傳感器與計算機接口7課件

機電系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動化第一章機電一體化概論第二章精密機械技術(shù)第三章工業(yè)控制計算機第四章基于單片機的控制器第五章可編程序控制器第六章傳感器與計算機接口第七章動力驅(qū)動及其計算機控制第八章機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法與實例機電系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動化第一章機電一體化概論1控制器(IPC/PLC/MCU等)輸入接口輸出接口驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)(電機、電磁閥等)被控對象(各種機械參數(shù))傳感檢測裝置(各類傳感器等)反饋量被控量設(shè)定值＋—機電一體化系統(tǒng)的組成機電一體化系統(tǒng)的組成控制器輸入接口輸出接口驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)被控對象傳感檢測裝置反饋量2第六章傳感器與計算機接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器與計算機接口概述3第六章傳感器及其接口概述傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置的組成機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述4傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置作為機電一體化系統(tǒng)的感覺器官，用來獲取兩方面信息：系統(tǒng)內(nèi)部的信息：如力的大小，工件的位置、位移等。系統(tǒng)外部即環(huán)境參數(shù)：如溫度、濕度等。把信息作適當(dāng)處理（變換、放大、濾波），檢測出有用信息，送到顯示或處理裝置。傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置作為機電一體5傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用主機(工控機或普通計算機)顯示器打印機交互設(shè)備(鍵盤鼠標等)報警存儲設(shè)備(硬盤光盤等)接口電路A/D多路開關(guān)接口電路接口電路接口電路D/A開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出多路開關(guān)…變送器傳感器變送器傳感器……傳感檢測輸入通道驅(qū)動執(zhí)行…被控對象(壓力、速度等機械參數(shù))傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用主顯示器打印機交互設(shè)備報6傳感檢測裝置的組成電量電量被測對象輸入裝置中間變換裝置輸出非電量通常是各類傳感器非電量電測法：利用各種電子測量線路和儀器對非電物理量進行測量的方法，相對于機械測量法、光學(xué)測量法。傳感檢測裝置的組成電量電量被測對象輸入裝置中間變換裝置輸出非7第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述8傳感器的定義廣義：將被測物理量轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的，容易檢測、傳輸或處理的信號的裝置，稱之為傳感器，也叫變換器、換能器。狹義：指工程中使用的各類傳感器。傳感器的定義廣義：將被測物理量轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的，容易檢測、傳9傳感器的分類傳感器的分類方法有多種，主要有以下三種分類：按被測物理量：位移、位置傳感器力、力矩傳感器速度、加速度傳感器溫度、濕度、酸度傳感器按工作原理：電阻式、電容式、電感式磁電式、光電式、壓電式、熱電式諧振式按輸出量：模擬型數(shù)字型注意：在機械工程中使用的傳感器有很多，一種傳感器可以測量多種物理量，一種物理量也可以由多種傳感器測量得到。傳感器的分類傳感器的分類方法有多種，主要有以下三種分類：注意10第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述11機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器位置傳感器位移傳感器速度、加速度傳感器力、壓力、力矩傳感器溫度傳感器視覺傳感器機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器位置傳感器12位置傳感器接觸式位置傳感器位置傳感器接觸式位置傳感器13位置傳感器非接觸式位置傳感器位置傳感器非接觸式位置傳感器14位置傳感器電容式接近開關(guān)電感式、霍爾式接近開關(guān)位置傳感器電容式接近開關(guān)電感式、霍爾式接近開關(guān)15位移傳感器絕對式碼盤（格雷碼）增量式碼盤(ABZ)位移傳感器絕對式碼盤（格雷碼）增量式碼盤(ABZ)16位移傳感器位移傳感器17位移傳感器碼盤式位移傳感器位移傳感器碼盤式位移傳感器18速度傳感器非接觸式速度傳感器速度傳感器非接觸式速度傳感器19速度傳感器非接觸式速度傳感器接觸式速度傳感器—測速電機速度傳感器非接觸式速度傳感器接觸式速度傳感器—測速電機20加速度傳感器加速度傳感器21加速度傳感器普通加速度傳感器集成半導(dǎo)體式加速度傳感器加速度傳感器普通加速度傳感器集成半導(dǎo)體式加速度傳感器22力傳感器柱式梁式輪輻式應(yīng)變片式力傳感器力傳感器柱式梁式輪輻式應(yīng)變片式力傳感器23力傳感器力傳感器24壓力傳感器應(yīng)變片式壓電式壓阻式壓力傳感器應(yīng)變片式壓電式壓阻式25力矩傳感器力矩傳感器26溫度傳感器熱電阻、熱敏電阻熱電偶溫度傳感器熱電阻、熱敏電阻熱電偶27視覺傳感器視覺傳感器28視覺傳感器圖6-29視覺傳感器在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用圖6-30視覺傳感器在PCB生產(chǎn)中的應(yīng)用視覺傳感器圖6-29視覺傳感器在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用圖6-329視覺傳感器視覺傳感器30第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述31智能傳感器的概念與特點一般傳感器只具備信息采集、轉(zhuǎn)換功能，智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計算機和傳感器的結(jié)合，它兼有信息采集、轉(zhuǎn)換、檢測、判斷和處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點：⑴有信息判斷和處理功能；⑵能對測量值進行修正、誤差補償，提高了測量精度；⑶可實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量；⑷有自診斷和自校準功能，提高可靠性；⑸測量數(shù)據(jù)可存取，使用方便；⑹通信功能：有數(shù)據(jù)通信接口，能與微型計算機通信。智能傳感器的概念與特點一般傳感器只具備信息采集、轉(zhuǎn)換功能，智32智能傳感器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)傳感器相同的部分被測量傳感器預(yù)處理及接口電路微處理器輸出接口顯示通信與傳統(tǒng)傳感器不同的部分智能傳感器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)傳感器相同的部分被測量傳感器預(yù)處理及微33第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述34傳感器的信號輸出形式傳感器輸出信號處理過程輸出結(jié)果傳感器類型電壓模擬量模擬型傳感器電流電流->電壓頻率頻率->電壓（頻率/電壓轉(zhuǎn)換器）開關(guān)量（0/1，位式數(shù)字）數(shù)字量數(shù)字型傳感器編碼數(shù)字（ASCII碼、BCD碼，二進制）脈沖序列脈沖數(shù)->數(shù)字（計數(shù)器）傳感器的信號輸出形式傳感器輸出信號處理過程輸出結(jié)果傳感器類型35第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述36數(shù)字型傳感器與計算機接口被測信號數(shù)字型傳感器三態(tài)緩沖器計算機計算機數(shù)據(jù)總線數(shù)字型傳感器與計算機接口被測信號數(shù)字型傳感器三態(tài)緩沖器計算機37接口實例M/T法測速光敏二極管輸出整形后輸出接口實例M/T法測速光敏二極管輸出整形后輸出38接口實例接口實例39接口實例M/T法測速原理：同時測量檢測時間和在此檢測時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)，從而得到被測轉(zhuǎn)速。其中：

m1：檢測時間內(nèi)得到的測速脈沖數(shù)

m2：檢測時間內(nèi)得到的時鐘脈沖數(shù)

fc：時鐘頻率

p：編碼盤每轉(zhuǎn)送出的脈沖數(shù)接口實例M/T法測速原理：同時測量檢測時間和在此檢測時間內(nèi)計40來自編碼器M/T測速法接口硬件電路接口實例測速部分脈沖整形部分來自編碼器M/T測速法接口硬件電路接口實例測速部分脈沖整形部41接口實例8253：下降沿有效的十六位減法計數(shù)器，3個計數(shù)通道都工作方式0—計數(shù)終止時中斷，其方式字分別為0x30、0x70、0xB0(方式0，先低后高讀寫，十六進制)。LM339：過零比較器，將來自編碼器的正弦信號整形成0-5V的標準測速脈沖。工作過程：8253通道0的方式字寫完后，OUT0(=J)由高變低，等待測速脈沖的到來。測速脈沖的第一個上升沿使JK邊沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q置高，GATE0、1、2打開，8253的3個計數(shù)通道開始下降沿減法計數(shù)，其中，通道0用于設(shè)定檢測時間，在設(shè)定的檢測時間到達后，通道0計數(shù)結(jié)束，OUT0由低變高，由于此時GATE1、2仍打開，計時脈沖和測速脈沖仍在計數(shù)，直到下一個測速脈沖的上升沿使JK邊沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q變低，關(guān)閉GATE0、1、2，計數(shù)結(jié)束，同時產(chǎn)生計數(shù)結(jié)束中斷給8031。8031在中斷服務(wù)程序中根據(jù)計數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值計算出m1和m2，從而計算出轉(zhuǎn)速n。接口實例8253：下降沿有效的十六位減法計數(shù)器，3個計數(shù)通道42接口實例方式字寫完測速脈沖OUT0GATE第一個測速脈沖設(shè)定時間t0實際時間t1時鐘脈沖實際測量時間t2設(shè)定時間到最后一個測速脈沖接口實例方式字寫完測速脈沖OUT0GATE第一個測速脈沖設(shè)定43第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述44模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式45模擬型傳感器與計算機接口典型的多通道模擬信號輸入接口多路模擬開關(guān)S/HA/D控制器計算機總線被測信號1被測信號N………模擬型傳感器1模擬型傳感器N……此外還有單通道式、同步式和并行式等多種形式三態(tài)緩沖器模擬型傳感器與計算機接口典型的多通道模擬信號輸入接口多路46模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式47多通道模擬信號輸入A2A1A0ENOUT0001S10011S20101S30111S41001S51011S61101S71111S8XXX0X—EN—A2—A1—A0—OUTS1—S2—S3—S4—S5—S6—S7—S8—

以多通道模擬開關(guān)（數(shù)據(jù)選擇器，MUX）AD7501為例：CMOS型8選1多路模擬開關(guān)，每次從8個輸入端中選擇一路與公共端相聯(lián)，選擇的通道號由輸入的地址編碼確定，與TTL電平兼容。對多路模擬開關(guān)的選擇要求是：導(dǎo)通電阻小、開路電阻大、交叉干擾小、速度適應(yīng)。0101S31011S601011011多通道模擬信號輸入A2A1A0ENOUT0001S1001148多通道模擬信號輸入多通道模擬信號輸入49模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式50A/D轉(zhuǎn)換的一般過程

A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程一般分為四個步驟：采樣、保持、量化和編碼。采樣/保持量化(離散)Dn-1編碼D0Dn-2…A/D轉(zhuǎn)換的一般過程A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換51A/D轉(zhuǎn)換的一般過程保持tVstVstVs信號采樣/保持采樣后的信號量化tVs采樣香農(nóng)采樣定理：對于一個有限頻率的連續(xù)信號，當(dāng)采樣頻率fs≥2f信MAX時，采樣函數(shù)才能不失真地恢復(fù)原來的連續(xù)信號。采樣定理給出是采樣的最低頻率，為了保證精度，工程上通常fs＝(4-10)f信MAX。A/D轉(zhuǎn)換的一般過程保持tVstVstVs信號采樣/保持采樣52模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式53信號的采樣與保持⑴采樣/保持電路的作用因為A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，為了保證轉(zhuǎn)換精度，在A/D轉(zhuǎn)換的過程中，要求信號的電壓保持不變，在A/D轉(zhuǎn)換完成后，又要能跟蹤信號電壓的變化。能完成這個功能的電路叫采樣/保持電路（或稱為采樣/保持器，簡稱S/H，Sample/Hold）。信號的采樣與保持⑴采樣/保持電路的作用54信號的采樣與保持⑵采樣/保持電路采樣/保持電路由存儲電容CH、模擬開關(guān)T(N溝道增強型MOS管)、輸入電阻RI(限流)、反饋電阻RF和運算放大器A組成，有兩種工作模式：采樣模式：控制信號S為高電平，T導(dǎo)通，輸入信號vI通過RI、T向電容CH充電，若RI=RF，充電結(jié)束后，vO=vC=-vI

；保持模式：控制信號S為低電平，T截止，輸出電壓vO由電容CH兩端電壓保持。集成采樣/保持器：AD582、AD583(一般)、HTS-0025(高速)、SHA1144(高分辨率)等。A－＋vIvOCHRFRITS信號的采樣與保持⑵采樣/保持電路集成采樣/保持器：AD5855信號的采樣與保持⑶對采樣/保持電路的要求在采樣階段，存儲電容要盡快充電，以快速跟蹤信號電壓；在保持階段，存儲電容漏電流必須接近于零，以保持信號電壓（相當(dāng)于一個模擬信號存儲器）信號的采樣與保持⑶對采樣/保持電路的要求56模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式57量化與編碼量化輸入信號經(jīng)采樣/保持后，得到一個階梯波（模擬量）。將階梯波離散化，把采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，稱為量化。指定的離散電平稱為量化電平。量化就是將樣值電壓表示成量化單位電壓的某一整數(shù)倍，因此，量化必然存在誤差（系統(tǒng)誤差）。量化一般有兩種方法，只舍不入（類似于取整運算）和有舍有入（類似于四舍五入），前一種量化誤差（1LSB）是后一種量化誤差（0.5LSB）的兩倍。量化與編碼量化58量化與編碼編碼用二進制數(shù)碼來表示各個量化電平的過程稱為編碼。量化單位電壓就是兩個量化電平之間的差值，二進制數(shù)碼位數(shù)越多，量化單位電壓就越小，量化誤差就越小，精度就越高。在A/D轉(zhuǎn)換中，模擬電壓的輸入范圍一般有0～5V、0～10V、-5V～5V等等，其中0～5V、0～10V的稱為單極性輸入，-5V～5V稱為雙極性輸入。在輸入范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換前后的模擬電壓與數(shù)字碼之間有一一對應(yīng)的關(guān)系。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字碼，一般有二進制碼和BCD碼兩種。BCD碼常用于直接數(shù)字顯示，二進制碼用于與計算機接口，有8、10、12、16位等等，位數(shù)越多，精度越高。對于雙極性輸入，一般給出二進制補碼的形式或雙極性偏移碼的形式。量化與編碼編碼59量化與編碼模擬量數(shù)字碼8位12位16位單極性（0～5V）0V（00000000）2（XXXX0000，00000000）2（00000000，00000000）22.5V（10000000）2（XXXX1000，00000000）2（10000000，00000000）23.75V（11000000）2（XXXX1100，00000000）2（11000000，00000000）25V（11111111）2（XXXX1111，11111111）2（11111111，11111111）2雙極性（-5V～5V）（偏移碼）-5V（00000000）2（XXXX0000，00000000）2（00000000，00000000）2-2.5V（01000000）2（XXXX0100，00000000）2（01000000，00000000）20V（10000000）2（XXXX1000，00000000）2（10000000，00000000）22.5V（11000000）2（XXXX1100，00000000）2（11000000，00000000）25V（11111111）2（XXXX1111，11111111）2（11111111，11111111）2雙極性偏移碼的計算：例：一個12位的雙極性AD轉(zhuǎn)換器（-5V～+5V）輸出的編碼為1011，0110，0001，1001，請問前端的信號電壓多少？⑴(1011，0110，0001，1001)2&0X0FFF=(0000，0110，0001，1001)2=(1561)10⑵1561/212×(5–(-5))+(-5)=-1.18896(V)量化與編碼模擬量數(shù)字碼8位12位16位單極性0V（0000060模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式61A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)換型間接轉(zhuǎn)換型計數(shù)型(串行)逐次比較型并聯(lián)比較型反饋比較型雙積分型(V-T)V-F型A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)換型間接轉(zhuǎn)換型計數(shù)型(串行)逐次62A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換原理以8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器章解A/D轉(zhuǎn)換工作原理：（類似于天平稱重）A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換原理63A/D轉(zhuǎn)換器OEDONE模擬量輸入VX時鐘+比較器_時序與控制邏輯電路D/A轉(zhuǎn)換器8位寄存器輸出緩沖器8位數(shù)字輸出逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器工作原理圖啟動比較電壓VNA/D轉(zhuǎn)換器OEDONE模擬量輸入VX時鐘+時序與控制D/A64A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程舉例：8位、單極性、輸入范圍0～10V、VX＝6.6（V）過程時鐘123456789置位11111111溢出等價于52.51.250.6250.31250.156250.0781250.0390625比較5<6.67.5>6.66.25<6.66.875>6.66.5625<6.66.71875>6.66.640625>6.66.6015625>6.6結(jié)果保留舍棄保留舍棄保留舍棄舍棄舍棄輸出10101000最后輸出：（10101000）2＝（A8）16＝（168）10近似值，有誤差相對誤差：等價于：A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程舉例：8位、單極性、輸入范圍0～10V、65A/D轉(zhuǎn)換器CP1CP2CP3CP4CP5CP6CP7CP8CP9123456789105.07.56.256.8756.56256.718756.6406256.6015625A/D轉(zhuǎn)換器CP1CP2CP3CP4CP5CP6CP7CP866A/D轉(zhuǎn)換器A/D技術(shù)參數(shù)①分辨率：指A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬信號的分辨能力。分辨力＝×滿刻度值＝1LSB分辨率一般用A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)表示，例如8位（256），10位（1024），12位（4096），位數(shù)越多，分辨率越高。②相對精度（誤差）：轉(zhuǎn)換值和實際值間的偏差，一般用最低有效位來表示。例如，10位二進制數(shù)輸出的A/D轉(zhuǎn)換器AD571，在室溫（+25℃）和標準電源電壓（U+=+5V，U-=-5V）的條件下，轉(zhuǎn)換誤差≤。當(dāng)使用環(huán)境發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)換誤差也將發(fā)生變化，實際使用中應(yīng)加以注意。例如：8位、單極性、輸入范圍0～5V的A/D轉(zhuǎn)換器分辨力＝×5＝1LSB＝19.5mv分辨率為8位（256）最大相對精度（誤差）＝＝±9.75mvA/D轉(zhuǎn)換器A/D技術(shù)參數(shù)①分辨率：指A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模67A/D轉(zhuǎn)換器A/D技術(shù)參數(shù)③轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換時間：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時間。(從AD啟動到數(shù)字輸出穩(wěn)定)轉(zhuǎn)換頻率：A/D轉(zhuǎn)換器在單位時間內(nèi)完成轉(zhuǎn)換的次數(shù)。與轉(zhuǎn)換時間互為倒數(shù)。例如：轉(zhuǎn)換頻率＝10KHz，則轉(zhuǎn)換時間＝A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度主要取決于轉(zhuǎn)換電路的類型，不同類型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度相差很大。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最慢，需幾百毫秒左右；逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度較快，轉(zhuǎn)換速度在幾十微秒；并聯(lián)型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快，僅需幾十納秒時間。常見的A/D轉(zhuǎn)換器有：ADC0809（8位）、AD574（12位）、AD578（16位）等。A/D轉(zhuǎn)換器A/D技術(shù)參數(shù)③轉(zhuǎn)換時間與轉(zhuǎn)換頻率常見的A/D68接口實例數(shù)據(jù)采集(ADC0809+8031)①ADC0809介紹

ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝。片內(nèi)帶有8路模擬開關(guān)和地址譯碼器，ADC0809輸出的數(shù)字信號有TTL三態(tài)緩沖器控制，可直接連至計算機的數(shù)據(jù)總線。轉(zhuǎn)換時間100μs。8路模擬開關(guān)地址譯碼器8位A/D三態(tài)輸出鎖存器ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖

IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADDAADDBADDCALESTARTCLKVR(+)VR(-)OEEOCD0D1D3D2D4D5D6VCCD7GND接口實例數(shù)據(jù)采集(ADC0809+8031)①ADC08069接口實例管腳功能IN0～IN78路模擬量輸入D0～D78位數(shù)字輸出，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果由這8根線傳送給計算機ADDA、B、C3位地址輸入，經(jīng)譯碼后選擇模擬量輸入ALE地址鎖存啟動信號，在ALE的上升沿，將A、B、C上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器START啟動信號輸入端，START為正脈沖，其上升沿清除ADC0809的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動A/D開始轉(zhuǎn)換OE允許輸出信號。當(dāng)OE=1時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)EOC轉(zhuǎn)換完成信號，當(dāng)EOC上升為高電平時，表明內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換已完成CLK時鐘輸入信號，ADC0809的時鐘頻率范圍在10～1200kHz，典型值為640kHzVR(+)、VR(-)外部參考電壓VCC、GND電源(5V)、地接口實例管腳功能IN0～IN78路模擬量輸入D0～D78位數(shù)70接口實例A/D啟動方法程序啟動（軟件啟動）定時器啟動外接啟動信號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀取方式程序查詢方式中斷方式定時采樣方式START有效ALE有效啟動A/DEOC有效OE有效輸出數(shù)字②A/D轉(zhuǎn)換使用接口實例A/D啟動方法程序啟動（軟件啟動）轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀取方式程71接口實例③ADC0809與8031接口電路及程序（程序啟動、軟件延時方式讀數(shù)據(jù)，8通道循環(huán)采集）數(shù)據(jù)采集程序：main:MOVR1,#data ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址

MOVDPTR,#7FF8；P2.7置0，且指向通道IN0MOVR7,#08H ；置通道數(shù)8loop:MOVX@DPTR,A；隨機寫外存儲器

MOVR6,#16H ；軟件延時，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束delay:NOPNOPNOPDJNZR6,delay

；共延時22×5μs＝110μsMOVXA,@DPTR；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果

MOV@R1,A ；轉(zhuǎn)儲到數(shù)據(jù)區(qū)

INCDPTR ；指向下一個通道

INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針

DJNZR7,loop

；直到8個通道都采集完ADC0809與8031單片機接口電路或非門，全0才為1接口實例③ADC0809與8031接口電路及程序（程序啟動72機電系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動化第一章機電一體化概論第二章精密機械技術(shù)第三章工業(yè)控制計算機第四章基于單片機的控制器第五章可編程序控制器第六章傳感器與計算機接口第七章動力驅(qū)動及其計算機控制第八章機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法與實例機電系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動化第一章機電一體化概論73控制器(IPC/PLC/MCU等)輸入接口輸出接口驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)(電機、電磁閥等)被控對象(各種機械參數(shù))傳感檢測裝置(各類傳感器等)反饋量被控量設(shè)定值＋—機電一體化系統(tǒng)的組成機電一體化系統(tǒng)的組成控制器輸入接口輸出接口驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)被控對象傳感檢測裝置反饋量74第六章傳感器與計算機接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器與計算機接口概述75第六章傳感器及其接口概述傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置的組成機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述76傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置作為機電一體化系統(tǒng)的感覺器官，用來獲取兩方面信息：系統(tǒng)內(nèi)部的信息：如力的大小，工件的位置、位移等。系統(tǒng)外部即環(huán)境參數(shù)：如溫度、濕度等。把信息作適當(dāng)處理（變換、放大、濾波），檢測出有用信息，送到顯示或處理裝置。傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用傳感檢測裝置作為機電一體77傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用主機(工控機或普通計算機)顯示器打印機交互設(shè)備(鍵盤鼠標等)報警存儲設(shè)備(硬盤光盤等)接口電路A/D多路開關(guān)接口電路接口電路接口電路D/A開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出多路開關(guān)…變送器傳感器變送器傳感器……傳感檢測輸入通道驅(qū)動執(zhí)行…被控對象(壓力、速度等機械參數(shù))傳感檢測裝置在機電一體化系統(tǒng)中的作用主顯示器打印機交互設(shè)備報78傳感檢測裝置的組成電量電量被測對象輸入裝置中間變換裝置輸出非電量通常是各類傳感器非電量電測法：利用各種電子測量線路和儀器對非電物理量進行測量的方法，相對于機械測量法、光學(xué)測量法。傳感檢測裝置的組成電量電量被測對象輸入裝置中間變換裝置輸出非79第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述80傳感器的定義廣義：將被測物理量轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的，容易檢測、傳輸或處理的信號的裝置，稱之為傳感器，也叫變換器、換能器。狹義：指工程中使用的各類傳感器。傳感器的定義廣義：將被測物理量轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的，容易檢測、傳81傳感器的分類傳感器的分類方法有多種，主要有以下三種分類：按被測物理量：位移、位置傳感器力、力矩傳感器速度、加速度傳感器溫度、濕度、酸度傳感器按工作原理：電阻式、電容式、電感式磁電式、光電式、壓電式、熱電式諧振式按輸出量：模擬型數(shù)字型注意：在機械工程中使用的傳感器有很多，一種傳感器可以測量多種物理量，一種物理量也可以由多種傳感器測量得到。傳感器的分類傳感器的分類方法有多種，主要有以下三種分類：注意82第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述83機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器位置傳感器位移傳感器速度、加速度傳感器力、壓力、力矩傳感器溫度傳感器視覺傳感器機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器位置傳感器84位置傳感器接觸式位置傳感器位置傳感器接觸式位置傳感器85位置傳感器非接觸式位置傳感器位置傳感器非接觸式位置傳感器86位置傳感器電容式接近開關(guān)電感式、霍爾式接近開關(guān)位置傳感器電容式接近開關(guān)電感式、霍爾式接近開關(guān)87位移傳感器絕對式碼盤（格雷碼）增量式碼盤(ABZ)位移傳感器絕對式碼盤（格雷碼）增量式碼盤(ABZ)88位移傳感器位移傳感器89位移傳感器碼盤式位移傳感器位移傳感器碼盤式位移傳感器90速度傳感器非接觸式速度傳感器速度傳感器非接觸式速度傳感器91速度傳感器非接觸式速度傳感器接觸式速度傳感器—測速電機速度傳感器非接觸式速度傳感器接觸式速度傳感器—測速電機92加速度傳感器加速度傳感器93加速度傳感器普通加速度傳感器集成半導(dǎo)體式加速度傳感器加速度傳感器普通加速度傳感器集成半導(dǎo)體式加速度傳感器94力傳感器柱式梁式輪輻式應(yīng)變片式力傳感器力傳感器柱式梁式輪輻式應(yīng)變片式力傳感器95力傳感器力傳感器96壓力傳感器應(yīng)變片式壓電式壓阻式壓力傳感器應(yīng)變片式壓電式壓阻式97力矩傳感器力矩傳感器98溫度傳感器熱電阻、熱敏電阻熱電偶溫度傳感器熱電阻、熱敏電阻熱電偶99視覺傳感器視覺傳感器100視覺傳感器圖6-29視覺傳感器在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用圖6-30視覺傳感器在PCB生產(chǎn)中的應(yīng)用視覺傳感器圖6-29視覺傳感器在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用圖6-3101視覺傳感器視覺傳感器102第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器的定義與分類機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器智能傳感器傳感器與計算機接口技術(shù)第六章傳感器及其接口概述103智能傳感器的概念與特點一般傳感器只具備信息采集、轉(zhuǎn)換功能，智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計算機和傳感器的結(jié)合，它兼有信息采集、轉(zhuǎn)換、檢測、判斷和處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點：⑴有信息判斷和處理功能；⑵能對測量值進行修正、誤差補償，提高了測量精度；⑶可實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量；⑷有自診斷和自校準功能，提高可靠性；⑸測量數(shù)據(jù)可存取，使用方便；⑹通信功能：有數(shù)據(jù)通信接口，能與微型計算機通信。智能傳感器的概念與特點一般傳感器只具備信息采集、轉(zhuǎn)換功能，智104智能傳感器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)傳感器相同的部分被測量傳感器預(yù)處理及接口電路微處理器輸出接口顯示通信與傳統(tǒng)傳感器不同的部分智能傳感器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)傳感器相同的部分被測量傳感器預(yù)處理及微105第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述106傳感器的信號輸出形式傳感器輸出信號處理過程輸出結(jié)果傳感器類型電壓模擬量模擬型傳感器電流電流->電壓頻率頻率->電壓（頻率/電壓轉(zhuǎn)換器）開關(guān)量（0/1，位式數(shù)字）數(shù)字量數(shù)字型傳感器編碼數(shù)字（ASCII碼、BCD碼，二進制）脈沖序列脈沖數(shù)->數(shù)字（計數(shù)器）傳感器的信號輸出形式傳感器輸出信號處理過程輸出結(jié)果傳感器類型107第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述108數(shù)字型傳感器與計算機接口被測信號數(shù)字型傳感器三態(tài)緩沖器計算機計算機數(shù)據(jù)總線數(shù)字型傳感器與計算機接口被測信號數(shù)字型傳感器三態(tài)緩沖器計算機109接口實例M/T法測速光敏二極管輸出整形后輸出接口實例M/T法測速光敏二極管輸出整形后輸出110接口實例接口實例111接口實例M/T法測速原理：同時測量檢測時間和在此檢測時間內(nèi)計數(shù)脈沖個數(shù)，從而得到被測轉(zhuǎn)速。其中：

m1：檢測時間內(nèi)得到的測速脈沖數(shù)

m2：檢測時間內(nèi)得到的時鐘脈沖數(shù)

fc：時鐘頻率

p：編碼盤每轉(zhuǎn)送出的脈沖數(shù)接口實例M/T法測速原理：同時測量檢測時間和在此檢測時間內(nèi)計112來自編碼器M/T測速法接口硬件電路接口實例測速部分脈沖整形部分來自編碼器M/T測速法接口硬件電路接口實例測速部分脈沖整形部113接口實例8253：下降沿有效的十六位減法計數(shù)器，3個計數(shù)通道都工作方式0—計數(shù)終止時中斷，其方式字分別為0x30、0x70、0xB0(方式0，先低后高讀寫，十六進制)。LM339：過零比較器，將來自編碼器的正弦信號整形成0-5V的標準測速脈沖。工作過程：8253通道0的方式字寫完后，OUT0(=J)由高變低，等待測速脈沖的到來。測速脈沖的第一個上升沿使JK邊沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q置高，GATE0、1、2打開，8253的3個計數(shù)通道開始下降沿減法計數(shù)，其中，通道0用于設(shè)定檢測時間，在設(shè)定的檢測時間到達后，通道0計數(shù)結(jié)束，OUT0由低變高，由于此時GATE1、2仍打開，計時脈沖和測速脈沖仍在計數(shù)，直到下一個測速脈沖的上升沿使JK邊沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q變低，關(guān)閉GATE0、1、2，計數(shù)結(jié)束，同時產(chǎn)生計數(shù)結(jié)束中斷給8031。8031在中斷服務(wù)程序中根據(jù)計數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值計算出m1和m2，從而計算出轉(zhuǎn)速n。接口實例8253：下降沿有效的十六位減法計數(shù)器，3個計數(shù)通道114接口實例方式字寫完測速脈沖OUT0GATE第一個測速脈沖設(shè)定時間t0實際時間t1時鐘脈沖實際測量時間t2設(shè)定時間到最后一個測速脈沖接口實例方式字寫完測速脈沖OUT0GATE第一個測速脈沖設(shè)定115第六章傳感器及其接口概述機電一體化系統(tǒng)中的常用傳感器傳感器與計算機的接口傳感器的信號輸出形式數(shù)字型傳感器與計算機接口及實例模擬型傳感器與計算機接口及實例第六章傳感器及其接口概述116模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式117模擬型傳感器與計算機接口典型的多通道模擬信號輸入接口多路模擬開關(guān)S/HA/D控制器計算機總線被測信號1被測信號N………模擬型傳感器1模擬型傳感器N……此外還有單通道式、同步式和并行式等多種形式三態(tài)緩沖器模擬型傳感器與計算機接口典型的多通道模擬信號輸入接口多路118模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式119多通道模擬信號輸入A2A1A0ENOUT0001S10011S20101S30111S41001S51011S61101S71111S8XXX0X—EN—A2—A1—A0—OUTS1—S2—S3—S4—S5—S6—S7—S8—

以多通道模擬開關(guān)（數(shù)據(jù)選擇器，MUX）AD7501為例：CMOS型8選1多路模擬開關(guān)，每次從8個輸入端中選擇一路與公共端相聯(lián)，選擇的通道號由輸入的地址編碼確定，與TTL電平兼容。對多路模擬開關(guān)的選擇要求是：導(dǎo)通電阻小、開路電阻大、交叉干擾小、速度適應(yīng)。0101S31011S601011011多通道模擬信號輸入A2A1A0ENOUT0001S10011120多通道模擬信號輸入多通道模擬信號輸入121模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式122A/D轉(zhuǎn)換的一般過程

A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程一般分為四個步驟：采樣、保持、量化和編碼。采樣/保持量化(離散)Dn-1編碼D0Dn-2…A/D轉(zhuǎn)換的一般過程A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換123A/D轉(zhuǎn)換的一般過程保持tVstVstVs信號采樣/保持采樣后的信號量化tVs采樣香農(nóng)采樣定理：對于一個有限頻率的連續(xù)信號，當(dāng)采樣頻率fs≥2f信MAX時，采樣函數(shù)才能不失真地恢復(fù)原來的連續(xù)信號。采樣定理給出是采樣的最低頻率，為了保證精度，工程上通常fs＝(4-10)f信MAX。A/D轉(zhuǎn)換的一般過程保持tVstVstVs信號采樣/保持采樣124模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式125信號的采樣與保持⑴采樣/保持電路的作用因為A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，為了保證轉(zhuǎn)換精度，在A/D轉(zhuǎn)換的過程中，要求信號的電壓保持不變，在A/D轉(zhuǎn)換完成后，又要能跟蹤信號電壓的變化。能完成這個功能的電路叫采樣/保持電路（或稱為采樣/保持器，簡稱S/H，Sample/Hold）。信號的采樣與保持⑴采樣/保持電路的作用126信號的采樣與保持⑵采樣/保持電路采樣/保持電路由存儲電容CH、模擬開關(guān)T(N溝道增強型MOS管)、輸入電阻RI(限流)、反饋電阻RF和運算放大器A組成，有兩種工作模式：采樣模式：控制信號S為高電平，T導(dǎo)通，輸入信號vI通過RI、T向電容CH充電，若RI=RF，充電結(jié)束后，vO=vC=-vI

；保持模式：控制信號S為低電平，T截止，輸出電壓vO由電容CH兩端電壓保持。集成采樣/保持器：AD582、AD583(一般)、HTS-0025(高速)、SHA1144(高分辨率)等。A－＋vIvOCHRFRITS信號的采樣與保持⑵采樣/保持電路集成采樣/保持器：AD58127信號的采樣與保持⑶對采樣/保持電路的要求在采樣階段，存儲電容要盡快充電，以快速跟蹤信號電壓；在保持階段，存儲電容漏電流必須接近于零，以保持信號電壓（相當(dāng)于一個模擬信號存儲器）信號的采樣與保持⑶對采樣/保持電路的要求128模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式129量化與編碼量化輸入信號經(jīng)采樣/保持后，得到一個階梯波（模擬量）。將階梯波離散化，把采樣后的樣值電平歸化到與之接近的離散電平上，稱為量化。指定的離散電平稱為量化電平。量化就是將樣值電壓表示成量化單位電壓的某一整數(shù)倍，因此，量化必然存在誤差（系統(tǒng)誤差）。量化一般有兩種方法，只舍不入（類似于取整運算）和有舍有入（類似于四舍五入），前一種量化誤差（1LSB）是后一種量化誤差（0.5LSB）的兩倍。量化與編碼量化130量化與編碼編碼用二進制數(shù)碼來表示各個量化電平的過程稱為編碼。量化單位電壓就是兩個量化電平之間的差值，二進制數(shù)碼位數(shù)越多，量化單位電壓就越小，量化誤差就越小，精度就越高。在A/D轉(zhuǎn)換中，模擬電壓的輸入范圍一般有0～5V、0～10V、-5V～5V等等，其中0～5V、0～10V的稱為單極性輸入，-5V～5V稱為雙極性輸入。在輸入范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換前后的模擬電壓與數(shù)字碼之間有一一對應(yīng)的關(guān)系。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字碼，一般有二進制碼和BCD碼兩種。BCD碼常用于直接數(shù)字顯示，二進制碼用于與計算機接口，有8、10、12、16位等等，位數(shù)越多，精度越高。對于雙極性輸入，一般給出二進制補碼的形式或雙極性偏移碼的形式。量化與編碼編碼131量化與編碼模擬量數(shù)字碼8位12位16位單極性（0～5V）0V（00000000）2（XXXX0000，00000000）2（00000000，00000000）22.5V（10000000）2（XXXX1000，00000000）2（10000000，00000000）23.75V（11000000）2（XXXX1100，00000000）2（11000000，00000000）25V（11111111）2（XXXX1111，11111111）2（11111111，11111111）2雙極性（-5V～5V）（偏移碼）-5V（00000000）2（XXXX0000，00000000）2（00000000，00000000）2-2.5V（01000000）2（XXXX0100，00000000）2（01000000，00000000）20V（10000000）2（XXXX1000，00000000）2（10000000，00000000）22.5V（11000000）2（XXXX1100，00000000）2（11000000，00000000）25V（11111111）2（XXXX1111，11111111）2（11111111，11111111）2雙極性偏移碼的計算：例：一個12位的雙極性AD轉(zhuǎn)換器（-5V～+5V）輸出的編碼為1011，0110，0001，1001，請問前端的信號電壓多少？⑴(1011，0110，0001，1001)2&0X0FFF=(0000，0110，0001，1001)2=(1561)10⑵1561/212×(5–(-5))+(-5)=-1.18896(V)量化與編碼模擬量數(shù)字碼8位12位16位單極性0V（00000132模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式多通道模擬信號輸入A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的一般過程信號的采樣與保持量化與編碼A/D轉(zhuǎn)換器模擬型傳感器與計算機接口模擬型傳感器與計算機接口的一般形式133A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)換型間接轉(zhuǎn)換型計數(shù)型(串行)逐次比較型并聯(lián)比較型反饋比較型雙積分型(V-T)V-F型A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)換型間接轉(zhuǎn)換型計數(shù)型(串行)逐次134A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換原理以8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器章解A/D轉(zhuǎn)換工作原理：（類似于天平稱重）A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換原理135A/D轉(zhuǎn)換器OEDONE模擬量輸入VX時鐘+比較器_時序與控制邏輯電路D/A轉(zhuǎn)換器8位寄存器輸出緩沖器8位數(shù)字輸出逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器工作原理圖啟動比較電壓VNA/D轉(zhuǎn)換器OEDONE模擬量輸入VX時鐘+時序與控制D/A136A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程舉例：8位、單極性、輸入范圍0～10V、VX＝6.6（V）過程時鐘123456789置位11111111溢出等價于52.51.250.6250.31250.156250.0781250.0390625比較5<6.67.5>6.66.25<6.66.875>6.66.5625<6.66.71875>6.66.640625>6.66.6015625>6.6結(jié)果保留舍棄保留舍棄保留舍棄舍棄舍棄輸出10101000最后輸出：（10101000）2＝（A8）16＝（168）10近似值，有誤差相對誤差：等價于：A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程舉例：8位、單極性、輸入范圍0～10V、137A/D轉(zhuǎn)換器CP1CP2CP3CP4CP5CP6CP7CP8CP9123456789105.07.56.256.8756.56256.718756.6406256.6015625A/D轉(zhuǎn)換器CP1CP2CP3CP4CP5CP6CP7CP8138A/D轉(zhuǎn)換器A/D技術(shù)參數(shù)①分辨率：指A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬信號的分辨能力。分辨力＝×滿刻度值＝1LSB分辨率一般用A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)表示，例如8位（256），10位（1024），12位（4096），位數(shù)越多，分辨率越高。②相對精度（誤差）：轉(zhuǎn)換值和實際值間的偏差，一般用最低有效位來表示。例如，