)多數(shù)D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片輸出的是弱電流信號(hào)，要轉(zhuǎn)換芯片輸出的是弱電流信號(hào)，要驅(qū)動(dòng)后面的自動(dòng)化裝置，需在電流輸出端外接驅(qū)動(dòng)后面的自動(dòng)化裝置，需在電流輸出端外接運(yùn)算放大器。根據(jù)不同控制系統(tǒng)自動(dòng)化裝置需運(yùn)算放大器。根據(jù)不同控制系統(tǒng)自動(dòng)化裝置需求的不同，輸出方式可以分為電壓輸出、電流求的不同，輸出方式可以分為電壓輸出、電流輸出以及自動(dòng)輸出以及自動(dòng)/ /手動(dòng)切換輸出等多種方式。手動(dòng)切換輸出等多種方式。2.3.1 2.3.1 電壓輸出方式電壓輸出方式 由于系統(tǒng)要求不同，電壓輸出方式又由于系統(tǒng)要求不同，電壓輸出方式又可分為可分為單極性輸出單極性輸出和和雙極性輸出雙極性

37、輸出兩種形式。兩種形式。下面下面以以8 8位的位的DAC0832DAC0832芯片為例作一說明。芯片為例作一說明。 1 1DAC單極性輸出單極性輸出 圖 3-8 D A C 單 極 性 輸 出 方 式D A C 0832R fb1TUOI2TUOIAVFERVTUOFERVD I7D I6D I5D I4D I3D I2D I1D I0D7D6D5D4D3D2D1D0256REFOUTVBV001166772222 DDDDB式中：式中：VREF/256是常數(shù)是常數(shù) 顯然，顯然，V VOUTOUT和和 B B 成正比關(guān)系，輸入成正比關(guān)系，輸入數(shù)字量數(shù)字量 B B 為為 00H 00H 時(shí)，時(shí)，

38、V VOUTOUT也為也為 0 0 ；輸；輸入數(shù)字量入數(shù)字量 B B 為為FFHFFH即即255255時(shí)，時(shí)，V VOUTOUT 為與為與 V VREFREF 極性相反的最大值。極性相反的最大值。 DAC單極性輸出方式如圖單極性輸出方式如圖 2-7 所示，所示，由由式式( (3-1) )可得輸出電壓可得輸出電壓VOUT的單極性輸出的單極性輸出表達(dá)式為：表達(dá)式為：2 2DACDAC雙極性輸出方式雙極性輸出方式 DAC DAC雙極性輸出方式如圖雙極性輸出方式如圖 2-8 2-8 所示。所示。圖 3-9 DAC雙極性輸出方式DAC0832RfbI1TUO2TUOI2RVR2RA2A1I2I3IFER

39、VFERVTUODI7DI6DI5DI4DI3DI2DI1DI0D7D6D5D4D3D2D1D0V1TUOA1A A1 1 和和 A A2 2 為運(yùn)算放大器，為運(yùn)算放大器，A A點(diǎn)為虛地，故可得：點(diǎn)為虛地，故可得： 解上述方程可得雙極性輸出表達(dá)式：解上述方程可得雙極性輸出表達(dá)式： 0321III256REF1OUTVBVRVI2REF1RVI22OUT2RVIOUT13( (2-3) ) 圖中運(yùn)放圖中運(yùn)放 A A2 2 的作用是將運(yùn)放的作用是將運(yùn)放 A A1 1 的單向輸出變?yōu)榈膯蜗蜉敵鲎優(yōu)殡p向輸出。當(dāng)輸入數(shù)字量小于雙向輸出。當(dāng)輸入數(shù)字量小于 80 H80 H即即128128時(shí)，輸出模擬時(shí)，輸

40、出模擬電壓為負(fù)；當(dāng)輸入數(shù)字量大于電壓為負(fù)；當(dāng)輸入數(shù)字量大于 80 H80 H即即128128時(shí)，輸出模擬時(shí)，輸出模擬電壓為正。其它電壓為正。其它n n位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出電路與轉(zhuǎn)換器的輸出電路與DAC0832 DAC0832 相相同，計(jì)算表達(dá)式中只要把同，計(jì)算表達(dá)式中只要把 2 28-18-1改為改為2 2n n-1-1即可。即可。 18REF18OUT22)2(VBV12B1 -8REFOUT2VV或或2.3.2 2.3.2 電流輸出方式電流輸出方式 因?yàn)殡娏餍盘?hào)易于遠(yuǎn)距離傳送，且不易受干擾，特別因?yàn)殡娏餍盘?hào)易于遠(yuǎn)距離傳送，且不易受干擾，特別是在過程控制系統(tǒng)中，自動(dòng)化儀表只接收電流信

41、號(hào)，所以是在過程控制系統(tǒng)中，自動(dòng)化儀表只接收電流信號(hào)，所以在微機(jī)控制輸出通道中常以電流信號(hào)來傳送信息，這就需在微機(jī)控制輸出通道中常以電流信號(hào)來傳送信息，這就需要將電壓信號(hào)再轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，完成電流輸出方式的電要將電壓信號(hào)再轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，完成電流輸出方式的電路稱為路稱為V/IV/I變換電路。變換電路。電流輸出方式電流輸出方式一般有兩種形式：一般有兩種形式： 1 1普通運(yùn)放普通運(yùn)放V/IV/I變換電路變換電路 2 2集成轉(zhuǎn)換器集成轉(zhuǎn)換器V/IV/I變換電路變換電路 1 1普通運(yùn)放普通運(yùn)放V/IV/I變換電路變換電路 （1 1）0 10 mA0 10 mA的輸出的輸出 +-Vin010 VAT1T

42、2I0Vf+ +VsR1R2R3R4R5R6RfRL圖圖 2-9 0 10 V/ 010 mA的變換電路的變換電路 圖圖2-92-9為為010 V/010 mA010 V/010 mA的變換電路，由運(yùn)放的變換電路，由運(yùn)放A A和三極管和三極管T T1 1、T T2 2組成，組成，R R1 1 和和 R R2 2是輸入電阻，是輸入電阻，R Rf f 是反饋電阻，是反饋電阻，R RL L是負(fù)載的等效電阻。輸入電壓是負(fù)載的等效電阻。輸入電壓V Vinin 經(jīng)輸入電經(jīng)輸入電阻進(jìn)入運(yùn)算放大器阻進(jìn)入運(yùn)算放大器A A，放大后進(jìn)入三極管，放大后進(jìn)入三極管T T1 1、T T2 2。由于。由于T T2 2射極接

43、有反饋電阻射極接有反饋電阻R R f f，得到反饋電壓得到反饋電壓V Vf f加至輸入端，形成運(yùn)放加至輸入端，形成運(yùn)放A A的差動(dòng)輸入信號(hào)。該變換電路由于具的差動(dòng)輸入信號(hào)。該變換電路由于具有較強(qiáng)的電流反饋，所以有較好的恒流性能。有較強(qiáng)的電流反饋，所以有較好的恒流性能。 輸入電壓輸入電壓 V Vinin 和輸出電流和輸出電流 I Io o 之間關(guān)系如下：之間關(guān)系如下： 若若 R R3 3、R R4 4R Rf f、R RL L，可以認(rèn)為，可以認(rèn)為 I Io o 全部流經(jīng)全部流經(jīng) R Rf f，由此可得，由此可得: : V V V VininR R4 4/ /（R R1 1R R4 4）I Io

44、oR RL LR R1 1 / /（R R1 1R R4 4） V V I Io o（R Rf fR RL L）R R2 2 / /（R R2 2R R3 3） 對(duì)于運(yùn)放，對(duì)于運(yùn)放，有有V V V V，則，則 V VininR R4 4/ /（R R1 1R R4 4）I Io oR RL LR R1 1 / /（R R1 1R R4 4）= I= Io o（R Rf fR RL L）R R2 2 / /（R R2 2R R3 3） 若取若取R R1 1 = R= R2 2 ，R R3 3 = R= R4 4，則由上式整理可得，則由上式整理可得 I Io o = V = VininR R3 3

45、 / /（R R1 1R Rf f ） （3-63-6） 可以看出，輸出電流可以看出，輸出電流 I Io o 和輸人電壓和輸人電壓 V Vinin 呈線性對(duì)應(yīng)的單值呈線性對(duì)應(yīng)的單值函數(shù)關(guān)系。函數(shù)關(guān)系。 R R3 3 / /（R R1 1R Rf f）為一常教，與其他參數(shù)無關(guān)。）為一常教，與其他參數(shù)無關(guān)。 若取若取V Vinin 0 010 V10 V，R R1 1 = R= R2 2 = 100 k= 100 k，R R3 3 = R= R4 4 =20 k =20 k，R Rf f 200 200 ，則輸出電流，則輸出電流I Io o = 0 10 mA= 0 10 mA。（2 2） 4 2

46、0 mA4 20 mA的輸出的輸出 圖2-10為1 5 V/ 4 20 mA的變換電路，兩個(gè)運(yùn)放A1、A2均接成射極輸出形式。+-A1+-A2T2T1T3Vin15VR1R2RfRLR3CIfI2I0I1V1V2+Vs圖圖2-10 15V/420mA的變換電路的變換電路V3 在穩(wěn)定工作時(shí)在穩(wěn)定工作時(shí) Vin V1; 所以所以 I1 = V1 /R1 = Vin /R1 又因?yàn)橛忠驗(yàn)?I1 I2 所以所以 Vin /R1 = I2 =（VS - V2 ）/ R2 即即 V2 =VS - VinR2/ R1在穩(wěn)定狀態(tài)下在穩(wěn)定狀態(tài)下，V2 V3，If Io， 故故 Io If =（VS - V3 ）

47、/ Rf = （VS - V2 ）/ Rf 將上式代入得將上式代入得 Io = （VS - VS + VinR2/ R1）/ Rf = VinR2/（R1Rf）（）（3-7） 其中其中 R R1 1 、R R2 2 、R Rf f 均為精密電阻，所以輸出電流均為精密電阻，所以輸出電流 I Io o 線性比線性比例于輸入電壓例于輸入電壓V Vinin，且與負(fù)載無關(guān)，接近于恒流。，且與負(fù)載無關(guān)，接近于恒流。 若若R1 =5 k，R2 =2 k，R3 =100 ，當(dāng)當(dāng) Vin =15 V 時(shí)時(shí)輸輸出電流出電流Io = 420 mA。2 2集成轉(zhuǎn)換器集成轉(zhuǎn)換器V/IV/I變換電路變換電路 圖圖2-11

48、2-11是集成是集成V/IV/I轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ZF2B20ZF2B20的引腳圖，采用單的引腳圖，采用單正電源供電，電源電壓范圍為正電源供電，電源電壓范圍為101032V32V，ZF2B20ZF2B20的輸入的輸入電阻為電阻為10K10K，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于25S25S，非線性小于，非線性小于土土 0.0250.025。 通過通過ZF2B20ZF2B20可以產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓成比例的輸出電流，其可以產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓成比例的輸出電流，其輸入電壓范圍是輸入電壓范圍是0 010V10V，輸出電流是，輸出電流是4 420mA20mA。它的特點(diǎn)是低漂移，。它的特點(diǎn)是低漂移，在工作溫度為在工

49、作溫度為-25-258585范圍內(nèi)，最大溫漂為范圍內(nèi)，最大溫漂為0.0050.005/。利用。利用 ZF2B20ZF2B20實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)V/IV/I轉(zhuǎn)換的電路非常簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換的電路非常簡(jiǎn)單，圖圖2-122-12（a a）所示電路）所示電路是一種是一種帶初值校準(zhǔn)的帶初值校準(zhǔn)的0 010V10V到到4 420mA20mA的轉(zhuǎn)換電路；的轉(zhuǎn)換電路；圖圖2-122-12（b b）則是一種則是一種帶滿度校準(zhǔn)的帶滿度校準(zhǔn)的0 010V10V到到0 010mA10mA的轉(zhuǎn)換電路。的轉(zhuǎn)換電路。2.3.3 2.3.3 自動(dòng)自動(dòng)/ /手動(dòng)輸出方式手動(dòng)輸出方式 如圖如圖2-132-13所示，是在普通運(yùn)放所示，是在普通運(yùn)放V

50、/IV/I變換電路的基礎(chǔ)上，增變換電路的基礎(chǔ)上，增加了自、手動(dòng)切換開關(guān)加了自、手動(dòng)切換開關(guān)K K1 1、K K2 2、K K3 3和手動(dòng)增減電路與輸出跟和手動(dòng)增減電路與輸出跟蹤電路。蹤電路。圖圖 2-13 帶自動(dòng)帶自動(dòng)/手動(dòng)切換的手動(dòng)切換的V/I變換電路變換電路 1 1自動(dòng)自動(dòng)/ /手動(dòng)狀態(tài)下的手動(dòng)狀態(tài)下的V/IV/I變換變換（1 1）當(dāng)開關(guān)處于自動(dòng)（）當(dāng)開關(guān)處于自動(dòng)（A A）狀態(tài)時(shí)，運(yùn)放）狀態(tài)時(shí)，運(yùn)放A A2 2與與A A1 1接通，形成一個(gè)接通，形成一個(gè)電壓比較型跟隨器。電壓比較型跟隨器。當(dāng)當(dāng)V Vf f V Vi i時(shí)，電路能自動(dòng)地使輸出電流增大時(shí)，電路能自動(dòng)地使輸出電流增大或減小，最終

51、使或減小，最終使V Vf f = =V Vi i，于是有，于是有 I IL L= =V Vi i/ /（R R9 9+ +W W） （2-62-6） 從上式可以看出，只要電阻從上式可以看出，只要電阻R R9 9、W W穩(wěn)定性穩(wěn)定性好，好，A A1 1、A A2 2具有較好的增益，具有較好的增益，該電路就有較高的線性精度。當(dāng)該電路就有較高的線性精度。當(dāng)R R9 9+ +W W500500或或250250時(shí)，輸出電流時(shí)，輸出電流I IL L就以就以 0 010mA10mA或或4 420mA20mA的直流電流信號(hào)線性地對(duì)應(yīng)的直流電流信號(hào)線性地對(duì)應(yīng)V Vi i的的0 05V5V或或1 15V5V的直流

52、電壓信號(hào)。的直流電壓信號(hào)。 （2 2）當(dāng)開關(guān)處于手動(dòng)（）當(dāng)開關(guān)處于手動(dòng)（H H）狀態(tài)時(shí)，此時(shí)運(yùn)）狀態(tài)時(shí)，此時(shí)運(yùn)放放A A2 2與與A A1 1斷開，成為斷開，成為一個(gè)保持型反相積分器。一個(gè)保持型反相積分器。當(dāng)按下當(dāng)按下“增增”按鈕時(shí)，按鈕時(shí)，V V2 2以一定的速率以一定的速率上升，從而使上升，從而使I IL L也以同樣的速率上升；當(dāng)按下也以同樣的速率上升；當(dāng)按下“減減”按鈕按鈕時(shí)，時(shí)，V V2 2以一以一定的速率下降定的速率下降，I IL L也以同樣的速率下降。負(fù)載也以同樣的速率下降。負(fù)載R RL L（一般為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥）（一般為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥）上的電流上的電流I IL L的升降速率取決于的升降速

53、率取決于R R6 6、R R7 7、C C和電源電壓和電源電壓E E的大小，而手的大小，而手動(dòng)操作按鈕的時(shí)間長(zhǎng)短決定輸出電流動(dòng)操作按鈕的時(shí)間長(zhǎng)短決定輸出電流I IL L的大小。的大小。 2 2自動(dòng)自動(dòng)/ /手動(dòng)雙向無擾動(dòng)切換手動(dòng)雙向無擾動(dòng)切換（1 1）自動(dòng)到手動(dòng)的切換：）自動(dòng)到手動(dòng)的切換：當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K K1 1、K K2 2、K K3 3都從自動(dòng)（都從自動(dòng)（A A）切）切換為手動(dòng)（換為手動(dòng)（H H）時(shí)，）時(shí)，“增增”、“減減”兩按鈕處于斷開狀兩按鈕處于斷開狀態(tài)，運(yùn)放態(tài)，運(yùn)放A A2 2為一高輸入阻抗保持器，則為一高輸入阻抗保持器，則A A2 2的輸出的輸出V V2 2幾乎幾乎保持不變，從而維

54、持輸出電流保持不變，從而維持輸出電流I IL L恒定。恒定。（2 2）手動(dòng)到自動(dòng)的切換：）手動(dòng)到自動(dòng)的切換：在每個(gè)控制周期，計(jì)算機(jī)首先由數(shù)在每個(gè)控制周期，計(jì)算機(jī)首先由數(shù)字量輸入通道（字量輸入通道（DIDI）讀入開關(guān)）讀入開關(guān)K K2 2的狀態(tài)，以判斷輸出電的狀態(tài)，以判斷輸出電路是處于手動(dòng)狀態(tài)或是自動(dòng)狀態(tài)。若是自動(dòng)狀態(tài)，則程路是處于手動(dòng)狀態(tài)或是自動(dòng)狀態(tài)。若是自動(dòng)狀態(tài)，則程序執(zhí)行本回路預(yù)先規(guī)定的控制運(yùn)算，輸出序執(zhí)行本回路預(yù)先規(guī)定的控制運(yùn)算，輸出V Vi i并通過并通過V/IV/I變變換輸出電流換輸出電流I IL L；若為手動(dòng)狀態(tài)，則首先由；若為手動(dòng)狀態(tài)，則首先由A/DA/D通道讀入通道讀入V Vf

55、 f并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后原封不動(dòng)地將此數(shù)字信號(hào)送出，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后原封不動(dòng)地將此數(shù)字信號(hào)送出，由由D/AD/A轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送至輸出電路的輸入端轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送至輸出電路的輸入端V Vi i，這樣就，這樣就使使V Vi i始終與始終與V Vf f相等。相等。 2.4 D/A轉(zhuǎn)換模板 2.4.1 2.4.1 D/AD/A轉(zhuǎn)換模板的通用性轉(zhuǎn)換模板的通用性 2.4.2 D/A2.4.2 D/A轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例 2.4.1 D/A 2.4.1 D/A轉(zhuǎn)換模板的通用性轉(zhuǎn)換模板的通用性 為了便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的使用，為了便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的使用，D/AD/A轉(zhuǎn)換模板轉(zhuǎn)換模板應(yīng)具有通用

56、性，應(yīng)具有通用性， 它主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：它主要體現(xiàn)在三個(gè)方面： 1 1符合總線標(biāo)準(zhǔn)符合總線標(biāo)準(zhǔn) 2 2接口地址可選接口地址可選 3 3輸出方式可選輸出方式可選 1 1符合總線標(biāo)準(zhǔn)符合總線標(biāo)準(zhǔn) 這里的總線這里的總線是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線結(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線結(jié)構(gòu),D/A ,D/A 轉(zhuǎn)換模板及其它所有電路模板都應(yīng)符合統(tǒng)一的總轉(zhuǎn)換模板及其它所有電路模板都應(yīng)符合統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)，以便設(shè)計(jì)者在組合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件線標(biāo)準(zhǔn)，以便設(shè)計(jì)者在組合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件時(shí)時(shí), , 只需往總線插槽上插上選用的功能模板而無只需往總線插槽上插上選用的功能模板而無需連線，十分方便靈活。例如，需連線，十分方便靈活。例如，STD

57、STD總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定模板尺寸為定模板尺寸為165165114mm114mm，模板總線引腳共有，模板總線引腳共有5656根，并詳細(xì)規(guī)定了每只引腳的功能（根，并詳細(xì)規(guī)定了每只引腳的功能（詳見第詳見第.1）。）。2 2接口地址可選接口地址可選 一套控制系統(tǒng)往往需配置多塊功能模板，或者同一套控制系統(tǒng)往往需配置多塊功能模板，或者同一種功能模板可能被組合在不同的系統(tǒng)中。因此，一種功能模板可能被組合在不同的系統(tǒng)中。因此，每塊模板應(yīng)具有接口地址的可選性。每塊模板應(yīng)具有接口地址的可選性。 一般接口地址可由基址一般接口地址可由基址( (或稱板址或稱板址) )和片址和片址( (或稱或稱口

58、址口址) )組成，圖組成，圖2-142-14給出一種接口地址可選的譯碼給出一種接口地址可選的譯碼電路。電路。 A7AAAA6543171513118642P7P0QQ70PQ=GIOW118161412975374LS688SSSSS76543+ 5V+5VA012AA123654ABCG1GBGAY0YYYYYYY123456774LS138WC0WWWWWWWCCCCCCC1234567+5V8位量值比較器置位開關(guān) 譯碼器片址基址片選信號(hào)圖 3-14 接口地址可選的譯碼電路圖圖2-14 2-14 接口地址可選的譯碼電路接口地址可選的譯碼電路 鏈接動(dòng)畫鏈接動(dòng)畫3輸出方式可選 為了適應(yīng)不同控制

59、系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行器的不同需求，為了適應(yīng)不同控制系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行器的不同需求，D/AD/A轉(zhuǎn)換模板往往把各種電壓輸出和電流輸出方轉(zhuǎn)換模板往往把各種電壓輸出和電流輸出方式組合在一起，然后式組合在一起，然后通過短接柱來選定某一種輸通過短接柱來選定某一種輸出方式。出方式。 一個(gè)實(shí)際的一個(gè)實(shí)際的D/AD/A轉(zhuǎn)換模板，供用戶選擇的輸出轉(zhuǎn)換模板，供用戶選擇的輸出范圍常常是：范圍常常是：05V05V、010V010V、5V5V、010mA010mA、420mA420mA等。等。 2.4.2 D/A2.4.2 D/A轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例 v 1 1、D/A D/A 轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)原則轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)原則v 2

60、 2、D/A D/A 轉(zhuǎn)換模板的設(shè)步驟轉(zhuǎn)換模板的設(shè)步驟v 3 3、8 8路路8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換模板實(shí)例轉(zhuǎn)換模板實(shí)例 1 1、D/A D/A 轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)原則轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)原則D/A 轉(zhuǎn)換模板設(shè)計(jì)主要考慮以下幾點(diǎn)：(1)(1)安全可靠：安全可靠：盡量選用性能好的元器件，并采用光電隔盡量選用性能好的元器件，并采用光電隔離技術(shù)。離技術(shù)。(2)(2)性能性能/ /價(jià)格比高：價(jià)格比高：既要在性能上達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)，既要在性能上達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)，又要在技術(shù)路線、芯片元件上降低成本。又要在技術(shù)路線、芯片元件上降低成本。 (3)(3)通用性：通用性：D/AD/A轉(zhuǎn)換模板應(yīng)符合總線標(biāo)準(zhǔn)，其接口地轉(zhuǎn)