智能儀器復(fù)習(xí)

1、智能儀器的組成智能儀器的組成智能智能儀器儀器硬件硬件軟件軟件 人機(jī)接口電路人機(jī)接口電路微處理器微處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入通道輸入通道通信接口電路等部分通信接口電路等部分核心作用核心作用程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序 和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù) 傳感器傳感器信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 完成信號(hào)的濾完成信號(hào)的濾波、放大、模波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等數(shù)轉(zhuǎn)換等 輸出通道輸出通道D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路放大驅(qū)動(dòng)電路放大驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行部件執(zhí)行部件 將處理器處理后將處理器處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)為模擬信號(hào)鍵盤鍵盤 顯示器顯示器 實(shí)現(xiàn)儀器與計(jì)算機(jī)或?qū)崿F(xiàn)儀器與計(jì)算機(jī)或

2、其它儀器的聯(lián)系其它儀器的聯(lián)系 微機(jī)內(nèi)嵌式基本結(jié)構(gòu)微機(jī)內(nèi)嵌式基本結(jié)構(gòu) :A1 S/H S/Hcpu S/H A/D A/D I/O I/O I/O A/DA2An多通道并行結(jié)構(gòu)多通道并行結(jié)構(gòu)( 1 ) 多通道并行結(jié)構(gòu)多通道并行結(jié)構(gòu)多通道結(jié)構(gòu)多通道結(jié)構(gòu) 分類分類并行結(jié)構(gòu)和共享結(jié)構(gòu)并行結(jié)構(gòu)和共享結(jié)構(gòu) A1（a） 共享共享S/H和和A/D的的多通道結(jié)構(gòu)多通道結(jié)構(gòu)A/DS/H模 擬 多 路 開 關(guān)I/O接口A2An( 2 ) 多通道共享結(jié)構(gòu)多通道共享結(jié)構(gòu)cpu共享共享S/H和和A/D共享共享A/D A1A/DS/H模 擬 多 路 開 關(guān)I/O接口A2cpuS/HAnS/H（b） 共享共享A/D的多通道結(jié)

3、構(gòu)的多通道結(jié)構(gòu) 隔離放大器隔離放大器 隔離放大器隔離放大器(Isolation Amplifier)輸出端和輸輸出端和輸入端各自具有不同的電位參考點(diǎn)、即輸入端和輸出入端各自具有不同的電位參考點(diǎn)、即輸入端和輸出端沒有直接的電耦合，而是通過光、變壓器或電容端沒有直接的電耦合，而是通過光、變壓器或電容等耦合元件耦合。輸入端和輸出端的絕緣電壓一般等耦合元件耦合。輸入端和輸出端的絕緣電壓一般達(dá)達(dá)1000V以上，絕緣電阻達(dá)數(shù)十以上，絕緣電阻達(dá)數(shù)十。因此輸入端。因此輸入端的干擾不會(huì)直接到達(dá)輸出端，多路通道使用隔離放的干擾不會(huì)直接到達(dá)輸出端，多路通道使用隔離放大器時(shí)相互之間不會(huì)影響。當(dāng)儀器工作環(huán)境噪聲較大器時(shí)

4、相互之間不會(huì)影響。當(dāng)儀器工作環(huán)境噪聲較大而信號(hào)較小時(shí)，采用隔離放大器可保護(hù)電子儀器大而信號(hào)較小時(shí)，采用隔離放大器可保護(hù)電子儀器設(shè)備和人身安全，提高共模抑制比，獲得較精確的設(shè)備和人身安全，提高共模抑制比，獲得較精確的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果。隔離放大器的符號(hào)如圖所示隔離放大器的符號(hào)如圖所示 圖圖 隔離放大器的符號(hào)隔離放大器的符號(hào)按耦合器件的不同，可分為光電耦合、變壓器耦按耦合器件的不同，可分為光電耦合、變壓器耦合和電容耦合三種。合和電容耦合三種。 1、光電耦合隔離放大器、光電耦合隔離放大器 光電耦合隔離放大器以光為耦合媒介，輸入與光電耦合隔離放大器以光為耦合媒介，輸入與輸出在電氣上完全隔離，通過光信號(hào)

5、的傳遞實(shí)現(xiàn)電輸出在電氣上完全隔離，通過光信號(hào)的傳遞實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞。信號(hào)的傳遞。 圖為光電隔離放大器基本原理，輸入級(jí)激勵(lì)發(fā)光管圖為光電隔離放大器基本原理，輸入級(jí)激勵(lì)發(fā)光管，由光電管將光信號(hào)耦合到輸出級(jí)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳，由光電管將光信號(hào)耦合到輸出級(jí)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，保證了輸入和輸出間的電氣隔離。其輸入、輸輸，保證了輸入和輸出間的電氣隔離。其輸入、輸出級(jí)之間不能有電的連接，即前、后級(jí)不能共用電出級(jí)之間不能有電的連接，即前、后級(jí)不能共用電源和地線。源和地線。圖圖 光電隔離放大器基光電隔離放大器基本原理本原理2、變壓器耦合隔離放大器、變壓器耦合隔離放大器 變壓器耦合隔離放大器的輸入部分和輸出部分采變壓器

6、耦合隔離放大器的輸入部分和輸出部分采用變壓器耦合，信息傳送通過磁路實(shí)現(xiàn)。典型的隔離用變壓器耦合，信息傳送通過磁路實(shí)現(xiàn)。典型的隔離放大器原理如圖所示放大器原理如圖所示 圖圖 隔離放大器原理圖隔離放大器原理圖 輸入級(jí)將傳感器送來的信號(hào)濾波和放大，并調(diào)制成輸入級(jí)將傳感器送來的信號(hào)濾波和放大，并調(diào)制成交交 流信號(hào)，通過隔離變壓器耦合到輸出級(jí)；輸出級(jí)流信號(hào)，通過隔離變壓器耦合到輸出級(jí)；輸出級(jí)把把 交流信號(hào)解調(diào)成直流信號(hào)，再經(jīng)濾波和放大，輸出交流信號(hào)解調(diào)成直流信號(hào)，再經(jīng)濾波和放大，輸出直流電壓。放大器的兩個(gè)輸入端浮空，能夠有效地直流電壓。放大器的兩個(gè)輸入端浮空，能夠有效地 起起測(cè)量放大器的作用。測(cè)量放大器

7、的作用。 3、電容耦合隔離放大器、電容耦合隔離放大器采樣保持器原理采樣保持器原理采樣是對(duì)模擬信號(hào)周期性的抽取樣值，使模擬采樣是對(duì)模擬信號(hào)周期性的抽取樣值，使模擬信號(hào)變成時(shí)間上離散的脈沖串，采樣值的大小信號(hào)變成時(shí)間上離散的脈沖串，采樣值的大小取決于采樣時(shí)間內(nèi)輸入模擬信號(hào)的大小。取決于采樣時(shí)間內(nèi)輸入模擬信號(hào)的大小。采樣定義：采樣定義：常見的采樣常見的采樣- -保持電路保持電路A A為理想運(yùn)算放大器為理想運(yùn)算放大器，CHCH為保持電容，為保持電容，T T為場(chǎng)效應(yīng)管為場(chǎng)效應(yīng)管當(dāng)當(dāng)S S為高電平（為高電平（S=1S=1）時(shí)：）時(shí)： 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管T T導(dǎo)通，輸入模擬信號(hào)導(dǎo)通，輸入模擬信號(hào)ViVi對(duì)保持

8、電容對(duì)保持電容C CH H充電，充電， 當(dāng)當(dāng)S=1S=1的持續(xù)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間t tw w遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容C CHH的充電時(shí)間常數(shù)的充電時(shí)間常數(shù) 時(shí)，在時(shí)，在t tw w時(shí)間內(nèi)，時(shí)間內(nèi)， C CHH上的電壓上的電壓VcVc跟隨輸入電壓跟隨輸入電壓ViVi的變的變 化，使輸出電壓化，使輸出電壓Vo=Vc=ViVo=Vc=Vi，這段時(shí)間為采樣時(shí)間。，這段時(shí)間為采樣時(shí)間。當(dāng)當(dāng)S S為低電平（為低電平（S=0S=0）時(shí)：）時(shí)： 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管T T截止，由于電壓跟隨器的輸入阻抗很高，存截止，由于電壓跟隨器的輸入阻抗很高，存 儲(chǔ)在上儲(chǔ)在上C CHH的電荷不會(huì)泄露，的電荷不會(huì)泄露，C CHH上的電

9、壓上的電壓VcVc保持不變，保持不變， 使輸出電壓使輸出電壓VoVo能保持采樣結(jié)束瞬時(shí)的電壓值，這段時(shí)能保持采樣結(jié)束瞬時(shí)的電壓值，這段時(shí) 間為保持時(shí)間。間為保持時(shí)間。采樣采樣- -保持電路工作過程保持電路工作過程采樣和保持電路輸出隨輸入變化波形采樣和保持電路輸出隨輸入變化波形采樣脈沖的頻率即采樣頻率采樣脈沖的頻率即采樣頻率fs fs 越高，采樣越密，采越高，采樣越密，采樣值越多，采樣信號(hào)的包絡(luò)線越接近輸入信號(hào)的波形樣值越多，采樣信號(hào)的包絡(luò)線越接近輸入信號(hào)的波形1 1 并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器組成轉(zhuǎn)換器組成 分壓電阻鏈分壓電阻鏈電壓比較器

10、優(yōu)先編碼器寄存器A/DA/D轉(zhuǎn)換器的種類轉(zhuǎn)換器的種類3 3位并聯(lián)比較型位并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器原理圖轉(zhuǎn)換器原理圖 REFREFV151)7RR/2R/2(V315REFV 由圖可見，分壓電阻鏈由一個(gè)由圖可見，分壓電阻鏈由一個(gè)R/2R/2和和7 7個(gè)個(gè)R R電阻組電阻組成，它們依次對(duì)參考電壓成，它們依次對(duì)參考電壓V VREFREF分壓。分壓。R/2R/2電阻分得電阻分得的電壓為的電壓為同理可得到其他各同理可得到其他各R R上分得的電壓為上分得的電壓為并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器工作原理轉(zhuǎn)換器工作原理將以上將以上7 7個(gè)電壓分別接到個(gè)電壓分別接到7 7個(gè)電壓比較器的反相輸入個(gè)電壓比

11、較器的反相輸入端，同時(shí)將模擬輸入電壓接到各電壓比較器的同相端，同時(shí)將模擬輸入電壓接到各電壓比較器的同相輸入端，使輸入電壓通過比較器分別與這輸入端，使輸入電壓通過比較器分別與這7 7個(gè)電壓同個(gè)電壓同時(shí)進(jìn)行比較。當(dāng)輸入電壓比相應(yīng)的參考電壓高時(shí)，時(shí)進(jìn)行比較。當(dāng)輸入電壓比相應(yīng)的參考電壓高時(shí)，相應(yīng)的比較器輸出高電平，否則輸出低電平。相應(yīng)的比較器輸出高電平，否則輸出低電平。REFiV151vREFiREFV153vV151若 所有電壓比較器的輸出都為低電平，寄存器中所有觸所有電壓比較器的輸出都為低電平，寄存器中所有觸發(fā)器輸出發(fā)器輸出0 0； C C1 1比較器輸出高電平，其余電壓比較器的輸出都比較器輸出高

12、電平，其余電壓比較器的輸出都為低電平，寄存器中各觸發(fā)器輸出為低電平，寄存器中各觸發(fā)器輸出00000010000001若并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器工作原理轉(zhuǎn)換器工作原理各觸發(fā)器的輸出直接送入優(yōu)先編碼器的輸入端，根據(jù)優(yōu)各觸發(fā)器的輸出直接送入優(yōu)先編碼器的輸入端，根據(jù)優(yōu)先編碼器的功能，只有最高級(jí)別的比較器輸出的高電平先編碼器的功能，只有最高級(jí)別的比較器輸出的高電平被編碼。所以可得到編碼器的對(duì)應(yīng)輸出編碼被編碼。所以可得到編碼器的對(duì)應(yīng)輸出編碼d d2 2d d1 1d d0 0。此。此即為模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。即為模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型A/DA/D轉(zhuǎn)換器優(yōu)缺點(diǎn)轉(zhuǎn)換器優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn)

13、：隨著輸出位數(shù)的增加，缺點(diǎn)：隨著輸出位數(shù)的增加， 所需器件數(shù)增加很快所需器件數(shù)增加很快優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快。逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器組成轉(zhuǎn)換器組成 比較器分壓電阻鏈控制電路D/A轉(zhuǎn)換器逐次近似寄存器逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程1 1 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)轉(zhuǎn)換啟動(dòng) 轉(zhuǎn)換開始前逐次逼近寄存器輸出清零，轉(zhuǎn)換開始前逐次逼近寄存器輸出清零，4 4位位DACDAC輸出輸出V V0 0=0=0。轉(zhuǎn)換控制信號(hào)。轉(zhuǎn)換控制信號(hào)V VL L=1=1時(shí)開始轉(zhuǎn)換。時(shí)開始轉(zhuǎn)換。2 2 第一個(gè)時(shí)鐘第一個(gè)時(shí)鐘在在CLKCLK第一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下，控制逐次逼近寄存器最第

14、一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下，控制逐次逼近寄存器最高位輸出為高位輸出為1 1，其余位輸出，其余位輸出0 0，即逐次逼近寄存器輸出，即逐次逼近寄存器輸出100010003 進(jìn)入進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器進(jìn)入進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的模擬電壓電壓V0，送入比較器與模擬輸入信號(hào)，送入比較器與模擬輸入信號(hào)Vi進(jìn)行比較進(jìn)行比較若若V0Vi，說明數(shù)字量，說明數(shù)字量1000太大，高位的太大，高位的1應(yīng)去應(yīng)去 掉掉若若ViV0，說明數(shù)字量，說明數(shù)字量1000不夠大，高位的不夠大，高位的1應(yīng)應(yīng) 保留。保留。 在第二個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下，按同樣的方法將次高位在第二個(gè)時(shí)鐘脈沖

15、作用下，按同樣的方法將次高位置置1 1，使寄存器輸出，使寄存器輸出11001100（最高位的（最高位的1 1保留時(shí)）或保留時(shí)）或01000100（最高位的（最高位的1 1丟掉時(shí)），并送入比較器與輸入信丟掉時(shí)），并送入比較器與輸入信號(hào)號(hào)ViVi進(jìn)行比較，從而確定次高位的進(jìn)行比較，從而確定次高位的1 1是否應(yīng)該保留。是否應(yīng)該保留。按此方法逐次比較，直至最低位比較完后，轉(zhuǎn)換結(jié)束按此方法逐次比較，直至最低位比較完后，轉(zhuǎn)換結(jié)束逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于輸出數(shù)字位數(shù)轉(zhuǎn)

16、換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于輸出數(shù)字位數(shù)n n和時(shí)鐘頻率，位和時(shí)鐘頻率，位數(shù)越多，時(shí)鐘頻率越低，轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。在輸出相同位數(shù)的情數(shù)越多，時(shí)鐘頻率越低，轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。在輸出相同位數(shù)的情況下，該轉(zhuǎn)換方式的轉(zhuǎn)換速度是除并聯(lián)比較型外最快的一種，而且輸出況下，該轉(zhuǎn)換方式的轉(zhuǎn)換速度是除并聯(lián)比較型外最快的一種，而且輸出位數(shù)較多時(shí)電路規(guī)模較小，所以是目前集成位數(shù)較多時(shí)電路規(guī)模較小，所以是目前集成A/DA/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品中使用較為轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品中使用較為普遍的一種。普遍的一種。 轉(zhuǎn)換期間，輸入信號(hào)的值不可發(fā)生變化，否則將出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，因而逐轉(zhuǎn)換期間，輸入信號(hào)的值不可發(fā)生變化，否則將出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，因而逐次逼近型

17、次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器抗干擾能力較差，所以在轉(zhuǎn)換器抗干擾能力較差，所以在A/D轉(zhuǎn)換器前一般要加采樣轉(zhuǎn)換器前一般要加采樣/保持器鎖定電壓。保持器鎖定電壓。ViVi為被轉(zhuǎn)換電壓，為被轉(zhuǎn)換電壓，+VREF+VREF、-VREF-VREF為正、負(fù)為正、負(fù)參考電壓，參考電壓，STARTSTART為啟動(dòng)信號(hào)。為啟動(dòng)信號(hào)。3 3 雙積分式雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器初始階段初始階段START=0START=0，控制邏輯輸出的控制信號(hào)使計(jì)數(shù)器清，控制邏輯輸出的控制信號(hào)使計(jì)數(shù)器清0 0（計(jì)（計(jì)數(shù)器的溢出位同時(shí)被清零），同時(shí)控制邏輯控制模擬開數(shù)器的溢出位同時(shí)被清零），同時(shí)控制邏輯控制模擬開關(guān)關(guān)S S0 0閉合，

18、使電容閉合，使電容C C充分放電。充分放電。積分第一階段積分第一階段積分開始積分開始：令：令START=1，控制邏輯輸出控制信號(hào)（，控制邏輯輸出控制信號(hào)（S1、S2的狀態(tài)組合）控制模擬開關(guān)的狀態(tài)組合）控制模擬開關(guān)S 與與Vi接通，使積分接通，使積分器對(duì)器對(duì)Vi反向積分。反向積分。積分器開始反向積分（第一次積分）積分器開始反向積分（第一次積分）：若：若Vi0，有，有V00，S 與與Vi接通的同時(shí)控制邏輯控制計(jì)數(shù)器接通的同時(shí)控制邏輯控制計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)脈沖周期為開始計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)脈沖周期為T0），當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)，），當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)，其溢出位變?yōu)槠湟绯鑫蛔優(yōu)?，控制電路根據(jù)，控制電路根據(jù)Vc和溢出位

19、的狀態(tài)控制和溢出位的狀態(tài)控制模擬開關(guān)模擬開關(guān)S1與與-VREF接通，同時(shí)計(jì)數(shù)器又從接通，同時(shí)計(jì)數(shù)器又從0開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù)。雙積分式雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器基本原理轉(zhuǎn)換器基本原理積分器開始正向積分（第二次積分）：當(dāng)積分器開始正向積分（第二次積分）：當(dāng)V V0 0上升到略大上升到略大于于0 0時(shí)，時(shí)，VcVc變?yōu)榈碗娖剑摰碗娖绞箍刂七壿嬢敵隹刂谱優(yōu)榈碗娖?，該低電平使控制邏輯輸出控制信?hào)，控制計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。此刻計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。此刻計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為A/DA/D轉(zhuǎn)換值。因?yàn)榘l(fā)生了兩次積分過程，稱為雙積分式轉(zhuǎn)換值。因?yàn)榘l(fā)生了兩次積分過程，稱為雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)

20、換。積分第二階段積分第二階段第一次積分：設(shè) Vi在某一時(shí)間是常數(shù)，101011)(TRCvdttvRCtviiCnTT21 式中Tc計(jì)數(shù)脈沖周期第二次積分第二次積分2REF10tREF1020TRCV)t (vtdt)V(RC1)t (v)t (v21CDTT 2其中D為計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)值。0)( 20tv由于12TTVvREFinREFiVvD2101011)(TRCvdttvRCtvii2REF10tREF1020TRCV)t (vtdt)V(RC1)t (v)t (v21結(jié)結(jié) 論論可見可見D D只只V VERFERF與與 ViVi和有關(guān)系，與和有關(guān)系，與RCRC無關(guān)。當(dāng)無關(guān)。當(dāng)Vi=VVi

21、=VERFERF時(shí)，時(shí)，DD輸出輸出最大值，當(dāng)最大值，當(dāng)ViVi超超V VERFERF過時(shí)溢出。過時(shí)溢出。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換波形若輸入模擬信號(hào)若輸入模擬信號(hào)Vi0Vi00，Vc0Vc0，計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)控制邏輯控制模擬計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)控制邏輯控制模擬開關(guān)開關(guān)S S與與+V+VREFREF接通，其余過程與上述類同接通，其余過程與上述類同。雙積分雙積分A/DA/D在積分期間如果有干擾疊加到輸入信號(hào)中，由于干擾在積分期間如果有干擾疊加到輸入信號(hào)中，由于干擾一般是對(duì)稱的，積分器的輸出將取其平均值從而起到濾波的作用一般是對(duì)稱的，積分器的輸出將取其平均值從而起到濾波的作用，提高了抗干擾能力，實(shí)際應(yīng)用

22、較廣。但是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于，提高了抗干擾能力，實(shí)際應(yīng)用較廣。但是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速度較慢。積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速度較慢。雙積分式雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)A/DA/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器相連應(yīng)考慮的問題轉(zhuǎn)換器與微處理器相連應(yīng)考慮的問題 （A/D轉(zhuǎn)換器的控制方式轉(zhuǎn)換器的控制方式 首先由微處理器向首先由微處理器向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，然后讀入轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，然后讀入轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，若結(jié)束，讀取數(shù)據(jù)；否則，繼續(xù)查詢，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，若結(jié)束，讀取數(shù)據(jù)；否則，繼續(xù)查詢，直到

23、轉(zhuǎn)換結(jié)束。該方法簡(jiǎn)單、可靠，但查詢占用。該方法簡(jiǎn)單、可靠，但查詢占用CPU時(shí)間，效率較低。時(shí)間，效率較低。1、程序查詢方式、程序查詢方式2、延時(shí)等待方式、延時(shí)等待方式 微處理器向微處理器向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)之后，根據(jù)轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)之后，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間延時(shí)，一般延時(shí)時(shí)間稍大于延時(shí)，一般延時(shí)時(shí)間稍大于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間，延時(shí)結(jié)束，讀入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間，延時(shí)結(jié)束，讀入數(shù)據(jù)。該法簡(jiǎn)單、不占用查詢端口，但占用。該法簡(jiǎn)單、不占用查詢端口，但占用CPU時(shí)間，效率較低，適合微處時(shí)間，效率較低，適合微處理器處理任務(wù)少的情況。理器處理任務(wù)少的情況。3、中斷方式、中斷方

24、式微處理器啟動(dòng)微處理器啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后可去處理其他事情，轉(zhuǎn)換后可去處理其他事情，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束后主動(dòng)向后主動(dòng)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU響應(yīng)中斷后再讀取轉(zhuǎn)響應(yīng)中斷后再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。微處理器可以和換結(jié)果。微處理器可以和A/D轉(zhuǎn)換器并行工作，提高了效率轉(zhuǎn)換器并行工作，提高了效率ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)ALE為通道地址鎖存信號(hào)，其上升沿將地址信息送為通道地址鎖存信號(hào)，其上升沿將地址信息送 入地址鎖存器；入地址鎖存器； IN0IN7為為8路模擬量輸入通道，路模擬量輸入通道，地址碼地址碼C、B、A選擇其一進(jìn)入圖中虛線框內(nèi)的選擇其

25、一進(jìn)入圖中虛線框內(nèi)的A/D 轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，地址選擇信號(hào)和通道號(hào)的關(guān)轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，地址選擇信號(hào)和通道號(hào)的關(guān) 系如表所示。系如表所示。 START為啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效，上升沿將所為啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效，上升沿將所 有內(nèi)部寄存器清有內(nèi)部寄存器清0，下降沿啟動(dòng)，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，為轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，EOC=0時(shí)表示正在轉(zhuǎn)換，時(shí)表示正在轉(zhuǎn)換， EOC=1時(shí)表示一次轉(zhuǎn)換結(jié)束。時(shí)表示一次轉(zhuǎn)換結(jié)束。 OE為輸出允許信號(hào)，當(dāng)為輸出允許信號(hào)，當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，選通輸入高電平時(shí)，選通 三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果可從轉(zhuǎn)換結(jié)果可從8位輸位輸 出數(shù)字量出

26、數(shù)字量D7D0讀出。讀出。 CLOCK為外部時(shí)鐘輸入信號(hào)，時(shí)鐘頻率決定了為外部時(shí)鐘輸入信號(hào)，時(shí)鐘頻率決定了 轉(zhuǎn)換速率，當(dāng)時(shí)鐘頻率取轉(zhuǎn)換速率，當(dāng)時(shí)鐘頻率取640kHz時(shí)，轉(zhuǎn)換一次時(shí)，轉(zhuǎn)換一次 約需約需100SADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)序如下圖所示，轉(zhuǎn)換時(shí)序如下圖所示，ADC0809啟動(dòng)后，啟動(dòng)后，約在約在100S后后EOC變?yōu)楦唠娖?，完成變?yōu)楦唠娖?，完成A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 上圖為上圖為ADC0809與微處理器的一種典型接口電路與微處理器的一種典型接口電路。設(shè)讀寫地址由微處理器（。設(shè)讀寫地址由微處理器（8031）的）的P2口產(chǎn)生，譯碼口產(chǎn)生，譯碼地址為地址為2000H，輸入通道選擇，輸入通道選擇IN0，轉(zhuǎn)換

27、結(jié)果存放在，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在單片機(jī)內(nèi)部單片機(jī)內(nèi)部RAM的的20H地址單元中。地址單元中。A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果的轉(zhuǎn)換結(jié)果可采用查詢方式、延時(shí)等待方式或中斷方式讀取?？刹捎貌樵兎绞?、延時(shí)等待方式或中斷方式讀取。MOV DPTR，#02000H ；地址譯碼；地址譯碼MOV A，#00H ；選通通道；選通通道0 MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)IN0轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換CALL DELAY ；延時(shí)；延時(shí)WAIT： JB P3.3，WAIT ；等待；等待EOC變高，變高， 判斷是否轉(zhuǎn)換完畢判斷是否轉(zhuǎn)換完畢MOVX A，DPTR ；讀入數(shù)據(jù)；讀入數(shù)據(jù)MOV 20H，A ；結(jié)果存；結(jié)果存20H（1）查詢方式程序?yàn)椋海┎樵?/p>

28、方式程序?yàn)椋海?）延時(shí)等待方式程序：）延時(shí)等待方式程序：MOV DPTR，#02000HMOV A，#00H ；賦通道；賦通道0地址地址MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)IN0轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換MOV R2，#40HWAIT： DJNZ R2，WAIT ；延時(shí)約；延時(shí)約120uSMOVX A，DPTRMOV 20H，A ；結(jié)果存；結(jié)果存20H 主程序：主程序：MAIN： SETB IT1 ；設(shè)置中斷選；設(shè)置中斷選INT1為邊沿觸發(fā)為邊沿觸發(fā)SETB EX1 ；允許；允許INT1中斷中斷SETB EA ；打開中斷；打開中斷MOV DPTR, #02000H ；地址譯碼；地址譯碼MOV A，#00HMOV

29、X DPTR，A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)AD0809 ；執(zhí)行其他任務(wù)；執(zhí)行其他任務(wù)(c) 中斷中斷方式方式程序?yàn)椋撼绦驗(yàn)椋褐袛喾?wù)程序：中斷服務(wù)程序：INTR1：PUSH DPL ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSH DPHPUSH AMOV DPTR，#2000H ；讀入數(shù)據(jù)；讀入數(shù)據(jù)MOVX A，DPTR ；讀轉(zhuǎn)換結(jié)果；讀轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV 20H,A ；結(jié)果存；結(jié)果存20HMOV A，#00H ；啟動(dòng)下次；啟動(dòng)下次A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換MOVX DPTR，APOP A ；返回現(xiàn)場(chǎng)；返回現(xiàn)場(chǎng)POP DPHPOP DPLRETI ；中斷返回；中斷返回 DAC0832DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.642.6

30、4所示，內(nèi)部有所示，內(nèi)部有兩級(jí)數(shù)據(jù)緩沖器（兩級(jí)數(shù)據(jù)緩沖器（8 8位輸入寄存器和位輸入寄存器和8 8位位DACDAC寄存寄存器）和一個(gè)器）和一個(gè)D/AD/A轉(zhuǎn)換器以及門控電路。內(nèi)部無參轉(zhuǎn)換器以及門控電路。內(nèi)部無參考電源，需外接；輸出電流型，要獲得電壓輸出考電源，需外接；輸出電流型，要獲得電壓輸出需外加轉(zhuǎn)換電路。各引腳含義如下：需外加轉(zhuǎn)換電路。各引腳含義如下： DIDI7 7DIDI0 0 ：8 8位數(shù)字量輸入信號(hào)，其中位數(shù)字量輸入信號(hào)，其中DIDI0 0為最為最 低位，低位， DIDI7 7為最高位。為最高位。 ILE ILE ：輸入寄存器的允許信號(hào)，高電平有效。：輸入寄存器的允許信號(hào)，高電平有

31、效。 : : 片選信號(hào)，低電平有效。片選信號(hào)，低電平有效。 ：數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器的控制信號(hào)，低電：數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器的控制信號(hào)，低電 平有效。平有效。CS1WRCSWR1ILEDI7DI0LE1LE2IOUT2VREFIOUT1Rfb模擬地DGNDAGNDVCC數(shù)字地8位輸入寄存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器WR2XFER圖圖2.64 DAC08322.64 DAC0832邏輯結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖 ：數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)寫入DAC寄存器的控制信號(hào)，低電寄存器的控制信號(hào)，低電 平有效。平有效。 ：傳送控制信號(hào)，低電平有效。傳送控制信號(hào)，低電平有效。 : : 模擬電流輸出，當(dāng)輸入數(shù)字為全為模擬電流輸出

32、，當(dāng)輸入數(shù)字為全為“1” 時(shí)，輸出電流最大（時(shí)，輸出電流最大（ ），當(dāng)輸），當(dāng)輸 入數(shù)字為全為入數(shù)字為全為“0”時(shí)，輸出電流為時(shí)，輸出電流為0。 ：模擬電流輸出，模擬量為差動(dòng)電流輸出模擬電流輸出，模擬量為差動(dòng)電流輸出, 與的關(guān)系是：與的關(guān)系是： 常數(shù)常數(shù) ：內(nèi)部反饋電阻引腳，可外接輸出增益調(diào)：內(nèi)部反饋電阻引腳，可外接輸出增益調(diào) 整電位器。整電位器。 ：參考電壓輸入端，可接正負(fù)電壓，范：參考電壓輸入端，可接正負(fù)電壓，范 圍為圍為-10+10V。 2WRXFER1OUTI2OUTI255/ 256REFfbVR12OUTOUTIIfbRREFV ：芯片電源，：芯片電源，+5+5+15V+15V，典

33、型值為，典型值為 +15V+15V。 AGND AGND ：模擬地，芯片模擬信號(hào)接地點(diǎn)。：模擬地，芯片模擬信號(hào)接地點(diǎn)。 DGND DGND ：數(shù)字地，芯片數(shù)字信號(hào)接地點(diǎn)。：數(shù)字地，芯片數(shù)字信號(hào)接地點(diǎn)。CCV 由圖可見，兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器的工作狀態(tài)分別由圖可見，兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器的工作狀態(tài)分別受受 和和 的控制，當(dāng)?shù)目刂?，?dāng) = 0= 0時(shí)，輸入數(shù)據(jù)時(shí)，輸入數(shù)據(jù)寄存器的輸出跟隨輸入的變化而變化，當(dāng)寄存器的輸出跟隨輸入的變化而變化，當(dāng) =1=1時(shí)，輸入數(shù)據(jù)被鎖存，寄存器的輸出不跟隨輸入時(shí)，輸入數(shù)據(jù)被鎖存，寄存器的輸出不跟隨輸入的變化而變化。的變化而變化。 信號(hào)由信號(hào)由ILEILE信號(hào)和信號(hào)和 、 共共同控

34、制，當(dāng)同控制，當(dāng) 、 均為低電平而均為低電平而ILEILE為高電平為高電平時(shí)，時(shí)， =0=0；而當(dāng)；而當(dāng)ILEILE信號(hào)和信號(hào)和 、 中任一個(gè)電中任一個(gè)電平發(fā)生變化時(shí)，平發(fā)生變化時(shí)， =1=1。1LE2LE1LE1LE1LECS1WRCS1WR1LECS1WR1LE 受受 和和 的控制，當(dāng)?shù)目刂?，?dāng) 和和 同時(shí)有效時(shí)，輸入寄存器的數(shù)據(jù)被裝入同時(shí)有效時(shí)，輸入寄存器的數(shù)據(jù)被裝入DACDAC寄存寄存器，同時(shí)啟動(dòng)一次器，同時(shí)啟動(dòng)一次D/AD/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果以差動(dòng)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果以差動(dòng)電流的形式從電流的形式從 和和 端輸出。端輸出。DAC0832DAC0832有三有三種工作方式，分別是：種工作方式，

35、分別是：2LE2WRXFER2WRXFER1OUTI2OUTI（1）直通方式）直通方式 當(dāng)當(dāng) 、 、 和和 都接數(shù)字地，都接數(shù)字地，ILEILE接高電平時(shí)，芯片工作于直通方式。此時(shí)，只要接高電平時(shí)，芯片工作于直通方式。此時(shí)，只要數(shù)字量從數(shù)字量從DIDI7 7DIDI0 0輸入，就立即進(jìn)行輸入，就立即進(jìn)行D/AD/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。此種工作方式下，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。此種工作方式下，DAC0832DAC0832不不能直接與能直接與CPUCPU的數(shù)據(jù)線相連，很少使用。的數(shù)據(jù)線相連，很少使用。CS2WR1WRXFER（2）單緩沖方式）單緩沖方式 此種工作方式下，兩個(gè)寄存器中任一個(gè)處于直通狀態(tài)

36、，另一此種工作方式下，兩個(gè)寄存器中任一個(gè)處于直通狀態(tài)，另一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)或兩個(gè)寄存器同步受控。應(yīng)用于只有一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)或兩個(gè)寄存器同步受控。應(yīng)用于只有一路模擬輸出或有多路輸出但不要求多路同時(shí)輸出的場(chǎng)合。路模擬輸出或有多路輸出但不要求多路同時(shí)輸出的場(chǎng)合。 圖圖2.652.65所示為單緩沖工作方式下所示為單緩沖工作方式下DAC0832DAC0832與與80318031單片機(jī)的一單片機(jī)的一種連接方法。種連接方法。圖圖2.65 2.65 單緩沖工作方式單緩沖工作方式 將將ILEILE接接+5V+5V電源，電源， 和和 同時(shí)由同時(shí)由CPUCPU的的 控制，控制， 和和 接地址選擇線接地

37、址選擇線P2.7P2.7，使兩級(jí)寄存器的控制信號(hào)同時(shí)選通，使兩級(jí)寄存器的控制信號(hào)同時(shí)選通, ,使使CPUCPU對(duì)對(duì)DAC0832DAC0832進(jìn)行一次寫操作，輸入數(shù)據(jù)便在控制信號(hào)的控制下，直進(jìn)行一次寫操作，輸入數(shù)據(jù)便在控制信號(hào)的控制下，直接進(jìn)入內(nèi)部接進(jìn)入內(nèi)部DACDAC寄存器中，并進(jìn)入寄存器中，并進(jìn)入DACDAC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換器進(jìn)行D/AD/A轉(zhuǎn)換。相應(yīng)轉(zhuǎn)換。相應(yīng)程序片斷如下：程序片斷如下：CS2WR1WRXFERWRMOVMOVDPTR,#7FFFHDPTR,#7FFFH；給出；給出08320832的地址的地址MOVMOVA,#DATAA,#DATA；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入A A

38、MOVXMOVXDPTR,ADPTR,A；數(shù)據(jù)送入；數(shù)據(jù)送入08320832并啟動(dòng)并啟動(dòng)D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換（3 3）雙緩沖方式）雙緩沖方式 此種工作方式下，此種工作方式下，CPUCPU對(duì)對(duì)DAC0832DAC0832進(jìn)行兩次寫操作進(jìn)行兩次寫操作，CPUCPU經(jīng)數(shù)據(jù)總線分時(shí)向各路經(jīng)數(shù)據(jù)總線分時(shí)向各路DACDAC輸入要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量輸入要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，并鎖存在各路，并鎖存在各路DACDAC的輸入寄存器中，然后的輸入寄存器中，然后CPUCPU對(duì)所有對(duì)所有的的DACDAC發(fā)出控制信號(hào)，使各個(gè)發(fā)出控制信號(hào)，使各個(gè)DACDAC輸入寄存器中的數(shù)據(jù)輸入寄存器中的數(shù)據(jù)輸入輸入DACDAC寄存器，實(shí)現(xiàn)多路同步轉(zhuǎn)換

39、輸出。寄存器，實(shí)現(xiàn)多路同步轉(zhuǎn)換輸出。 此時(shí)，將此時(shí)，將ILEILE接接+5V+5V； 、 均接均接CPUCPU的的 ； 和和 分別接兩個(gè)端口的地址譯碼信號(hào)，其分別接兩個(gè)端口的地址譯碼信號(hào)，其中，中， 作為輸入寄存器的選通信號(hào)，作為輸入寄存器的選通信號(hào)， 作為作為DACDAC轉(zhuǎn)換寄存器的選通信號(hào)，如圖轉(zhuǎn)換寄存器的選通信號(hào)，如圖2.662.66所示為雙所示為雙緩沖工作方式下緩沖工作方式下DAC0832DAC0832與與80318031單片機(jī)的連接方單片機(jī)的連接方法，由圖可見，兩片輸入寄存器的地址分別為法，由圖可見，兩片輸入寄存器的地址分別為BFFFHBFFFH和和7FFFH7FFFH，兩片，兩片D

40、ACDAC寄存器的地址均為寄存器的地址均為DFFFHDFFFH。CS2WR1WRXFERWRCSXFER 若設(shè)要輸出的數(shù)據(jù)存于若設(shè)要輸出的數(shù)據(jù)存于R1R1、R2R2寄存器中。相應(yīng)寄存器中。相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序如下：的轉(zhuǎn)換程序如下：圖圖2.66 2.66 雙緩沖工作方式雙緩沖工作方式MOVDPTR,#0BFFFHMOVA,R1MOVXDPTR,A；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入1#0832寄存器寄存器MOVDPTR,#7FFFHMOVA,R2MOVXDPTR,A；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入；待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入2#0832寄存器寄存器MOVDPTR,#0DFFFHMOVXDPTR,A； 1#、2#轉(zhuǎn)換結(jié)果同時(shí)輸

41、出轉(zhuǎn)換結(jié)果同時(shí)輸出 該工作方式下，數(shù)據(jù)接收和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換可以異步該工作方式下，數(shù)據(jù)接收和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換可以異步進(jìn)行，即在對(duì)某數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，能進(jìn)行下一數(shù)進(jìn)行，即在對(duì)某數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，能進(jìn)行下一數(shù)據(jù)的接收，以提高轉(zhuǎn)換速率。據(jù)的接收，以提高轉(zhuǎn)換速率。 由于由于DAC0832DAC0832的轉(zhuǎn)換結(jié)果以差動(dòng)電流形式輸出，的轉(zhuǎn)換結(jié)果以差動(dòng)電流形式輸出，所以在上述兩種工作方式中，在電流輸出端外接所以在上述兩種工作方式中，在電流輸出端外接了運(yùn)算放大器，轉(zhuǎn)換成電壓輸出。了運(yùn)算放大器，轉(zhuǎn)換成電壓輸出。 圖圖2.672.67中，參考電壓中，參考電壓VREFVREF接接 + 5V + 5V，輸出為，輸出為0 0- -5V5V

42、的單極性電壓，圖的單極性電壓，圖2.682.68中，參考電壓中，參考電壓VREFVREF接接- -5V5V，輸出為，輸出為0 0+5V+5V的單極性電壓，輸出電壓的單極性電壓，輸出電壓 ，式中，式中D為待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量(沒有對(duì)應(yīng)圖沒有對(duì)應(yīng)圖)02REFnVUD 有時(shí)希望輸出雙極性的電壓信號(hào)，這時(shí)，可按有時(shí)希望輸出雙極性的電壓信號(hào)，這時(shí)，可按圖圖2.672.67所示連接。輸出電壓所示連接。輸出電壓1(2)OUTREFUVV 為保證輸出的線性度，兩個(gè)電流輸出端（為保證輸出的線性度，兩個(gè)電流輸出端（ 和和 ）的電位應(yīng)盡可能接近零電位，否則，運(yùn)）的電位應(yīng)盡可能接近零電位，否則，運(yùn)算放大器

43、輸入端的微小電位差會(huì)導(dǎo)致很大的輸出算放大器輸入端的微小電位差會(huì)導(dǎo)致很大的輸出線性誤差。線性誤差。 1OUTI2OUTI DACDAC輸出電壓形式的模擬量時(shí)，其內(nèi)阻很小，外輸出電壓形式的模擬量時(shí)，其內(nèi)阻很小，外接負(fù)載電阻應(yīng)較大；輸出電流形式的模擬量時(shí)，接負(fù)載電阻應(yīng)較大；輸出電流形式的模擬量時(shí)，其內(nèi)阻較大，外接負(fù)載電阻應(yīng)很小。其內(nèi)阻較大，外接負(fù)載電阻應(yīng)很小。圖圖2.67 2.67 雙極性轉(zhuǎn)換電路圖雙極性轉(zhuǎn)換電路圖DACDAC的應(yīng)用的應(yīng)用 DACDAC輸出的模擬電壓或電流取決于輸入的數(shù)字量，在硬件電路相輸出的模擬電壓或電流取決于輸入的數(shù)字量，在硬件電路相同的情況下，利用計(jì)算機(jī)程序給同的情況下，利用計(jì)

44、算機(jī)程序給DACDAC輸入不同的數(shù)字量可在輸入不同的數(shù)字量可在DACDAC的輸?shù)妮敵龆说玫讲煌牟ㄐ?，?gòu)成波形發(fā)生器。出端得到不同的波形，構(gòu)成波形發(fā)生器。 如某如某8 8位位DACDAC與與80518051系列系列CPUCPU相連的電路如圖相連的電路如圖2.722.72所示，當(dāng)輸入不所示，當(dāng)輸入不同的程序時(shí)可在輸出端得到不同的波形。同的程序時(shí)可在輸出端得到不同的波形。圖圖2.72 82.72 8位位DACDAC與與80518051系列系列CPUCPU相連構(gòu)成的波形發(fā)生器電路相連構(gòu)成的波形發(fā)生器電路1 1、階梯波發(fā)生器階梯波發(fā)生器 如果送入如果送入DACDAC的數(shù)字由的數(shù)字由0 0不斷增加，不斷

45、增加，U0U0端將輸出階梯波。如端將輸出階梯波。如下面的程序，下面的程序，DELAYDELAY為延時(shí)時(shí)間，每隔一個(gè)為延時(shí)時(shí)間，每隔一個(gè)DELAYDELAY時(shí)間將輸出一時(shí)間將輸出一個(gè)階梯，如圖個(gè)階梯，如圖2.732.73所示。所示。圖圖2.73 2.73 用用D/AD/A實(shí)現(xiàn)的階梯波實(shí)現(xiàn)的階梯波 MOV DPTR , #7FFFH MOV DPTR , #7FFFH MOV A , #00H MOV A , #00H ；從；從0 0開始開始LOOP:LOOP: MOVX DPTR , A MOVX DPTR , A ADD A , #N ADD A , #N ACALL DELAY ACALL

46、DELAY SJMP LOOP SJMP LOOP ；停止；停止 調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間DELAYDELAY可產(chǎn)生不同斜率的階梯波；可產(chǎn)生不同斜率的階梯波；將參考電壓變?yōu)檎悼僧a(chǎn)生負(fù)階梯波，改變將參考電壓變?yōu)檎悼僧a(chǎn)生負(fù)階梯波，改變N N的的值可得到不同階梯高度的階梯波。值可得到不同階梯高度的階梯波。2 2、鋸齒波發(fā)生器鋸齒波發(fā)生器 當(dāng)階梯波發(fā)生器的階梯長(zhǎng)度和高度很小時(shí)，即延時(shí)時(shí)間當(dāng)階梯波發(fā)生器的階梯長(zhǎng)度和高度很小時(shí)，即延時(shí)時(shí)間DELAYDELAY很小且很小且D/AD/A位位數(shù)較多時(shí)，可將階梯波近似看為一條直線，直線循環(huán)發(fā)生，可輸出鋸齒波。數(shù)較多時(shí)，可將階梯波近似看為一條直線，直線循環(huán)發(fā)生，

47、可輸出鋸齒波。 如圖如圖2.742.74所示，圖（所示，圖（a a）為正鋸齒波波形，圖（）為正鋸齒波波形，圖（b b）為負(fù)鋸）為負(fù)鋸齒波波形。正鋸齒波的程序?yàn)椋糊X波波形。正鋸齒波的程序?yàn)椋海╝ a）正鋸齒波）正鋸齒波（b b）負(fù)鋸齒波）負(fù)鋸齒波圖圖2.742.74用用D/AD/A實(shí)現(xiàn)的鋸齒波實(shí)現(xiàn)的鋸齒波 MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#00HLOOP: MOVX DPTR,A INC A MOV R0,#DAT ；改變；改變DATA的值，可改變延時(shí)時(shí)間的值，可改變延時(shí)時(shí)間 DJNZ R0,$ SJMP LOOP 程序中累加器程序中累加器A A初值初值取大數(shù)，取大數(shù)，“INC “I

48、NC A”A”改為改為“DEC A”“DEC A”就可產(chǎn)生負(fù)向鋸齒就可產(chǎn)生負(fù)向鋸齒波。波。3 3、三角波發(fā)生器三角波發(fā)生器 將上述正向鋸齒波和負(fù)向鋸齒波組合起來可輸出三角波將上述正向鋸齒波和負(fù)向鋸齒波組合起來可輸出三角波。4 4、正弦波發(fā)生器正弦波發(fā)生器 正弦波是最基本的波形之一?；谖⑻幚砥骱驼也ㄊ亲罨镜牟ㄐ沃弧；谖⑻幚砥骱虳ACDAC利利用軟件控制的方法產(chǎn)生正弦波，具有靈活、方便、準(zhǔn)確用軟件控制的方法產(chǎn)生正弦波，具有靈活、方便、準(zhǔn)確率高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。而且可產(chǎn)生多個(gè)具有準(zhǔn)確相移率高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。而且可產(chǎn)生多個(gè)具有準(zhǔn)確相移的正弦波。的正弦波。 如利用如利用8 8位位DACDAC

49、輸出幅值為輸出幅值為-5V-5V+5V+5V的正弦波的正弦波, ,由于輸由于輸出的正弦波為雙極性，所以將出的正弦波為雙極性，所以將DAC0832DAC0832輸出接成雙極性輸輸出接成雙極性輸出形式，如圖出形式，如圖2.752.75所示。所示。 將一個(gè)周期（將一個(gè)周期（360360）的正弦波的幅值（）的正弦波的幅值（-5V-5V+5V+5V）分為分為256256個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn), ,每每2 2點(diǎn)間隔約為（點(diǎn)間隔約為（360360/256/256）=1.4=1.4。 圖圖2.75 2.75 輸出雙極性正弦波接口電路輸出雙極性正弦波接口電路 計(jì)算每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓幅值所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量計(jì)算每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓幅值所對(duì)

50、應(yīng)的數(shù)字量，放入表格中。計(jì)算時(shí)可取波形的，放入表格中。計(jì)算時(shí)可取波形的1/41/4計(jì)算好各計(jì)算好各個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值，如圖個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值，如圖2.762.76所示。根據(jù)對(duì)稱關(guān)系，所示。根據(jù)對(duì)稱關(guān)系，復(fù)制其他區(qū)域各值。復(fù)制其他區(qū)域各值。 圖圖2.762.76計(jì)算正弦波幅值對(duì)應(yīng)數(shù)字量示意圖計(jì)算正弦波幅值對(duì)應(yīng)數(shù)字量示意圖 然后循環(huán)送數(shù)，在然后循環(huán)送數(shù)，在UOUTUOUT輸出端可獲得連續(xù)的輸出端可獲得連續(xù)的正弦波。輸出程序段如下：正弦波。輸出程序段如下： MOV MOV R1R1，00H00H；計(jì)數(shù)器賦初值；計(jì)數(shù)器賦初值SINSIN：MOV AMOV A， R1 R1 MOV MOV DPTRDPTR，#TA

51、BH#TABH MOVC AMOVC A， A ADPTRDPTR；查表得輸出值；查表得輸出值 MOV DPTRMOV DPTR，7FFFH7FFFH；指向；指向 0832 0832 MOVX MOVX DPTRDPTR， A A；轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換 INC INC R1R1 ；計(jì)數(shù)器加一；計(jì)數(shù)器加一 AJMPAJMP SIN SINTABTAB：DB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96HDB 80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96H DB 99H,9CH,9FH,A2H,A5H,A8H,ABH,AEH DB 99H,9CH,9FH,A2H,A5H,A8

52、H,ABH,AEH DB B1H,B4H,B7H,BAH,BCH,BFH,C2H,C5H DB B1H,B4H,B7H,BAH,BCH,BFH,C2H,C5H DB C7H,CAH,CCH,CFH,D1H,D4H,D6H,D8H DB C7H,CAH,CCH,CFH,D1H,D4H,D6H,D8H DB DAH,DDH,DFH,E1H,E3H,E5H,E7H,E9H DB DAH,DDH,DFH,E1H,E3H,E5H,E7H,E9H 此方法也適合輸出任意波形的信號(hào)。此方法也適合輸出任意波形的信號(hào)。 （1）按鍵抖動(dòng)）按鍵抖動(dòng) 檢測(cè)到按鍵按下或松開時(shí)，延時(shí)再判斷按鍵狀態(tài)檢測(cè)到按鍵按下或松開時(shí)，延

53、時(shí)再判斷按鍵狀態(tài)，確認(rèn)是否有鍵按下。，確認(rèn)是否有鍵按下。按鍵抖動(dòng)過程按鍵抖動(dòng)過程鍵盤輸入需解決問題鍵盤輸入需解決問題硬件（硬件（RS觸發(fā)器）消抖觸發(fā)器）消抖軟件（延時(shí)消抖）軟件（延時(shí)消抖）1) 1) 獨(dú)立式鍵盤獨(dú)立式鍵盤（b）通過擴(kuò)展口連接一個(gè)按鍵占用一條接口線，各按鍵電路獨(dú)立一個(gè)按鍵占用一條接口線，各按鍵電路獨(dú)立。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，識(shí)別容易，占較多口線。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，識(shí)別容易，占較多口線。（a） 直接連接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)系統(tǒng)首先判斷有無按系統(tǒng)首先判斷有無按鍵按下，有鍵按下，鍵按下，有鍵按下，則延時(shí)則延時(shí)10ms消除抖動(dòng)消除抖動(dòng)，再查詢按鍵狀態(tài)并，再查詢按鍵狀態(tài)并執(zhí)行相應(yīng)的操作，然執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后等待

54、按鍵釋放。后等待按鍵釋放。程序掃描方式程序掃描方式 利用定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)利用定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)（10ms）中斷，）中斷，CPU響響應(yīng)中斷對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，應(yīng)中斷對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵閉合時(shí)轉(zhuǎn)入該鍵并在有鍵閉合時(shí)轉(zhuǎn)入該鍵的功能處理程序。的功能處理程序。 定時(shí)掃描方式定時(shí)掃描方式 前兩種方式下，前兩種方式下，CPU可能空掃描或不能及時(shí)響可能空掃描或不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入。應(yīng)鍵輸入。 中斷掃描方式中斷掃描方式 有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)給信號(hào)給CPU，CPU響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷掃描并進(jìn)行按鍵，執(zhí)行中斷掃描并進(jìn)行按鍵處理。處理。2) 2) 非編碼矩陣式鍵盤非編碼矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

55、 排列成排列成4 4* *4 4矩陣式結(jié)構(gòu)矩陣式結(jié)構(gòu) 每條列線接上拉電阻每條列線接上拉電阻 無鍵按下時(shí)，行線與列線無鍵按下時(shí)，行線與列線不相連不相連 當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該按鍵當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該按鍵所在的行、列相連所在的行、列相連掃描法掃描法4 4* *8 8矩陣鍵盤接口電路矩陣鍵盤接口電路掃描法處理步驟掃描法處理步驟識(shí)鍵識(shí)鍵 消抖消抖 從從PC口依次使鍵盤的一根行線為口依次使鍵盤的一根行線為0（該行線（該行線所在行即為行號(hào)），輸出不同的掃描字，然后所在行即為行號(hào)），輸出不同的掃描字，然后讀取讀取PA值，若值，若PA口全為口全為1，則無鍵閉合，否則，則無鍵閉合，否則，為，為0的口線，其所在的列線，

56、即為列號(hào)。的口線，其所在的列線，即為列號(hào)。譯鍵譯鍵 PC輸出輸出00H，讀，讀PA狀態(tài)。若狀態(tài)。若PA口全為口全為1，則無鍵閉合；若有口線為則無鍵閉合；若有口線為0，則有鍵閉合。，則有鍵閉合。 有鍵閉合時(shí)，軟件延時(shí)有鍵閉合時(shí)，軟件延時(shí)1020ms，重新識(shí)鍵，重新識(shí)鍵，有鍵閉合時(shí)，執(zhí)行下一步，否則退出。，有鍵閉合時(shí)，執(zhí)行下一步，否則退出。等待釋放等待釋放為了保證鍵閉合一次，為了保證鍵閉合一次，CPU僅做一次處理，在程序中需要等到僅做一次處理，在程序中需要等到待閉合鍵釋放后再執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序。待閉合鍵釋放后再執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序。線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法4 4* *4 4矩陣鍵盤接口電路矩陣鍵盤接口電

57、路向所有行線輸出低電平向所有行線輸出低電平 行設(shè)為輸出，且輸出低電平行設(shè)為輸出，且輸出低電平; ;列設(shè)為輸入，讀入列線狀列設(shè)為輸入，讀入列線狀態(tài)。態(tài)。列設(shè)為輸出，列設(shè)為輸出，且輸出低電平且輸出低電平; ;行設(shè)為輸入。讀入行線狀行設(shè)為輸入。讀入行線狀態(tài)。態(tài)。 根據(jù)兩次讀數(shù)，合成一個(gè)代碼，即特征碼（特征碼中隱根據(jù)兩次讀數(shù)，合成一個(gè)代碼，即特征碼（特征碼中隱含著按鍵的位置），建立鍵碼與特征碼關(guān)系。含著按鍵的位置），建立鍵碼與特征碼關(guān)系。 識(shí)鍵識(shí)鍵譯鍵譯鍵輸入各列線狀態(tài)輸入各列線狀態(tài)列線狀態(tài)全為高電平列線狀態(tài)全為高電平,則無鍵按下；則無鍵按下； 列線狀態(tài)中有低電平列線狀態(tài)中有低電平,則有鍵按下。則有鍵

58、按下。KEY1： MOV20H,A;特征碼送到特征碼送到20HMOVDPTR,#KEYTABMOVR3,#0FFH ;順序碼初始化順序碼初始化KEY2： INCR3MOVA,R3MOVCA,A+DPTRCJNEA,20H,KEY3 ;未找到特征碼未找到特征碼,繼續(xù)查找繼續(xù)查找MOVA,R3;順序碼存入順序碼存入ARETKEY3： CJNEA,#0FFH,KEY2 ;特征碼表沒查完特征碼表沒查完,查下一個(gè)值查下一個(gè)值MOVA,#0FFH;無鍵按下處理無鍵按下處理,賦賦A值值RETKEYTAB： DB0EEH,0DEH,0BEH,07EH,0EDH,0DDH, DB0BDH,07DH, 0EBH,

59、0DBH,0BBH,07BHDB 0E7H,0D7H,0B7H,077H, 0FFH ;空鍵特征碼空鍵特征碼工作原理工作原理 為了適用于不同的驅(qū)動(dòng)方式為了適用于不同的驅(qū)動(dòng)方式,每種結(jié)構(gòu)每種結(jié)構(gòu)形式又有共陽極和共陰極兩種產(chǎn)品類型。形式又有共陽極和共陰極兩種產(chǎn)品類型。(b) 共陽極共陽極 (a) 共陰極共陰極 (c) 外型及引腳外型及引腳段碼式段碼式LEDLED顯示與接口顯示與接口(1)(1)靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變,僅在待顯數(shù)碼需要改變時(shí)僅在待顯數(shù)碼需要改變時(shí),才更新其數(shù)字顯示器中鎖才更新其數(shù)字顯示器中鎖

60、存的內(nèi)容。存的內(nèi)容。 每位數(shù)碼管都應(yīng)有各自的驅(qū)動(dòng)器件每位數(shù)碼管都應(yīng)有各自的驅(qū)動(dòng)器件,往往選擇帶鎖存往往選擇帶鎖存功能的器件功能的器件,用以鎖存各自待顯示數(shù)碼。用以鎖存各自待顯示數(shù)碼。功耗大功耗大,當(dāng)顯示的位數(shù)較多時(shí)當(dāng)顯示的位數(shù)較多時(shí),占用的占用的I/O口較口較多多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)亮度高亮度高,控制程序簡(jiǎn)單控制程序簡(jiǎn)單,顯示穩(wěn)定可靠顯示穩(wěn)定可靠缺點(diǎn)缺點(diǎn)LED靜態(tài)顯示電路原理圖靜態(tài)顯示電路原理圖(2)(2)動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式 在實(shí)際應(yīng)用中常采用定時(shí)中斷掃描方式,這種方式是每隔一定時(shí)間(如1 ms) 讓一位數(shù)碼管顯示,假設(shè)有8位數(shù)碼管,顯示掃描周期為8ms。程序控制掃描和定時(shí)中斷掃描。實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法