智能儀器設(shè)計(jì)-5-輸出接口

第五章智能儀器輸出通道及其接口電路1一、D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理及分類T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器

2輸出電壓的大小與數(shù)字量具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系3二、D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)1、分辨率分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。 分辨率與輸入數(shù)字量的位數(shù)有確定的關(guān)系，可以表示成FS*1/2nFS表示滿量程輸入值，n為二進(jìn)制位數(shù)。對(duì)于5V的滿量程，采用８位的DAC時(shí)，分辨率為5V/256＝19.5mV；當(dāng)采用12位的DAC時(shí)，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。42、線性度線性度（也稱非線性誤差）是實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想直線特性之間的最大偏差。常以相對(duì)于滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。如±1%是指實(shí)際輸出值與理論值之差在滿刻度的±1%以內(nèi)。53、精度精度（簡(jiǎn)稱精度）是指在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，任一輸入數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬量實(shí)際輸出值與理論值之間的最大誤差。誤差的構(gòu)成：DAC的增益誤差（當(dāng)輸入數(shù)碼為全1時(shí)，實(shí)際輸出值與理想輸出值之差）、零點(diǎn)誤差（數(shù)碼輸入為全０時(shí)，DAC的非零輸出值）、非線性誤差和噪聲。實(shí)際產(chǎn)品：精度（即最大誤差）小于正負(fù)1/2LSB。64、建立時(shí)間建立時(shí)間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時(shí)，輸出模擬信號(hào)達(dá)到滿刻度值的±1/2LSB所需的時(shí)間。描述D/A轉(zhuǎn)換速率。電流輸出型DAC的建立時(shí)間短；電壓輸出型DAC的建立時(shí)間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。根據(jù)建立時(shí)間的長(zhǎng)短：超高速（＜1μS)

高速（10～1μS） 中速（100～10μS） 低速（≥100μS）幾檔7三、DAC0832芯片及其與單片機(jī)接口8DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖9DAC0832管腳定義10DAC0832操作時(shí)序圖11單緩沖式接口電路

此方式適用于只有一路模擬量輸出，或有幾路模擬量輸出但并不要求同步的系統(tǒng)

12極性調(diào)整電路Rfb=15K13雙緩沖式接口電路

—多通道同步輸出14兩路D/A同步輸出的程序MOV

DPTR，#0DFFFHMOVA，#data1MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#0BFFFHMOVA，#data2MOVX@DPTR，AMOVDPTR，#7FFFHMOVX@DPTR，A15輸出電流？輸出電壓？運(yùn)放供電？16四、MAX5312芯片及其與單片機(jī)接口17MAX5312內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖18C3C2C1C0控制功能0000無(wú)效操作0010從SHIFT裝載至INPUT0100從SHIFT裝載至INPUT和DAC0110從INPUT裝載至DAC1000進(jìn)入低功耗模式1100退出低功耗模式MAX5312控制字解釋19MAX5312接口電路控制位存放于R7，待轉(zhuǎn)換信號(hào)存放于R1和R020DACONV: MOV P1,#0FFH CLR P1.6 CLR P1.5 CLR P1.2 MOV R2，#4 MOV A,R7 SHIFT_CTRL: RL A DJNZ R2 SHIFT_CTRL OR A,R1 MOV R2，#8 CLR P1.121TRANSMIT_H: RLC A MOV P1.0,C CPL P1.1 NOP CPL P1.1 DJNZ R2,TRANSMIT_H MOV A,R0 MOV R2，#8TRANSMIT_L: RLC A MOV P1.0,C CPL P1.1 NOP CPL P1.1 DJNZ R2,TRANSMIT_L22LOAD_DATA: ；內(nèi)部寄存器刷新

CPL P1.6 NOP CPL P1.4 ；強(qiáng)制刷新內(nèi)部寄存器

NOP CPL P1.4 RET2324五、電壓型D/A轉(zhuǎn)換器的電流轉(zhuǎn)換電路25R1=R2，R3=R426六、智能儀器數(shù)字量輸入輸出技術(shù)輸入緩沖和輸出鎖存的功能：可以使高速工作的CPU與慢速工作的外設(shè)起協(xié)調(diào)和緩沖作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的同步。由于掛接在數(shù)據(jù)總線上，故要求緩沖器和鎖存器必須具有三態(tài)輸出功能。27輸入通道保護(hù)技術(shù)281)低輸入阻抗，一般干擾源均具有較高的內(nèi)阻，因此在光電耦合器的低阻抗輸入端所產(chǎn)生的分壓值較低，提高了對(duì)噪聲的抑制能力；2)封裝外殼光屏蔽，光電耦合器在傳遞信號(hào)過程中不受環(huán)境光的干擾；3)輸入回路與輸出回路之間具有極大的絕緣電阻，極小的分布電容，具有很高的直流沖擊隔離閾值；4)具有單向傳輸特性5)響應(yīng)速度快，6)體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、可靠性高。數(shù)字通道的光電隔離技術(shù)—光耦的特點(diǎn)29光耦的典型結(jié)構(gòu)輸出回路飽和壓降較小，可較好的兼容TTL數(shù)字電平