計算機控制技術(shù)第2章

1、第二章第二章 輸入輸出接口與過程通道輸入輸出接口與過程通道2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道2.2 A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3 模擬量輸入通道模擬量輸入通道2.4 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.5 模擬量輸出通道模擬量輸出通道2.6 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道一、數(shù)字量輸入輸出接口技術(shù)一、數(shù)字量輸入輸出接口技術(shù)1、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸入接口設(shè)片選端口地址為設(shè)片選端口地址為port可用下列指令完成取數(shù)：可用下列指令完成取數(shù)：MOV DX，portIN AL，DX三態(tài)門緩沖器三態(tài)門緩沖器74LS244

2、用來隔離輸入用來隔離輸入和輸出線路，在兩者之間起緩沖作用。和輸出線路，在兩者之間起緩沖作用。74LS244有有8個通道可輸入個通道可輸入8個開關(guān)狀態(tài)個開關(guān)狀態(tài) 圖圖2.1 數(shù)字量輸入接口數(shù)字量輸入接口概念概念: : 接口、過程通道、過程通道的組成接口、過程通道、過程通道的組成2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道2、數(shù)字量輸出接口、數(shù)字量輸出接口片選端口地址片選端口地址為為port完成數(shù)據(jù)輸出控制的指令為：完成數(shù)據(jù)輸出控制的指令為：MOV AL，DATAMOV DX，portOUT DX，AL74LS273有有8個通道個通道 可輸出可輸出8個開關(guān)狀態(tài)個開關(guān)狀態(tài) 并可驅(qū)動并可驅(qū)動8個輸出裝

3、置個輸出裝置 圖圖2.2 數(shù)字量輸出接口數(shù)字量輸出接口2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道二、數(shù)字量輸入通道二、數(shù)字量輸入通道1、數(shù)字量輸入通道的結(jié)構(gòu)、數(shù)字量輸入通道的結(jié)構(gòu)主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器、主要由輸入調(diào)理電路、輸入緩沖器、輸入地址譯碼器等組成，如圖輸入地址譯碼器等組成，如圖2.3： 圖圖2.3 數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)2、輸入調(diào)理電路、輸入調(diào)理電路（1）小功率輸入調(diào)理電路）小功率輸入調(diào)理電路 圖示為從開關(guān)、繼電器等接點輸入圖示為從開關(guān)、繼電器等接點輸入信號的電路。將開關(guān)動作轉(zhuǎn)換成信號的電路。將開關(guān)動作轉(zhuǎn)換成TTL電平信號與計算機相連。電平信號與計算機相連。圖（

4、圖（a）采用積分電路消除開關(guān)抖動）采用積分電路消除開關(guān)抖動的方法的方法圖（圖（b）為）為R-S觸發(fā)器消除開關(guān)兩次觸發(fā)器消除開關(guān)兩次 反跳的方法反跳的方法 圖圖2.4 小功率輸入調(diào)理電路小功率輸入調(diào)理電路2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道（2）大功率輸入調(diào)理電路）大功率輸入調(diào)理電路在高壓和低壓間用光電耦合器在高壓和低壓間用光電耦合器進行隔離進行隔離 圖圖2.5 大功率輸入調(diào)理電路大功率輸入調(diào)理電路三、數(shù)字量輸出通道三、數(shù)字量輸出通道1、數(shù)字量輸出通道的結(jié)構(gòu)、數(shù)字量輸出通道的結(jié)構(gòu)主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動電路、主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動電路、輸出口地址譯碼器電路等組成輸出口地址譯碼器電路

5、等組成 圖圖2.6 數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道2、輸出驅(qū)動電路、輸出驅(qū)動電路（1）小功率直流驅(qū)動電路）小功率直流驅(qū)動電路a、功率晶體管輸出驅(qū)動繼電器電路、功率晶體管輸出驅(qū)動繼電器電路 因負載呈電感性，所以輸出必須因負載呈電感性，所以輸出必須加裝克服反電勢的保護二極管加裝克服反電勢的保護二極管D，J為繼電器的線圈為繼電器的線圈 圖圖 2.7 功率晶體管輸出驅(qū)動繼電功率晶體管輸出驅(qū)動繼電器器b、達林頓陣列輸出驅(qū)動繼電器電路、達林頓陣列輸出驅(qū)動繼電器電路MC1416是達林頓陣列驅(qū)動器是達林頓陣列驅(qū)動器內(nèi)含內(nèi)含7個達林頓復(fù)合管，每個個達林頓復(fù)合管，

6、每個管的電流都在管的電流都在500mA以上，截以上，截止時承受止時承受100V電壓。為了防止電壓。為了防止組件反向擊穿，可使用內(nèi)部保組件反向擊穿，可使用內(nèi)部保護二極管護二極管 圖圖2.8 MC1416驅(qū)動驅(qū)動7個繼電個繼電器器2.1 數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道（2）大功率交流驅(qū)動電路）大功率交流驅(qū)動電路固態(tài)繼電器（固態(tài)繼電器（SSR）是一種四端有源器件如圖，輸入輸出）是一種四端有源器件如圖，輸入輸出之間采用光電耦合器進行隔離。零交叉電路可使交流電之間采用光電耦合器進行隔離。零交叉電路可使交流電壓變化到零伏附近時讓電路接通，從而減少干擾。電路壓變化到零伏附近時讓電路接通，從而減少干擾。

7、電路接通后，由觸發(fā)器給出晶閘管器件的觸發(fā)信號接通后，由觸發(fā)器給出晶閘管器件的觸發(fā)信號 圖圖2.9 固態(tài)繼電器及用法固態(tài)繼電器及用法2.2 模擬量輸入通道模擬量輸入通道 2.2.1、模擬量輸入通道的組成、模擬量輸入通道的組成 圖圖2.10 模擬量輸入通道的組成結(jié)構(gòu)模擬量輸入通道的組成結(jié)構(gòu) 由圖可知，模擬量輸入通道一般由由圖可知，模擬量輸入通道一般由I/V變換，多路轉(zhuǎn)換器，采變換，多路轉(zhuǎn)換器，采樣保持器，樣保持器，A/D轉(zhuǎn)換器，接口及控制邏輯等組成轉(zhuǎn)換器，接口及控制邏輯等組成2.3 模擬量輸入通道模擬量輸入通道2.2.2、I/V變換變換變送器輸出的信號為變送器輸出的信號為010mA或或420mA的

8、統(tǒng)一信號的統(tǒng)一信號,需要經(jīng)過需要經(jīng)過I/V變換變成電壓信號后才能處理變換變成電壓信號后才能處理1、無源、無源I/V變換變換無源無源I/V變換主要是利用無源器件變換主要是利用無源器件電阻來實現(xiàn)，并加濾波和輸出限電阻來實現(xiàn)，并加濾波和輸出限幅等保護措施，如圖幅等保護措施，如圖2.11所示所示 圖圖2.11 無源無源I/V變換電路變換電路2、有源、有源I/V變換變換有源有源I/V變換主要是利用有變換主要是利用有源器件運算放大器，電阻源器件運算放大器，電阻組成如圖組成如圖2.12所示所示 圖圖2.12 有源有源I/V變換電路變換電路2.2 模擬量輸入通道模擬量輸入通道2.2.3、多路轉(zhuǎn)換器、多路轉(zhuǎn)換器

9、 多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開關(guān)多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開關(guān),多路開關(guān)是用來切換模擬電壓信號的多路開關(guān)是用來切換模擬電壓信號的鍵元件。利用多路開關(guān)可將各個輸入信號依次地或隨機地連接到鍵元件。利用多路開關(guān)可將各個輸入信號依次地或隨機地連接到公用放大器或公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上。常用的多路開關(guān)有轉(zhuǎn)換器上。常用的多路開關(guān)有CD4051。它是。它是單端的單端的8通道開關(guān)，有三根二進制的控制輸入端和一根禁止輸入通道開關(guān)，有三根二進制的控制輸入端和一根禁止輸入端端INH(高電平禁止高電平禁止)。片上有二進制譯碼器，可由。片上有二進制譯碼器，可由A、B、C三個三個二進制信號在二進制信號在8個通道種選擇一個，使輸入和輸出

10、接通。而當(dāng)個通道種選擇一個，使輸入和輸出接通。而當(dāng)INH為高電平時，不論為高電平時，不論A、B、C為何值，為何值，8個通道均不通。個通道均不通。2.13 CD4051原理圖原理圖2.2 模擬量輸入通道模擬量輸入通道 2.2.4、采樣、量化及常用的采樣保持器、采樣、量化及常用的采樣保持器1、信號的采樣、信號的采樣按一定的時間間隔按一定的時間間隔T T，把時間上連續(xù)，把時間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬信號，轉(zhuǎn)變和幅值上也連續(xù)的模擬信號，轉(zhuǎn)變成在時刻成在時刻0 0，T T，2T2T，kTkT的一連串的一連串脈沖輸出信號的過程稱為采樣過程脈沖輸出信號的過程稱為采樣過程. .采樣信號是一個離散的模擬信號采

11、樣信號是一個離散的模擬信號. . 采樣周期采樣周期: T: T 采樣寬度采樣寬度: : 香農(nóng)采樣定理香農(nóng)采樣定理: : f2f f2fmaxmax實際應(yīng)用實際應(yīng)用:f(5:f(510)f10)fmaxmax2.14 信號的采過程信號的采過程2、量化、量化 所謂量化，就是采用一組數(shù)碼（如二進制碼）來逼近離散所謂量化，就是采用一組數(shù)碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。將采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為量化過程，將采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為量化過程，執(zhí)行量化動作的裝置是執(zhí)行量化動作的裝置是A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。字長為字長為n

12、n的的A/DA/D轉(zhuǎn)換器把轉(zhuǎn)換器把YminYminYmaxYmax范圍內(nèi)變化的采樣信號，范圍內(nèi)變化的采樣信號，變換為數(shù)字變換為數(shù)字0 02 2n n -1-1，其最低有效位（，其最低有效位（LSBLSB）所對應(yīng)的模擬量）所對應(yīng)的模擬量q q稱為稱為量化單位量化單位。2.3 模擬量輸入通道模擬量輸入通道例例:12位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器,V=10.24V,V=10.24V2410.mvq502122.= = =2.3 模擬量輸入通道3、采樣保持器、采樣保持器(1)孔徑時間和孔徑誤差的消除孔徑時間和孔徑誤差的消除 在模擬量通道中，在模擬量通道中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量總需要一轉(zhuǎn)換器將模擬

13、信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量總需要一定的時間，完成一次定的時間，完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間稱之為孔徑時間。對于模擬轉(zhuǎn)換所需要的時間稱之為孔徑時間。對于模擬信號來說，孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉(zhuǎn)換誤差，即為孔信號來說，孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉(zhuǎn)換誤差，即為孔徑誤差。徑誤差。2.15 由孔徑時間引起的誤差由孔徑時間引起的誤差tfUtUtUUmmdtdUmcos2cos,sin=則有：fUmtU2=在原點處，10022,/100/=DAUUDAmDAftftUUttm誤差的比分?jǐn)?shù)則取由此得：對于一定的轉(zhuǎn)換時間，誤差的百分?jǐn)?shù)和信號頻率成正比，所以一般要限制信號的頻率范圍。2.3 模擬量輸入通

14、道模擬量輸入通道（2）采樣保持原理）采樣保持原理 A/D轉(zhuǎn)換過程（即采樣信號的量化過程）需要時間，轉(zhuǎn)換過程（即采樣信號的量化過程）需要時間，這個時間稱為這個時間稱為A/D轉(zhuǎn)換時間。在采樣期間，如果輸入信號變化轉(zhuǎn)換時間。在采樣期間，如果輸入信號變化較大，就會引起轉(zhuǎn)換誤差。所以在一般情況下采樣信號都不較大，就會引起轉(zhuǎn)換誤差。所以在一般情況下采樣信號都不直接送到直接送到A/D轉(zhuǎn)換器，還需加保持器作信號保持。轉(zhuǎn)換器，還需加保持器作信號保持。 采樣保持器的基本組成采樣保持器的基本組成:由輸入輸出緩沖器由輸入輸出緩沖器A1，A2和采樣和采樣開關(guān)開關(guān)K，保持電容，保持電容CH等組成。等組成。2.16 采樣保

15、持器的組成采樣保持器的組成2.3 模擬量輸入通道模擬量輸入通道（3）常用的采樣保持器）常用的采樣保持器 常用的集成采樣保持器有常用的集成采樣保持器有LF398、AD582等，其原理結(jié)構(gòu)如圖等，其原理結(jié)構(gòu)如圖2.17（a）（）（b）所示。采用）所示。采用TTL邏輯電平控制邏輯電平控制2采樣和保持。采樣和保持。LF398的采的采樣控制電平為樣控制電平為“1”，保持電平為，保持電平為“0”，AD582相反。相反。OFFSET用于零位用于零位調(diào)整。保持電容調(diào)整。保持電容CH通常外接的，取值與采樣頻率和精度有關(guān)。減少通常外接的，取值與采樣頻率和精度有關(guān)。減少CH可可提高采樣頻率但降低精度。提高采樣頻率但

16、降低精度。 選擇采樣保持器的主要因素有獲取時間、電壓下降率等。選擇采樣保持器的主要因素有獲取時間、電壓下降率等。2.17 集成采樣保持器的原理結(jié)構(gòu)集成采樣保持器的原理結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)1. 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間 2. 分辨率分辨率 3.線性誤差線性誤差4.量程量程5. 對基準(zhǔn)電源的要求對基準(zhǔn)電源的要求常用的常用的A/DA/D轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)換方式: :逐次逼近式、雙斜積分式逐次逼近式、雙斜積分式2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3.1、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1、8位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ADC0809ADC080

17、9ADC0809芯片介紹芯片介紹8 8位逐位逼近式位逐位逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器分辨率為分辨率為8 8位，即為位，即為1/ 1/ 2 28 8 0.39 % 0.39 %模擬電壓轉(zhuǎn)換范圍是模擬電壓轉(zhuǎn)換范圍是 0 0 +5 V+5 V標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時間為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時間為100100 s s采用采用2828腳雙立直插式封裝腳雙立直插式封裝 圖圖2.18 ADC0809的邏輯結(jié)構(gòu)框圖的邏輯結(jié)構(gòu)框圖可見可見ADC0809由：由： 8通道模擬開關(guān)、通道選擇邏輯（地址鎖通道模擬開關(guān)、通道選擇邏輯（地址鎖存與譯碼）、存與譯碼）、8位位A/D轉(zhuǎn)換器及三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成轉(zhuǎn)換器及三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成（1）各引

18、腳功能）各引腳功能：nIN0IN7：8路模擬量輸入端。允許路模擬量輸入端。允許8路模擬量分時輸入，路模擬量分時輸入，共用一個共用一個A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。nALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。上升沿時：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。上升沿時鎖存鎖存3位通道選擇信號。位通道選擇信號。nA、B、C：3位地址線即模擬量通道選擇線。位地址線即模擬量通道選擇線。ALE為高電為高電平時，地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表平時，地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表3-2 。nSTART：啟動：啟動A/D轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平有效。上升沿轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平有效。上升沿時將轉(zhuǎn)換器內(nèi)部清零，下降沿時啟動時將轉(zhuǎn)換器

19、內(nèi)部清零，下降沿時啟動A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。nEOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)nOE：輸出允許信號，輸入，高電平有效。該信號用來打開三：輸出允許信號，輸入，高電平有效。該信號用來打開三態(tài)輸出緩沖器，將態(tài)輸出緩沖器，將A/D轉(zhuǎn)換得到的轉(zhuǎn)換得到的8位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總線上。位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總線上。nD0D7：8位數(shù)字量輸出。位數(shù)字量輸出。D0為最低位，為最低位，D7為最高位。由為最高位。由于有三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)總線直接相連于有三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)總線直接相連nCLOCK：外部時鐘脈沖輸入端。當(dāng)脈沖

20、頻率為：外部時鐘脈沖輸入端。當(dāng)脈沖頻率為640kHz時，時，A/D轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為100 s。nVREF+，VREF-：基準(zhǔn)電壓源正、負端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電：基準(zhǔn)電壓源正、負端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電 壓范圍，通常壓范圍，通常VREF+ = 5V DC，VREF- = 0V DC。nVcc：工作電源，：工作電源， 5VDC。nGND：電源地。：電源地。2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)（2）8通道模擬開關(guān)及通道選擇邏輯通道模擬開關(guān)及通道選擇邏輯該部分的功能是實現(xiàn)該部分的功能是實現(xiàn)8選選1的操作，通道選擇信號的操作，通道選擇信號C、B、A與所與所選通道之間的關(guān)系如下：選通

21、道之間的關(guān)系如下：（3）8位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 8位位A/D轉(zhuǎn)換器對選送到輸入端的信號轉(zhuǎn)換器對選送到輸入端的信號V1進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果結(jié)果D存入三態(tài)輸出鎖存緩沖器存入三態(tài)輸出鎖存緩沖器 2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)（4）三態(tài)輸出鎖存緩沖器）三態(tài)輸出鎖存緩沖器該部分用于存放轉(zhuǎn)換結(jié)果該部分用于存放轉(zhuǎn)換結(jié)果D，輸出允許信號，輸出允許信號OE為高電平時，為高電平時，D由由DO7DO0上輸出；上輸出；OE為低電平輸入時，數(shù)據(jù)輸出線為低電平輸入時，數(shù)據(jù)輸出線DO7DO0為高阻態(tài)。為高阻態(tài)。圖圖2.19 ADC0809的轉(zhuǎn)換時序圖的轉(zhuǎn)換時序圖2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器

22、及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、 12位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD574A AD574A是一種高性能的是一種高性能的12位逐次逼近式位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器， AD574AAD574A芯片介紹芯片介紹vAD574AAD574A是一種高性能的是一種高性能的1212位逐位逼近式位逐位逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器v分辨率為分辨率為1/21/212 12 = 0.024%= 0.024%或為或為1212位位v轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為25s,25s,適合于在高精度快速采樣系統(tǒng)中適合于在高精度快速采樣系統(tǒng)中使用使用v內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體與ADC0809ADC0809類似，由類似，由1212位位

23、A/DA/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、控制邏輯、三態(tài)輸出鎖存緩沖器與控制邏輯、三態(tài)輸出鎖存緩沖器與10V10V基準(zhǔn)電壓源構(gòu)基準(zhǔn)電壓源構(gòu)成，可以直接與主機數(shù)據(jù)總線連接，但只能成，可以直接與主機數(shù)據(jù)總線連接，但只能輸入一輸入一路模擬量路模擬量vAD574AAD574A也采用也采用2828腳雙立直插式封裝腳雙立直插式封裝 圖圖2.20 AD574A的原理結(jié)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)各引腳功能如下：各引腳功能如下：V Vcccc：工作電源正端，：工作電源正端，+12 VDC+12 VDC或或+15 VDC+15 VDC。V VEEEE：工作電源負端，：工作電源負端， 12 VDC12 VDC或或 15 VDC15 VDC。V

24、 VLogicLogic：邏輯電源端，：邏輯電源端，+5 VDC+5 VDC。DGNDDGND，AGNDAGND：數(shù)字地，模擬地。：數(shù)字地，模擬地。REF OUTREF OUT：基準(zhǔn)電壓源輸出端，芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓源輸出端，芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源為源為+10.00 V+10.00 V 1 1。REF INREF IN：基準(zhǔn)電壓源輸入端，如果：基準(zhǔn)電壓源輸入端，如果REF OUTREF OUT通過電通過電阻接至阻接至REF INREF IN，則可用來調(diào)量程。，則可用來調(diào)量程。2、 12位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD574A ：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平表示正在轉(zhuǎn)換，：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平表示正在轉(zhuǎn)換，

25、低電平表示已轉(zhuǎn)換完畢。低電平表示已轉(zhuǎn)換完畢。 DB0-DB11DB0-DB11：1212位輸出數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出鎖位輸出數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)線直接相連。存，可與主機數(shù)據(jù)線直接相連。 CECE：片能用信號，輸入，高電平有效。：片能用信號，輸入，高電平有效。 ：片選信號，輸入，低電平有效。：片選信號，輸入，低電平有效。 R/ R/ ：讀：讀/ /轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平為讀轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平為讀A/DA/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，低電平為起動轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，低電平為起動A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。STSCS2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)C12/ 12/ ：數(shù)據(jù)輸出方式選擇信號，輸入，高

26、：數(shù)據(jù)輸出方式選擇信號，輸入，高電平時輸出電平時輸出1212位數(shù)據(jù)，低電平時與位數(shù)據(jù)，低電平時與A0A0信號配信號配合輸出高合輸出高8 8位或低位或低4 4位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。A0A0：字節(jié)信號，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)，：字節(jié)信號，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)，A0A0為低電平可為低電平可使使AD574AAD574A產(chǎn)生產(chǎn)生1212位轉(zhuǎn)換，位轉(zhuǎn)換，A0A0為高電平可使為高電平可使AD574AAD574A產(chǎn)生產(chǎn)生8 8位轉(zhuǎn)換。在讀數(shù)狀態(tài)，如果位轉(zhuǎn)換。在讀數(shù)狀態(tài)，如果12/ 12/ 為低電平，為低電平，A0A0為低電平時，則輸出高為低電平時，則輸出高8 8位數(shù)，位數(shù)，而而A0A0為高電平時，則輸出低為高電平時，則輸出低4 4位數(shù)；

27、如果位數(shù)；如果12/ 12/ 為高電平，則為高電平，則A0A0的狀態(tài)不起作用。的狀態(tài)不起作用。882.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)88CECE、 、R/ R/ 、12/ 12/ 、 A0A0各控制信號的組合作用各控制信號的組合作用. .注：注： 表示表示1 1或或0 0都可以。都可以。CSC8 10VIN:10VIN:模擬信號輸入，量程范圍為模擬信號輸入，量程范圍為10V10V 20VIN 20VIN：模擬信號輸入，量程范圍為：模擬信號輸入，量程范圍為20V20V BIP OFFBIP OFF：雙權(quán)性偏置端：雙權(quán)性偏置端 表表 模擬輸入信號的幾種接法模擬輸入信號的幾種接法2

28、.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù) 圖圖2.21是是AD574A的單、雙極性應(yīng)用時的線路連接方法，的單、雙極性應(yīng)用時的線路連接方法， 以及零點和滿度調(diào)整方法以及零點和滿度調(diào)整方法 （a）單極性 （b）雙極性圖圖2.21 AD574A的輸入信號連接方法的輸入信號連接方法2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)啟動與讀操作時序如圖啟動與讀操作時序如圖2.22：STS為為AD574A的狀態(tài)的狀態(tài)輸出信號。輸出信號。啟動后，啟動后，STS為高電平表示正在轉(zhuǎn)換；為高電平表示正在轉(zhuǎn)換；25us后轉(zhuǎn)換結(jié)束，后轉(zhuǎn)換結(jié)束，STS為低

29、電平。為低電平。CPU可用查詢方式或中斷方式可用查詢方式或中斷方式了解轉(zhuǎn)換過程是否結(jié)束。了解轉(zhuǎn)換過程是否結(jié)束。圖圖2.22 AD574A的工作時序的工作時序2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3.2、A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)1、ADC0809與與PC總線工業(yè)控制機接口總線工業(yè)控制機接口8255A的的A組和組和B組都工作于方式組都工作于方式0，端口端口A為輸入口，為輸入口，端口端口C上半部分為輸入下半部分為輸出口上半部分為輸入下半部分為輸出口. ADC0809的的ALE與與START引腳相連接，引腳相連接，將將PC0PC2輸出的輸出的3位地址鎖存入位地址鎖存入ADC

30、0809的地址鎖存器并啟動的地址鎖存器并啟動A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。ADC0809的的EOC輸出信號端同輸出信號端同OE輸入輸入控制端相連接，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，開放數(shù)控制端相連接，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，開放數(shù)據(jù)緩沖器據(jù)緩沖器EOC信號還連接到信號還連接到PC7，CPU通過查詢通過查詢PC7的狀態(tài)而控制數(shù)據(jù)的輸入過程的狀態(tài)而控制數(shù)據(jù)的輸入過程圖圖2.23 ADC0809與與PC機接口機接口假設(shè)假設(shè)8255A已經(jīng)初始化，地址為已經(jīng)初始化，地址為2C0H2C3H。ADC0809 PROC NEAR ；程序開始；程序開始 MOVCX,8 ；計數(shù)器置初值為；計數(shù)器置初值為8（8路輸入信號）路輸入信號） CLD ；方向標(biāo)志

31、位；方向標(biāo)志位DF置置0，數(shù)據(jù)按增地址存儲，數(shù)據(jù)按增地址存儲 MOV BL,00H ；模擬通道地址存；模擬通道地址存BL LEADI, DATABUF ；將；將DI指針指向指針指向DATABUF開始的地址開始的地址NEXTA: MOVDX, 02C2H ；C口地址口地址 MOVAL,BL OUTDX,AL ；從；從IN0開始轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換 INCDX ；控制器口地址；控制器口地址 MOVAL,00000111B ；輸出啟；輸出啟 動信號，動信號，PC3=1，即，即START=1， 上升沿，并鎖存地址上升沿，并鎖存地址 OUTDX,AL ；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 NOP NOP MOV AL,

32、00000110B ；置；置START下降沿下降沿, 形成形成ALE, START 脈沖脈沖 OUT DX,ALDECDX ；DX=02C2H，C口地址口地址NOSC: IN AL, DX ; 檢測轉(zhuǎn)換結(jié)束信號檢測轉(zhuǎn)換結(jié)束信號TEST AL,80HJNZ NOSC ； EOC=1 則等待，檢測則等待，檢測EOC下降沿下降沿NOEOC:INAL,DXTESTAL,80HJZNOEOC ； EOC=0,則等待，則等待，檢測測EOC上升沿，轉(zhuǎn)換結(jié)束上升沿，轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVDX,02C0H ； A口地址口地址 INAL,DX ；讀取數(shù)據(jù)；讀取數(shù)據(jù)STOSDATABUF ；把；把AL中的數(shù)據(jù)存到中的數(shù)據(jù)存

33、到DI所指內(nèi)存單元，所指內(nèi)存單元， 并自動修改地址指針，使（并自動修改地址指針，使（DI） （DI）+1INCBL ；修改模擬通道地址；修改模擬通道地址LOOP NEXTA ； CX-1，并判斷，并判斷CX=0？RETADC0809ENDP2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、AD574與與PC總線工業(yè)控制接口總線工業(yè)控制接口 AD574A的的12/8控制引腳控制引腳和和V logic相連接相連接,A0接地接地,使工作于使工作于12位轉(zhuǎn)換和位轉(zhuǎn)換和讀出方式讀出方式. 8255A的的A組和組和B組都工作于方式組都工作于方式0,端口端口A,B和端口和端口C上半部上半部分規(guī)定為輸入

34、分規(guī)定為輸入,端口端口C的下半部分規(guī)定為輸出的下半部分規(guī)定為輸出 圖圖2.24 AD574A與與PC總線工業(yè)控制機接口總線工業(yè)控制機接口2.3 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù) AD574A數(shù)據(jù)的程序段（假設(shè)已完成對數(shù)據(jù)的程序段（假設(shè)已完成對8255A的初始化編程，的初始化編程，8255A地址地址為為2C0H2C3H） MOVDX,02C2H MOV AL,00HOUTDX,AL ；使；使-CS，R/-C=0NOPNOPMOV AL,04H ；使；使CE=1,啟動轉(zhuǎn)換啟動轉(zhuǎn)換OUTDX,ALNOPNOPMOV AL,03H ；使；使CE=0，-CS=1，R/-C=1OUTDX,AL

35、POLLING:IN AL,DX ；查詢；查詢STS狀態(tài)狀態(tài) TEST AL,80H JNZ POLLING ；STS=1,則等待（表正在轉(zhuǎn)換則等待（表正在轉(zhuǎn)換） MOV AL,01H ；使；使-CS=0，R/-C=1 OUT DX,AL NOP MOV AL,05H ；使；使CE=1，允許讀出，允許讀出 OUT DX,AL MOV DX,02C0H ；A口地址口地址 IN AL,DX ；讀；讀DB11-DB8到到AL中中 AND AL,0FH ；去掉；去掉AL中高中高4位的干擾位的干擾 MOV BH,AL ；轉(zhuǎn)存入；轉(zhuǎn)存入BX的高的高8位位 INC DX ；B口地址口地址 IN AL,DX

36、；讀；讀DB7DB0 MOV BL,AL ；轉(zhuǎn)存入；轉(zhuǎn)存入BX的低的低8位位 INC DX MOV AL,03H ；使；使CE=0，-CS=1 OUT DX,AL ；結(jié)束讀出操作；結(jié)束讀出操作 利用利用12位位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD574A，采用保持器，采用保持器LF398，多路開關(guān)，多路開關(guān)CD4051,8255A并行接口，我們能設(shè)計出并行接口，我們能設(shè)計出PC總線工業(yè)控制機的模擬量輸入通總線工業(yè)控制機的模擬量輸入通道電路模板。道電路模板。該模板主要技術(shù)指標(biāo)：該模板主要技術(shù)指標(biāo)：8通道模擬量輸入通道模擬量輸入 12位分辨率位分辨率輸入量程為單極性輸入量程為單極性010V A/D轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換

37、時間為25us應(yīng)答方式為查詢應(yīng)答方式為查詢 圖圖2.25給出了模擬量輸入通道的詳細原理電路圖給出了模擬量輸入通道的詳細原理電路圖2.4 模擬量輸入通道設(shè)計模擬量輸入通道設(shè)計該模板采集一個數(shù)據(jù)的過程如下：該模板采集一個數(shù)據(jù)的過程如下：（1）通道選擇）通道選擇 將模擬量輸入的通道號寫入將模擬量輸入的通道號寫入8255A的端口的端口C低低4位位（PC0PC3），使），使LF398的工作狀態(tài)受的工作狀態(tài)受AD574A的的STS控制控制, AD574A未轉(zhuǎn)換期間未轉(zhuǎn)換期間STS=0，LF398處于采樣狀態(tài)。處于采樣狀態(tài)。（2）啟動）啟動AD574A進行進行A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 通過通過8255A的端口的端口C

38、的的PC4PC6輸出控制信號啟輸出控制信號啟AD574A。 AD574A轉(zhuǎn)換期間，轉(zhuǎn)換期間，STS=1，LF398處于保持狀態(tài)。處于保持狀態(tài)。（3）查詢）查詢AD574A是否轉(zhuǎn)換結(jié)束是否轉(zhuǎn)換結(jié)束 讀讀8255A的端口的端口A，了解，了解STS是否已由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｊ欠褚延筛唠娖阶優(yōu)榈碗娖?。?）讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果）讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 若查詢到若查詢到STS由由1變?yōu)樽優(yōu)?，則讀，則讀8255A的端口的端口A和端和端口口B， 便可得到轉(zhuǎn)換結(jié)果便可得到轉(zhuǎn)換結(jié)果.2.4 模擬量輸入通道模擬量輸入通道2.4 模擬量輸入通道模擬量輸入通道設(shè)設(shè)8255A的地址為的地址為2C0H2C3H，8255A已經(jīng)初始化，采樣

39、值已經(jīng)初始化，采樣值存入數(shù)據(jù)段中的采樣值緩沖存入數(shù)據(jù)段中的采樣值緩沖區(qū)區(qū)BUF。 其其8通道數(shù)據(jù)采集的程序流程通道數(shù)據(jù)采集的程序流程 圖如圖圖如圖2.26所示。所示。8通道數(shù)據(jù)采集程序：通道數(shù)據(jù)采集程序：AD574A PROC NEAR CLD LEA DI，BUF MOV BL，00000000B ；CE=0，-CS=0，R/-C=0 MOV CX，8 ；8通道計數(shù)器通道計數(shù)器ADC: MOV DX，2C2H MOV AL，BL OUT DX，AL ；多路開關(guān)有效，且為；多路開關(guān)有效，且為0通道通道 NOP NOP OR AL，01000000B ；CE=1，啟動，啟動A/D OUT DX，

40、AL AND AL，10111111B ；CE=0 OUT DX，AL MOV DX，2C0H ；8255A斷口斷口A地址地址PULLING： IN AL，DX ；測試；測試STS TEST AL，80H JNZ POLLING MOV AL，BL OR AL，00010000B ；R/-C=1 MOV DX，2C2H OUT DX，AL OR AL，01000000B ；CE=1 OUT DX，AL MOV DX，2C0H ；讀高；讀高4位位 IN AL，CX AND AL，0FH MOV AH，AL INC DX ；讀低；讀低8位位 IN AL，DX STOSW ；存入內(nèi)存；存入內(nèi)存 IN

41、C BL LOOP ADC MOV AL，00111000B ；CE=0；-CS=R/-C=1 MOV DX，2C2H OUT DX，AL RETAD574A ENDP2.5 模擬量輸出通道模擬量輸出通道一、模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)型式一、模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)型式1、一個通路設(shè)置一個數(shù)、一個通路設(shè)置一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式模轉(zhuǎn)換器的形式 這種結(jié)構(gòu)下，微處理器和通路之間通過獨立的接口緩沖器傳送信息。這種結(jié)構(gòu)下，微處理器和通路之間通過獨立的接口緩沖器傳送信息。優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠缺點：使用較多的缺點：使用較多的D/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。圖圖2.27 一個通路一個一個通路一個D

42、/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)2、多個通路共用一個數(shù)、多個通路共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式模轉(zhuǎn)換器的形式見圖見圖2.28。由于共用一個。由于共用一個D/A轉(zhuǎn)換器，所以必須在微型轉(zhuǎn)換器，所以必須在微型機控制下分時工作。機控制下分時工作。2.5 模擬量輸出通道模擬量輸出通道圖圖2.28 共用共用D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)v一、D/A轉(zhuǎn)換原理 圖圖2.29 T型電阻網(wǎng)絡(luò)型型電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器+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RR2R2R2R2R2RFERVbfR1SB2SB3SB0SB1DR-2R電阻網(wǎng)絡(luò)

43、 圖圖 3-2 D/A 轉(zhuǎn)換器原理框圖R2D3D0D運運算算放放大大器器3I1I0I2I10101010IOUTIRfb 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：RVII4REF232222=RVII4REF121222=RVII4REF010222=RVRVI4REF3REF3222= 由于開關(guān)由于開關(guān) BSBS3 3 BS BS0 0 的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進制數(shù) D3D3、D2D2、D1D1、D0 D0 控制的

44、，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：00112233OUTIDIDIDIDI=RVDDDDI4REF00112233OUT2)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= 對于對于 n n 位位 D/A D/A 轉(zhuǎn)換器，它的輸出電壓轉(zhuǎn)換器，它的輸出電壓V VOUTOUT與輸入二進制數(shù)與輸入二進制數(shù)B( DB( Dn-1n-1 D D0 0) ) 的關(guān)系式可寫成：的關(guān)

45、系式可寫成：nnnnnVDDDDV2)2222(REF00112211OUT =nVB2REF=v 結(jié)論：由上述推導(dǎo)可見，輸出電壓除了與輸入的二進制數(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制數(shù)有關(guān)，還與運算放大器的反饋電阻還與運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)。2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)v 常見的常見的D/A轉(zhuǎn)換器的類型包括：轉(zhuǎn)換器的類型包括：v 電流輸出型：輸出為電流形式，通常要轉(zhuǎn)化電流輸出型：輸出為電流形式，通常要轉(zhuǎn)化為電壓?？赏饨踊騼?nèi)設(shè)放大器從而輸出電壓為電壓?？赏饨踊騼?nèi)設(shè)放大器從而輸出電壓 ，速

46、度因外接外大器有滯后速度因外接外大器有滯后v 電壓輸出型：轉(zhuǎn)換速度快，僅用于高陰抗負電壓輸出型：轉(zhuǎn)換速度快，僅用于高陰抗負載載v乘算型：在基準(zhǔn)電壓輸入上加交變信號，能輸乘算型：在基準(zhǔn)電壓輸入上加交變信號，能輸出數(shù)字輸入和基準(zhǔn)輸入電壓相乘的結(jié)果，完成出數(shù)字輸入和基準(zhǔn)輸入電壓相乘的結(jié)果，完成乘法運算。乘法運算。2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù) 二、二、D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo) 分辨率：是指分辨率：是指 D/A 轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量，即當(dāng)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)碼變化時所對應(yīng)輸出模擬量的變化量，它輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時所對應(yīng)

47、輸出模擬量的變化量，它取決于能轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越取決于能轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高高 。其分辨率與二進制位數(shù)。其分辨率與二進制位數(shù)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 通常用通常用D/A轉(zhuǎn)換器輸出二進制數(shù)的位數(shù)來表示，如轉(zhuǎn)換器輸出二進制數(shù)的位數(shù)來表示，如8位、位、10位、位、12位。表示位。表示D/A轉(zhuǎn)換器輸入二進制的最低有效位轉(zhuǎn)換器輸入二進制的最低有效位LSB與滿與滿量程輸出量程輸出1/2n相對應(yīng)。相對應(yīng)。 建立時間建立時間（穩(wěn)定時間）：是

48、指輸入數(shù)字信號的變化為滿量程（穩(wěn)定時間）：是指輸入數(shù)字信號的變化為滿量程時，其輸出達到穩(wěn)定（一般穩(wěn)定到與終值相差時，其輸出達到穩(wěn)定（一般穩(wěn)定到與終值相差1/2LSB的模的模擬量范圍）所需時間，也稱穩(wěn)定時間，一般為幾個擬量范圍）所需時間，也稱穩(wěn)定時間，一般為幾個us線性誤差線性誤差：實際輸出電流或電壓偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大誤差：實際輸出電流或電壓偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大誤差輸出電平類型輸出電平類型：一是電壓輸出，一般為：一是電壓輸出，一般為510V,一是電流輸出，一是電流輸出，其值為其值為20mA3A2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)三、三、D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器1、8位位D/A轉(zhuǎn)換器

49、轉(zhuǎn)換器DAC0832主要性能指標(biāo)：主要性能指標(biāo)： 分辨率為分辨率為8位位 單一電源供電（單一電源供電（515V) 基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF工作范圍為工作范圍為-10V+10V 電流穩(wěn)定時間為電流穩(wěn)定時間為1us 邏輯輸入電平與邏輯輸入電平與TTL電平兼容電平兼容 20腳雙列直插式封裝腳雙列直插式封裝 同系列芯片還有同系列芯片還有 DAC0830、DAC08312、組成原理、組成原理 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.30所示所示圖圖2.30 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(MSB)7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0ID(LSB)ILECS1RW2RWXFER當(dāng)當(dāng)LE=1時時, ,輸

50、輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)隨隨輸輸入入變變化化。LE2FERV1TUOI2TUOIRfbAGNDDGNDCCVDQDQDQDQ 8位位 輸輸入入寄寄存存器器 8位 DAC寄存器 8位 DAC轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器圖 3-3 DAC0832原理框圖及引腳當(dāng)當(dāng)LE=0時時, ,輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)被被鎖鎖存存。LE1v 它主要由它主要由8位輸入寄存器、位輸入寄存器、8位位DAC寄存器、寄存器、8位位D/A轉(zhuǎn)換器、相應(yīng)的選通控制邏輯四部分轉(zhuǎn)換器、相應(yīng)的選通控制邏輯四部分組成。組成。v 其中其中8位的位的D/A轉(zhuǎn)換器采用轉(zhuǎn)換器采用R-2R T型電阻網(wǎng)型電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。輸出是與輸入數(shù)字與比例的電流信絡(luò)實現(xiàn)。輸出是與輸入數(shù)字與比例的

51、電流信號，需外接運放才能得到模擬電壓輸出。號，需外接運放才能得到模擬電壓輸出。Rfb為外部運放的反饋電阻。為外部運放的反饋電阻。v內(nèi)部有兩個鎖存器（寄存器）：輸入鎖存器內(nèi)部有兩個鎖存器（寄存器）：輸入鎖存器和和DAC鎖存器，分別由鎖存器，分別由LE1、LE2控制?？刂?。2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)DAC0832管腳功能管腳功能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，輸入線，低電平有效。：片選信號，輸入線，低電平有效。WR

52、1WR1：寫信號：寫信號1 1，輸入線，低電平有效。，輸入線，低電平有效。ILEILE：輸入允許鎖存信號，輸入線，高電平有效：輸入允許鎖存信號，輸入線，高電平有效 當(dāng)當(dāng)ILEILE、和同時有效時，、和同時有效時，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，此時寄，此時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，原時，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。 2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)XF

53、ER(Transfer Control Signal):XFER(Transfer Control Signal):傳送控制信號，輸入傳送控制信號，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 1，一般作為運算放大器差動輸入，一般作為運算放大器差動輸入信號之一。信號之一。I IOUT2OUT2：DACDAC電流輸出端電流輸出端2 2，一般作為運算放大器另一個差，一般作為運算放大器另一個差動輸入信號。動輸入信號。 R Rfbfb：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運算放：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運算放大器的輸出端。大器的輸出端

54、。 V VREFREF：基準(zhǔn)電壓源端，輸入線，：基準(zhǔn)電壓源端，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。2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、12位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC1210圖圖2.31是是DAC1210的內(nèi)的內(nèi)部原理框圖，其原部原理框圖，其原理和控制信號功能理和控制信號功能基本上基本上同同DAC0832，兩點不同：兩點不同：一是它是一是它是12位的，有位的，有12條數(shù)據(jù)輸入線。條數(shù)據(jù)輸入線。二是可以用字節(jié)控制信二是可以用字節(jié)控制信號

55、號BYTE1/BYTE2控控制數(shù)據(jù)的輸入制數(shù)據(jù)的輸入圖圖2.31 DAC1210內(nèi)部原理圖內(nèi)部原理圖2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)二、二、D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)1、8位位D/A轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機接口總線工業(yè)控制機接口該電路由該電路由8位位D/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC0832、運算放大器、地址譯碼電路組成。、運算放大器、地址譯碼電路組成。若若DAC0832的口地址的口地址為為300H，則則8位二進制數(shù)位二進制數(shù)7FH轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序為：模擬電壓的接口程序為：MOV DX， 300HMOV AL， 7FHOUT DX， ALHLT圖圖2

56、.32 8位位D/A轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機接口總線工業(yè)控制機接口2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、12位位D/A轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與PC總線工總線工業(yè)控制機接口業(yè)控制機接口該電路采用該電路采用12位位D/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片DAC1210、輸出放大器、地址譯碼器等電輸出放大器、地址譯碼器等電路組成。路組成。端口地址譯碼器譯端口地址譯碼器譯出出Y0、Y1、Y2三個口地三個口地址，設(shè)為址，設(shè)為300H、301H、302H，這三個口地址用來控制這三個口地址用來控制DAC1210工作方式工作方式和進行和進行12位轉(zhuǎn)換位轉(zhuǎn)換圖圖2.33 12位位D/A轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與PC總線工

57、總線工業(yè)控制機接口業(yè)控制機接口2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)設(shè)設(shè)Y0,Y1,Y2的口地址為的口地址為300H、301H、302H，將，將12位二位二進制數(shù)進制數(shù)83FH轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序為：轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序為：MOVDX,300HMOVAL,83H;送高送高8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)OUTDX,ALMOVDX,301HMOVAL,0F0H ;送低送低4位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 問：為什么不是問：為什么不是0FH而是而是F0H呢？呢？OUTDX,ALMOVDX,302HOUTDX,AL ;12數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換HLT二、二、D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式轉(zhuǎn)換器的輸出方式 D/A轉(zhuǎn)換器的輸

58、出方式有電流輸出及電壓輸出方式。轉(zhuǎn)換器的輸出方式有電流輸出及電壓輸出方式。 單極性與雙極性電壓輸出電路單極性與雙極性電壓輸出電路 在實際應(yīng)用中，通常采用在實際應(yīng)用中，通常采用D/A轉(zhuǎn)換器外加運算放大器的方法，轉(zhuǎn)換器外加運算放大器的方法，把把D/A轉(zhuǎn)換器的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。圖轉(zhuǎn)換器的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。圖2.34給出給出D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的單極性與雙極性輸出電路的單極性與雙極性輸出電路如果參考電壓為如果參考電壓為+5v,則則Vout1為為:0- 5v, Vout2為為:5v.331221()RRoutREFoutRRVVV= 12nDoutREFVV= 12(1)nDREFV=圖圖2.

59、34 D/A轉(zhuǎn)換器的單極性與雙極性輸出轉(zhuǎn)換器的單極性與雙極性輸出2.6 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.7 V/I變換變換1、集成、集成V/I轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器ZF2B20ZF2B20是通過是通過V/I變換的方式產(chǎn)生變換的方式產(chǎn)生一個與輸入電壓成比例的輸出電流一個與輸入電壓成比例的輸出電流輸入電壓范圍輸入電壓范圍:010v輸出電流范圍輸出電流范圍:420mA利用利用ZF2B20實現(xiàn)實現(xiàn)V/I轉(zhuǎn)換極為方便，轉(zhuǎn)換極為方便，圖圖2.36（a）所示電路是一種帶初）所示電路是一種帶初值校準(zhǔn)的值校準(zhǔn)的010V到到420mA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路；電路；圖圖2.36（b）是一種帶滿刻度校準(zhǔn)）是一種帶滿刻度校準(zhǔn)

60、的的010V到到020mA轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路圖圖2.35 ZF2B20引腳圖引腳圖圖圖2.36 V/I轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路2、集成、集成V/I轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器AD694AD694是一種是一種420mA轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。AD694的主要特點是：的主要特點是： 輸出范圍輸出范圍 420mA，020mA 輸入范圍輸入范圍 02V或或020V 電源范圍電源范圍 +4.536V 可與電流輸出型可與電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器直接轉(zhuǎn)換器直接配合使用，實現(xiàn)程控電流輸出配合使用，實現(xiàn)程控電流輸出 具有開路或超限報警功能具有開路或超限報警功能圖圖2.37為為AD694的引腳圖。的引腳圖。對于不同的電源電壓、輸入輸出范對于不同的電