第10章 AD與DA轉(zhuǎn)換器接口

第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

主要內(nèi)容：1、D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理與接口方法

2、D/A轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計

3、A/D轉(zhuǎn)換器接口基本原理與方法

4、查詢方式的A/D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計

5、中斷方式的A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計

6、DMA方式的A/D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計

7、在板存儲器方式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

8、微型計算機系統(tǒng)的A/D、D/A通道重點內(nèi)容：A/D、D/A接口電路設(shè)計及編程1第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

一、概述

計算機加工、處理的信號可以分為數(shù)字量和模擬量兩種類型。從鍵盤讀入的字符代碼，送往磁盤存儲的文件信息，是以二進制表示的數(shù)字量。經(jīng)常使用的語音信號，送往VGA顯示器的視頻信號，以及工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度、流量等物理量都是隨著時間連續(xù)變化的模擬量?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計算機內(nèi)部都采用二進制表示的數(shù)字量進行信號的輸入、存儲、傳輸、加工與輸出。為了使用計算機對模擬量進行采集、加工和輸出，需要把模擬量轉(zhuǎn)換成便于數(shù)字計算機存儲和加工的數(shù)字量（A/D轉(zhuǎn)換），或者把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量（D/A轉(zhuǎn)換）。因此，D/A與A/D轉(zhuǎn)換是計算機用于多媒體、工業(yè)控制等領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。2第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

模擬量檢測與轉(zhuǎn)換模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量CPUA/DD/A傳感器檢測電路被控制對象調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)3第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

傳感器變送器信號處理放大驅(qū)動D/A轉(zhuǎn)換鎖存器I/O接口A/D轉(zhuǎn)換控制數(shù)字量數(shù)字量溫度流量模擬量微機系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程電壓量信號處理傳感器變送器電流量多路開關(guān)采樣保持器.........4第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

二、模擬量輸入輸出通道

常常把D/A與A/D轉(zhuǎn)換的相關(guān)器件集中做在一塊接口電路板上，稱為模擬量輸入輸出通道。它主要由以下幾個部件組成：

1、傳感器（變送器）把外部的物理量（例如：聲音、溫度、壓力、流量等）轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號。

2、A/D轉(zhuǎn)換器它是輸入通道的核心環(huán)節(jié)，其作用是將電壓表示的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送計算機處理。

A/D轉(zhuǎn)換器輸入模擬信號通常有以下幾種電壓范圍：單極性為0~5V、0~10V、0~20V，雙極性為±2.5V、±5V、

±10V等。

3、信號處理傳感器輸出的信號通常比較微弱，不能滿足ADC的要求，需要經(jīng)過放大，獲得ADC所要求的輸入電平范圍。安裝在現(xiàn)場的傳感器及其傳輸線路容易受到干擾信號的影響，因此還需要加接濾波電路，濾去干擾信號。5第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

4、多路開關(guān)需要監(jiān)測或控制的模擬量往往多于一路，許多模擬量變化緩慢。這時，可以使用多路模擬開關(guān)，輪流接通其中的一路，使多路模擬信號共用一個ADC進行A/D轉(zhuǎn)換。5、采樣/保持器進行A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，與此同時，模擬信號隨時間不斷地變化。如果在一次轉(zhuǎn)換期間，輸入的模擬量有較大的變化，那么轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果會產(chǎn)生誤差，甚至發(fā)生錯誤。

A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號不變的電路稱為采樣/保持電路。轉(zhuǎn)換開始之前，采樣/保持電路采集輸入信號（采樣），轉(zhuǎn)換進行過程中，它向A/D轉(zhuǎn)換器保持固定的輸出（保持）。對于緩慢變化的模擬量，采樣/保持電路可省去。6、D/A轉(zhuǎn)換器

D/A轉(zhuǎn)換器將成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。

6第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

10.1數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D/A一、D/A轉(zhuǎn)換原理模擬轉(zhuǎn)換標準電壓（+/-10V、5V）放大器數(shù)字開關(guān)控制數(shù)字接口…電流ΣIi電壓D0D1D2Dn待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量經(jīng)數(shù)字接口控制各相應(yīng)的開關(guān)，以接通或斷開各自的解碼電阻，從而改變標準電源經(jīng)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的總電流ΣIi。

該電流經(jīng)放大器放大后，輸出與數(shù)字量相對應(yīng)的模擬電壓。數(shù)字接口通常由鎖存器組存，用來鎖存被轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。7第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

1、由權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)和運算放大器構(gòu)成的D/A轉(zhuǎn)換換器數(shù)字量是由一位一位的數(shù)字構(gòu)成的，每個數(shù)位都代表一定的權(quán)。如10000001，為了把一個數(shù)字量變?yōu)槟M量，必須把每一位上的代碼按照權(quán)來轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬量，再把各模擬量相加，得到的總的模擬量便對應(yīng)于給定的數(shù)據(jù)。在集成電路中通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字量往模擬電流的轉(zhuǎn)換，再利用運算放大器來完成模擬電流到模擬電壓的轉(zhuǎn)換。VoVREFD3D2D1D0R2R4R8RRf8第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

VREF是標準電源，運算放大器輸入端的各支路對應(yīng)待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的第0位、第1位………第n位。支路中的開關(guān)由對應(yīng)的數(shù)位來控制，如果數(shù)位為1，則對應(yīng)的開關(guān)閉合；如果數(shù)位為0，則對應(yīng)的開關(guān)打開。各輸入支路中的電阻分別為R、2R、4R……這些電阻為權(quán)電阻?，F(xiàn)在輸入端有4個支路，從4個開關(guān)全部斷開到全部閉合，運算放大器可以得到16種不同的電流輸入。通過電阻網(wǎng)絡(luò)，可以把0000~1111轉(zhuǎn)換成大小不同的電流，

從而可以在運算放大器輸出端得到大小不同的電壓。如果由數(shù)字0000每次增1，一直變化到1111，那么就可以得到一個階梯波電壓。9第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

2、T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)在D/A轉(zhuǎn)換時，采用獨立的權(quán)電阻，那么對于一個8位的D/A轉(zhuǎn)器，需要R、2R、4R………128R等共8個電阻，最大電阻的阻值是最小電阻阻值的128倍，而對這些電阻的誤差要求又比較高，很難實現(xiàn)。通常用T型電阻網(wǎng)絡(luò)代替單一的權(quán)電阻支路，采用T型網(wǎng)絡(luò)時，整個網(wǎng)絡(luò)只需要R和2R兩種電阻。VREF

2R2R2R2R2RRRRK3K2K1K020Vo-+ABC212223RfbD10第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

開關(guān)向左，支路電阻接地，只有開關(guān)向右倒，才能給運放輸入端提供電流。在T型電阻網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點A的左邊為兩個2R的電阻并聯(lián)，它們的等效電阻為R，節(jié)點B左邊也是兩個2R的電阻并聯(lián)，結(jié)果等效電阻也是R……，最后在D點等效于一個數(shù)值為R的電阻連在參考電壓VREF

上。則C、B、A點的電位為-VREF/2、-VREF/4、-VREF/8R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)VREF

2R2R2R2R2RRRRK3K2K1K020Vo-+ABC212223RfbD11第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

當K3向右倒時，運算放大器的輸入電流為-VREF/2R當K2向右倒時，運算放大器的輸入電流為-VREF/4R當K1向右倒時，運算放大器的輸入電流為-VREF/8R當K0向右倒時，運算放大器的輸入電流為-VREF/16R開關(guān)K0、K1、

K2、

K3對應(yīng)于1位二進制，當二進制為1111時，流入運放的電流為I=-VREF/2R-VREF/4R-VREF/8R-VREF/16R=-VREF/2R（1/20+1/21+1/22+1/23）運放的輸出電壓Vo=I×Rfb輸出電壓與輸入的二進制數(shù)、運放的反饋電阻Rfb及標準電壓VREF有關(guān)VREF

2R2R2R2R2RRRRK3K2K1K020Vo-+ABC212223RfbD12第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

3、分辨率和精度（1）分辨率：階梯波的每一級增量對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)的最低數(shù)位1。在

D/A轉(zhuǎn)換時，將最低位增1所引起的增量和最大輸入量的比稱分辨率。分辨率=1/（2n-1）≈1/2n

也可以指D/A轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)的位數(shù)。（2）轉(zhuǎn)換精度：指D/A轉(zhuǎn)換器實際輸出電壓與理論值之間的誤差。一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位，如：

±1/2LSB。

例如：如果分辨率為8位，則它的精度是：

±(1/2)×(1/256)=±1/512

（3）轉(zhuǎn)換時間：指數(shù)字量從輸入到完成轉(zhuǎn)換，輸出達到最終值并穩(wěn)定為止所需的時間。（4）線性度：指數(shù)字量變化時，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化的程度。13第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

二、DAC08321、DAC0832的引腳CS1WR12AGND3DI34DI25DI16DI07VREF8Rfb9DGND1020191817161514131211VccILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout114第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

DAC0832內(nèi)部有一個T型電阻網(wǎng)絡(luò)，用來實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，它需要外接運算放大器，才能得到模擬電壓輸出。在DAC0832中有兩級鎖存器，所以DAC0832可以工作在雙緩沖器工作方式，在輸出模擬信號的同時可以采集下一個數(shù)字，轉(zhuǎn)換速度快。當ILE為高電平、CS、WR1為低電平時，LE1為1，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。當WR1為高電平、LE1為低電平時，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中。當XFER、WR2為低電平，LE2為高電平時，8位的

DAC寄存器的輸出隨輸入而變化，當WR2為高電平、LE2為低電平可將輸入寄存器的信息鎖存到DAC寄存器中。為了用DAC0832進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，可以使用兩種方法對數(shù)據(jù)進行鎖存：一是輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在不鎖存狀態(tài)；二是輸入寄存器工作在不鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)。CS：片選信號，它和允許輸入鎖存信號ILE合起來決定WR1是否起作用。ILE：允許鎖存信號。WR1：寫信號1，它作為第一級鎖存信號將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器中，它必須和CS、ILE同時有效。WR2：寫信號2它將鎖存在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)送到8位DAC寄存器中進行鎖存，此時XFER必須有效。XFER：傳送控制信號，用來控制WR2。VREF：參考電壓輸入端，+10~-10V范圍。IOUT1：模擬電流輸出端，當DAC寄存器中全為1時，輸出電流最大，當DAC寄存器中全為0時，輸出電流為0。IOUT2：模擬電流輸出端，IOUT2為一個常數(shù)和IOUT1的差，

IOUT1+IOUT2=常數(shù)。Rfb：反饋電阻引出端，DAC0832內(nèi)部已有反饋電阻，Rfb可以直接接到外部運算放大器的輸出端。8位輸入寄存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器DI0~DI7ILECSWR1WR2XFERLE1LE2VREFIOUT2IOUT1RfbAGND153、DAC0832的工作過程

（1）CPU執(zhí)行輸出指令，輸出8位數(shù)據(jù)給DAC0832；（2）在CPU執(zhí)行輸出指令的同時，使ILE、WR1、CS

三個控制信號端都有效，8位數(shù)據(jù)鎖存在8位輸入寄存器中；（3）當WR2、XFER二個控制信號端都有效時，8

位數(shù)據(jù)再次被鎖存到8位DAC寄存器，這時8位D/A轉(zhuǎn)換器開始工作，8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的模擬電流，從IOUT1和IOUT2輸出。第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

16第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

4、工作方式

（1）雙緩沖方式

ILE接+5V，WR1、WR2與CPU的IOW連接，用CS作為輸入寄存器的片選信號，XFER為DAC寄存器的片選信號。數(shù)據(jù)寫入時分兩次進行，第一次對輸入寄存器寫入待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，第二次對DAC寫操作啟動DAC寄存器的鎖存功能。

特點：在D/A轉(zhuǎn)換的同時，可接收下一個待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換速度快。

（2）單緩沖方式使兩個寄存器中的一個處于直通狀態(tài)。寫入數(shù)據(jù)后開始D/A轉(zhuǎn)換?？蓪R1（WR2），XEFR接地，使兩個寄存器中的一處于直通狀態(tài)，ILE接+5V，WR2（WR1）接CPU的IOW，CS接端口譯碼器，只對CS端時行一次寫操作，數(shù)據(jù)寫入后A/D轉(zhuǎn)換。

（3）直通方式兩個寄存器均處于直通狀態(tài)，此時ILE接+5V，CS、WR1、WR2

和XFER都接地。輸入的數(shù)據(jù)可立即進行D/A轉(zhuǎn)換，但由于輸入不使用緩沖寄存器，所以不能和計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線相連。17第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

DAC0832CSILEXFERWR1WR2CA3140-+VOUT191112CS1DAC0832CSILEXFERWR1WR2CA3140-+VOUT291112CS2DAC0832CSILEXFERWR1WR2CA3140-+VOUT391112CS3WRXFERILE18第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

5、DAC0832的應(yīng)用例1：采用單緩沖方式，通過DAC0832輸出產(chǎn)生三角波，三角波最高電壓5Ｖ，最低電壓0Ｖ。

（1）電路設(shè)計所要考慮的問題

①從CPU送來的數(shù)據(jù)能否被保存

DAC0832內(nèi)部有二級鎖存寄存器，從CPU送來的數(shù)據(jù)能被保存，不用外加鎖存器，可直接與CPU數(shù)據(jù)總線相連。

②二級輸入寄存器如何工作

按題意采用單緩沖方式，即經(jīng)一級輸入寄存器鎖存。

假設(shè)我們采用第一級鎖存，第二級直通，

那么第二級的控制端WR2和XFER應(yīng)處于有效電平狀態(tài)，使第二級鎖存寄存器一直處于打開狀態(tài)。第一級寄存器具有鎖存功能的條件是ILE、CS、WR1都要滿足有效電平。為減少控制線條數(shù)，可使ILE一直處于高電平狀態(tài)，控制WR1和

CS端。

③輸出電壓極性

按題意輸出波形變化范圍為0V~5Ｖ，需單極性電壓輸出。19第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

D0~D7

WR1

譯碼器A0~A15CSIout1

Iout2

輸出RwXEFRWR2DGND

VREFVCCILE+5VAGND

-5V8310DAC0832Rf91112-+A019208088D0~D7

WR

2171814A0H20第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

（2）軟件設(shè)計所要考慮的問題

①單緩沖方式下輸出數(shù)據(jù)的指令僅需一條輸出指令即可。如圖CS端與譯碼電路的輸出端相連，其地址數(shù)既是選中該DAC0832芯片的片選信號，也是第一級寄存器打開的控制信號。另外由于CPU的控制信號WR與

DAC0832的寫信號WR1相連，當執(zhí)行OUT指令時，CPU的WR1寫信號有效，與

CS信號一起，打開第一級寄存器，輸入數(shù)據(jù)被鎖存。

假設(shè)DAC0832地址為04A0H，輸出0Ｖ電壓程序如下：

MOVAL，00H

；設(shè)置輸出電壓值

MOVDX，4A0H；DAC0832片選地址

OUTDX，AL；輸出數(shù)據(jù)，使DAC0832

；輸出端得到0V模擬電壓；輸出21第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

開始設(shè)初值A(chǔ)L←00H輸出AL=AL+1AL=AL-1輸出AL=0FFH?AL=00H?YYNN22第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

②按題意產(chǎn)生三角波電壓范圍為0V~5Ｖ，那么所對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)

00H~FFH。所以三角波上升部分，從00H起加1，直到FFH。三角波下降部分從FFH起減1，直到00H。

單緩沖方式下程序如下：

MOVAL,00H；設(shè)置輸出電壓值

MOVDX,04A0H；DAC0832芯片地址送DXAA1：OUTDX,ALINCAL；修改輸出數(shù)據(jù)

CMPAL,0FFHJNZAA1AA2：OUTDX,ALDECAL；修改輸出數(shù)據(jù)

CMPAL,00HJNZAA2JMPAA123第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

例2：產(chǎn)生兩個不同極性的方波信號，相位關(guān)系如圖，試進行軟硬件設(shè)計。

分析：

（1）從圖可看出u1是單極性的方波，u2是雙極性的方波，需二個DAC0832轉(zhuǎn)換器，一個為單極性輸出，另一個為雙極性輸出。（2）u1產(chǎn)生正跳變時，u2也產(chǎn)生正跳變，u1產(chǎn)生負跳變時，u2也產(chǎn)生負跳變，要求二個DAC0832的輸出波形同步，因而DAC0832的工作方式需采用雙緩沖式。5V0V+1.2V-2.0Vu2u10Vtt24第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

（3）需要三個地址值，第一個地址作為第一片DAC0832的片選信號，第二個地址作為第二片DAC0832的片選信號，第三個地址作為同時打開兩個DAC0832的8位DAC寄存器的控制信號，該信號連接到兩片0832的XFER端。（4）第二片0832輸出電壓范圍為-2.5Ｖ~＋2.5Ｖ，可題目要求產(chǎn)生方波的電壓范圍為-2.0Ｖ~＋1.2Ｖ，模擬電壓所對應(yīng)的數(shù)字量計算方法如下：Dx=(Vx-V2)×0FFH/(V1-V2)其中Ｖ1為上限范圍電壓，等于+2.5V；Ｖ2為下限范圍電壓，等于-2.5V；Ｖx為待輸出電壓值。1.2V對應(yīng)的數(shù)字量等于BCH，-2.0Ｖ對應(yīng)的數(shù)字量等于19H。（5）在雙緩沖方式時，需要

執(zhí)行兩條輸出指令。第一條輸出指令打開DAC0832的輸入寄存器，把來自CPU的8位數(shù)據(jù)送入8位輸入寄存器鎖存。第二條輸出指令打開8位DAC

寄存器，使輸入的數(shù)據(jù)通過DAC寄存器送到D/A轉(zhuǎn)換器中進行轉(zhuǎn)換。但第二條輸出

指令中

輸出的

數(shù)據(jù)無意義，此指令只為使

XFER控制引腳有效，打開8位DAC寄存器。25第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

D0~D7A0~A158086CPUIOWDI0~DI7ILERfbIOUT1IOUT2VREFWR2WR1XFERCS譯碼器4A0H-+A1VOUT1+5V(-5V)VR1DAC0832DI0~DI7ILERfbIOUT1IOUT2VREFWR2WR1XFERCS-+A2VOUT2+5V(+2.5V)VR1DAC08324A2H4A4H-+A32R2RRVR26第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

程序如下：

AA1∶ MOV AL，00H ；設(shè)定輸出電壓值

MOV DX，04A0H ；設(shè)置第一片DAC0832地址

OUT DX，AL ；數(shù)據(jù)被鎖存在8位輸入寄存器

MOV AL，19H ；輸出電壓-2.0V對應(yīng)數(shù)字值

MOV DX，04A2H ；設(shè)置第二片DAC0832地址

OUT DX，AL ；數(shù)據(jù)被鎖存在8位輸入寄存器

MOV DX，04A4H ；設(shè)置二片0832共用地址

OUT DX，AL ；啟動兩片DAC0832同時轉(zhuǎn)換

CALL YS MOV AL，0FFH ；輸出電壓5V對應(yīng)數(shù)字值

MOV DX，04A0H ；設(shè)置第一片DAC0832地址

OUT DX，AL MOV AL，0BCH ；輸出電壓1.2V對應(yīng)數(shù)字值

MOV DX，04A2H ；設(shè)置第二片DAC0832地址

OUT DX，AL MOV DX，04A4H ；設(shè)置二片DAC0832共用地址

OUT DX，AL ；啟動兩片DAC0832同時轉(zhuǎn)換

CALL YS JMP AA127第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

例3：采用直通方式，利用DAC0832產(chǎn)生鋸齒波，波形范圍為0V~5Ｖ。

分析：

（1）由于采用直通方式，即DAC0832的8位輸入寄存器、8位DAC

寄存器一直處于直通狀態(tài)，因此要求控制端ILE接高電平，

CS、WR1、WR2、XFER接地。（2）由于采用直通方式，CPU輸出的數(shù)據(jù)可直接到達DAC0832的

8位D/A轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。在這種情況下，如果還是把

DAC0832D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端直接連在CPU數(shù)據(jù)總線上，會造成CPU數(shù)據(jù)總線上只能有D/A轉(zhuǎn)換所需要的數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)總線上的任何數(shù)據(jù)都會導(dǎo)致D/A進行變換和輸出，這在實際工程中是不可能的。因而DAC0832D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端不能直接連在CPU數(shù)據(jù)總線上，來自CPU

數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)必須經(jīng)鎖存后才能傳送到DAC0832

D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端。本題采用將DAC0832數(shù)據(jù)輸入端連接到8255A的A口，通過8255A的A口將來自CPU

的數(shù)據(jù)鎖存。（3）波形范圍為0V~5V，單極性輸出。（4）鋸齒波上升部分，采用數(shù)據(jù)值加1的方法，使輸出數(shù)據(jù)由00H

變化到0FFH。在下降時由0FFH突變到00H，不用采用重新賦00H的方法，0FFH加1自動變?yōu)?0H。28第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

DA0~DA7A0CSDI0~DI7ILERfbIOUT1IOUT2VREFWR2WR1XFERCS譯碼器8255A-+AVOUT+5V-5VDAC0832數(shù)據(jù)總線VCCA1D0~D7A0A129第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

設(shè)8255A芯片各口地址分別為04A0H,04A2H,04A4H,04A6H。

MOV DX，04A6H；8255A控制口地址送DX MOV AL，80H ；設(shè)置8255A工作方式控制字

OUT DX，AL MOV DX，04A0H；設(shè)置8255A的A口地址

MOV AL，00H ；輸出電壓0V對應(yīng)數(shù)值A(chǔ)A1∶ OUT DX，AL INC AL ；數(shù)值加1 JMP AA130第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

練習：判斷下面連接圖中DAC0832屬于哪一種工作方式？畫出DAC0832其它兩種工作方式的連接示意圖。使兩個寄存器中的一個處于直通狀態(tài)。寫入數(shù)據(jù)后開始D/A轉(zhuǎn)換?？蓪R1（WR2），XEFR接地，使兩個寄存器中的一處于直通狀態(tài)，ILE接+5V，WR2（WR1）接CPU的IOW，CS接端口譯碼器，只對CS端時行一次寫操作，數(shù)據(jù)寫入后A/D轉(zhuǎn)換DAC0832D0~D7IOW

WR1

譯碼器AB

M/IOCSIout1

Iout2

輸出RfbXEFRWR2DGND

VREFVCCILE+5V31第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

DAC0832D0~D7IOW

WR1

譯碼器AB

M/IOCSIout1

Iout2

輸出RfbXEFRWR2DGND

VREFVCCILE+5V雙緩沖方式：

ILE接+5V，WR1、WR2與CPU的IOW連接，用CS作為輸入寄存器的片選信號，XFER

為DAC寄存器的片選信號。數(shù)據(jù)寫入時分兩次進行，第一次對輸入寄存器寫入待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，第二次對DAC寫操作啟動DAC寄存器的鎖存功能。32第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

直通方式：兩個寄存器均處于直通狀態(tài)，此時ILE接+5V，CS、WR1、WR2和XFER都接地。輸入的數(shù)據(jù)可立即進行D/A轉(zhuǎn)換，但由于輸入不使用緩沖寄存器，所以不能和計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線相連。DAC0832D0~D7并行接口或鎖存器CSIout1

Iout2

輸出RfbXEFRDGND

VREFVCCILE+5VWR2WR133第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

例：結(jié)合程序分析下面連接圖，DAC0832工作在何種方式下？并分析下面程序段的運行結(jié)果。8255A的端口地址為300H~303H。CPU8255APA0~7PB4PB3PB2PB1PB0DAC0832DI0~7ILECSWR1WR2XEFRIout1

Iout2

示波器RfbRfbIOUT1IOUT234第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

CODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVDX,303HMOVAL,10000000BOUTDX,ALMOVDX,301HMOVAL,00010000BOUTDX,ALMOVDX,300HMOVAL,0L1:OUTDX,ALINCALJNZL1MOVAL,0FFHL2:OUTDX,ALDECALJNZL2JMPL1CODEENDS

ENDSTARTCPU8255APA0~7PB4PB3PB2PB1PB0DAC0832DI0~7ILECSWR1WR2XEFRIout1

Iout2

示波器RfbRfbIOUT1IOUT2此程序能否退出？應(yīng)采取什么措施使程序能退出？35第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

CPU8255APA0~7PB4PB3PB2PB1PB0DAC0832DI0~7ILECSWR1WR2XEFRIout1

Iout2

示波器RfbRfbIOUT1IOUT2CODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVAH,1INT16HJNZEXITMOVDX,303HMOVAL,10000000BOUTDX,ALMOVDX,301HMOVAL,00010000BOUTDX,ALMOVDX,300HMOVAL,0L1:

OUTDX,ALINCALJNZL1

MOVAL,0FFHL2:

OUTDX,ALDECALJNZL2JMPL1EXIT:MOVAH,4CHINT21HCODE

ENDSENDSTART36第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

1、一個8位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨能力可以達到滿量程的（）。

A、1/8B、1/16C、1/64D、1/2562、一個8位D/A轉(zhuǎn)換器，若精度為1/2LSB，則其最大可能誤差為（）。

A、滿量程的1/2B、滿量程的1/8C、滿量程的1/256D、滿量程的1/5123、如果一個D/A轉(zhuǎn)換器的精度為0.1%，則其最大可能誤差為（）。

A、最大輸入的的0.1%B、電源電壓的0.1%C、滿量程電壓的0.1%D、輸出電壓的0.1%4、一臺PC機的擴展槽中已插入一塊D/A轉(zhuǎn)換器模板，其口地址為280H，執(zhí)行下列程序段后，D/A轉(zhuǎn)換器輸出波形是（）。

DAOUT：MOVDX，280H

MOVAL，00HLOOP：OUTDX，ALDECALJMPLOOP

A、三角波B、鋸齒波C、方波D、正弦波

37第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

10.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D一、A/D轉(zhuǎn)換的過程

要經(jīng)過采樣、量化和編碼三個階段。

（1）采樣

模擬信號的大小隨著時間不斷地變化，為了通過轉(zhuǎn)換得到確定的值，對連續(xù)變化的模擬量要按一定的規(guī)律和周期取出其中的某一瞬時值進行轉(zhuǎn)換，這個值稱為采樣值。為了給后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)定值，取樣電路每次取得的模擬信號必須通過保持電路保持一段時間。一般來說，取樣與保持過程往往是通過取樣—保持電路S/H同時完成的。

S/H電路實質(zhì)上是一種模擬信號存儲器，它在數(shù)字指令控制下使開關(guān)通斷，對輸入信號進行采樣并寄存。38第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

（2）量化

數(shù)字信號是時間上離散、幅值上也離散的不連續(xù)信號，任何一個數(shù)字量的大小只能是某個規(guī)定的最小基本數(shù)量單位的整數(shù)倍。取樣保持后的信號是時間上離散但階梯幅值仍是連續(xù)可變的有無限個數(shù)值的電壓信號，為將這種信號進一步轉(zhuǎn)換為反映其大小的數(shù)字信號，必須將全部取樣階梯信號變成最小量化單位電平的整數(shù)倍。這種將取樣電壓幅值按某種近似方式進行取整、歸一化到與之相應(yīng)的離散電平上的轉(zhuǎn)化過程稱為數(shù)值量化，簡稱量化。39第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

量化過程中所取的最小數(shù)量單位稱為量化單位，用Δ表示，是數(shù)字信號最低位為1時所對應(yīng)的模擬量，即1LSB，又稱為量化當量或量化間隔。對n位二進制數(shù)對應(yīng)2n個不同的離散電平量化值，取樣信號的幅值量化后只能對應(yīng)這些規(guī)定的有限的離散電平，若取樣電壓幅值介于兩個離散電平之間，則取樣電壓不能被Δ整除，這時一般采用兩種方法量化，即舍尾取整法和四舍五入法。舍尾取整法是當取樣電壓ui介于兩個量化值之間時，采取只舍不入的方法，將ui中不足一個Δ的尾數(shù)部分舍去，取其整數(shù)。例如，取Δ=1V，取樣電壓ui=2.6V，則量化值為2V=2Δ。

四舍五入法即當ui的尾數(shù)不足1/2Δ時，舍尾取整得到量化值；當ui

的尾數(shù)大于1/2Δ時，則取尾入整，即在原整數(shù)上加1Δ。例如，取Δ=1V，若取樣電壓ui=2.4V，則量化值為2V=2Δ；若取樣電壓ui=2.6V，則量化值為3V=3Δ。40第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

在量化過程中，由于取樣電壓不一定能被Δ整除，所以量化前后不可避免地存在誤差，稱為量化誤差，用ε表示。它屬于原理誤差，無法消除，由上面分析可知；量化誤差ε與量化單位Δ的選取有關(guān)，若要減小量化誤差，應(yīng)減小量化單位，即減小Δ所代表的數(shù)值。當輸入模擬電壓最大值uim一定時，二進制位數(shù)n越大即A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，量化誤差越小。所采用的量化方法不同，可能出現(xiàn)的最大量化誤差也不同，用舍尾取整法量化時，εmax=1Δ；用四舍五入法時εmax=1/2Δ。因此用四舍五入法量化時，最大量化誤差較小，絕大多數(shù)A／D集成轉(zhuǎn)換器采用此量化方式。41第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

例：設(shè)輸入的模擬信號ui電壓的變化范圍為0~8V，A/D轉(zhuǎn)化器輸出的數(shù)字量用3位二進制表示。要求對ui

采用四舍五入法進行量化與編碼，并估計量化誤差。解：按四舍五入法量化，所以取Δ=16/15V，

量化與編碼過程中將不足半個量化單位部分舍棄，將大于等于半個量化單位部分按一個量化單位處理。具體如下：若輸入的模擬信號電壓0V≤ui<1/2Δ=8/15V，量化后當作0Δ，

編碼為二進制數(shù)000；若1/2Δ≤ui<3/2Δ=24/15V，量化后當作

1Δ，編碼為二進制001；若3/2Δ≤ui<5/2Δ，量化后當作2Δ，

編碼為二進制010；依次類推，若13/2Δ≤ui<15/2Δ=8V，量化后當作7Δ，編碼為二進制111。42第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

（3）編碼

量化得到的數(shù)值通常用二進制表示，對有正負極性（雙極性）的模擬量一般采用偏移碼表示，數(shù)值為負時符號位為0，為正時符號位為1。例如，8位二進制偏移碼10000000代表數(shù)值0，00000000代表負電壓滿量程，11111111代表正電壓滿量程。43第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

二、A/D轉(zhuǎn)換原理

A/D轉(zhuǎn)換的方法很多，常用的有逐次逼近法、雙積分法及跟蹤計數(shù)式、∑-△型等。

1、雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分式也稱二重積分式。這種方式的轉(zhuǎn)換中有兩個積分時間：一個是用模擬輸入電壓對電容積分的時間T0，這個時間是固定的；另一個是以電容充電后的電壓為初值，對參考電源VRef反向積分，也就是積分電容被放電至零所需的時間T1（或T2等）。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是間接型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于電壓-時間變換型，把輸入模擬信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的中間變量-時間，然后再把這一中間變量信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字信號，從而完成轉(zhuǎn)換。

D=T0*ui/(T1*Vref)=N*ui/Vref

由于雙積分型A/D轉(zhuǎn)換是測量輸入電壓Vi在T0時間內(nèi)的平均值，所以對常態(tài)干擾（串模干擾）有很強的抑制作用，尤其對正負波形對稱的干擾信號，抑制效果更好。雙積分型的A/D轉(zhuǎn)換器電路簡單，抗干擾能力強，精度高，但是轉(zhuǎn)換速度比較慢，通常為ms級，一般用于低頻信號的測量。44第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

時鐘控制邏輯計數(shù)器VRef基準電壓輸入電壓積分器檢零比較器VoutFViKRC-+…數(shù)據(jù)輸出T0T2T1tV1>V2V2V1VA1VA245第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

2、逐次逼近式+-8位D/A轉(zhuǎn)換器CLK轉(zhuǎn)換結(jié)束（EOC）啟動信號（start）逐次逼近寄存器

Vi＞Vo輸出為“高”比較器Vi輸出的模擬電壓VoVoVi≤Vo輸出為“低”D0~D7緩沖寄存器控制電路46第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

啟動信號使逐次逼近寄存器清0，Vo輸出為0，當啟動信號結(jié)束后開始轉(zhuǎn)換。在第1個CLK周期，控制電路使逼近寄存器最高位為（10000000）。這一組數(shù)字通過內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換之后，產(chǎn)生一個Vo，如果Vi>Vo，比較器輸出為“高”，通過控制電路使剛才的置1位保留下來。在第2個CLK周期，再使次高位為1（11000000），如果它產(chǎn)生的Vo比Vi大，則比較器輸出“低”，通過控制電路使剛才置1位清0接下來再使D5位置1……直到D0位試探完畢。+-8位D/A轉(zhuǎn)換器CLK轉(zhuǎn)換結(jié)束（EOC）啟動信號（start）逐次逼近寄存器

Vi＞Vo輸出為“高”比較器Vi輸出的模擬電壓VoVoVi≤Vo輸出為“低”D0~D7緩沖寄存器控制電路47第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

VX終值00100100011010001100VC(1000)(0100)(0110)(0101)0D3D2D1D0t48第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換器的主要特點是：（1）轉(zhuǎn)換速度較快，轉(zhuǎn)換時間在1～100μs以內(nèi)，分辨率可達18位，特別適用于高精度、高頻信號的A/D轉(zhuǎn)換；（2）轉(zhuǎn)換時間固定，不隨輸入信號的大小而變化；（3）抗干擾能力較雙積分型弱。模擬信號輸入采樣過程中，若在采樣時刻一個干擾脈沖迭加在模擬信號上，則采樣時，干擾信號被采樣和轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這就會造成較大的誤差，所以需要采取適當?shù)臑V波措施。49第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

3、跟蹤計數(shù)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器跟蹤計數(shù)式AD轉(zhuǎn)換由可逆計數(shù)器、DA轉(zhuǎn)換器、模擬信號比較器和控制邏輯組成。轉(zhuǎn)換開始后，計數(shù)器的當前值由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號Vo，與需要轉(zhuǎn)換的模擬信號Vx

進行比較。如果Vx>Vo，則計數(shù)器加1計數(shù)；如果Vx<Vo，計數(shù)器減1計數(shù)，最終計數(shù)器的值就是模擬量

Vx所對應(yīng)的數(shù)字量。從原理上來說，跟蹤計數(shù)式AD轉(zhuǎn)換可以達到很高的精度，它的轉(zhuǎn)換速度慢于相同頻率工作的逐次逼近AD轉(zhuǎn)換器。但是如果采用高速的計數(shù)和轉(zhuǎn)換器件，也能達到較高的轉(zhuǎn)換速度。50第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

8位D/A轉(zhuǎn)換器8位可逆計數(shù)器D7D6D5D4D3D2D1D0-+VXVOCCLK51第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

4、∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種新型的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器件，由積分器、比較器、1

位DAC組成。設(shè)輸入模擬量Vin=1/4VREF，積分器初始輸出0（B=0），比較器在每個時鐘周期的開始處輸出1位比較結(jié)果，初始輸出0（C=0）。它的轉(zhuǎn)換過程如下：

T1:C=0，1位DAC輸出-VREF，于是A=+5/4VREF，B點電位由

0上升，比較器輸出C=1;T2:C=1，1位DAC輸出+VREF，A=-3/4VREF，B點電位開始下降，比較器仍輸出C=1;T3:C=1，1位DAC輸出+VREF，A=-3/4VREF，B點電位繼續(xù)下降，比較器輸出C=0;T4:C=0，1位DAC輸出-VREF，A=+5/4VREF，B點電位上升，比較器輸出C=1;......

繼續(xù)上述過程，

如果輸入模擬量Vin

的大小不變，比較器輸出將為：011011010......。用一個計數(shù)器紀錄C端的輸出，收到1加

1計數(shù)，收到0減1計數(shù)（收到8bit

信號后開始執(zhí)行），于是，計數(shù)器的值順序為：5，4，5，4，......。52第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

DABC∫-+CLK1位比較器積分器∑+VREF-VREF1位DAC1位數(shù)據(jù)流VIN+-∑-△調(diào)制器ABCD01101101-VREF+VREF=5/8-(3/4)VREF+(5/4)VREF53第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

基準電源+VREF和-VREF，決定了輸入模擬量的范圍，變化范圍的絕對值等于

2VREF。Vin（1/4VREF）對應(yīng)的數(shù)字量為+1/8（相對值），轉(zhuǎn)換成偏移碼則為5/8（相對值），它正是上述計數(shù)器的輸出。

從上述過程可以看出：∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器以串行數(shù)據(jù)流的方式輸出結(jié)果；轉(zhuǎn)換精度為1LSB；

轉(zhuǎn)換完成后，比較器輸出0/1相間的數(shù)字流；輸入模擬量Vin發(fā)生變化，輸出數(shù)字流隨之變化。由于這種類型的轉(zhuǎn)換器是根據(jù)二次采樣的差進行計算的，所以，當模擬量輸入端接有多路開關(guān)時，通道切換后要等待足夠長的時間，才能讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果?！?△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器有很強的抗干擾能力，轉(zhuǎn)換精度高，常用于高分辨率（常見為16、18、24位）的中、低頻信號測量。AD7714（美國ADI公司）就是這樣的一個芯片，轉(zhuǎn)換精度24位，以串行方式輸出數(shù)據(jù)。54第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

三、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標

1、分辨率

分辨率反映A/D轉(zhuǎn)換器對輸入微小變化的響應(yīng)能力，通常用數(shù)字量最低位（LSB）所對應(yīng)的模擬輸入電平值表示。由于分辨率直接與轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)，所以也可簡單地用數(shù)字量的位數(shù)來表示分辨率。值得注意的是，分辨率與精度是兩個不同的概念，不要把兩者混淆。即使分辨率很高，也可能由于溫度漂移、線性度等原因，而使其精度不夠高。

2、精度

精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。

（1）絕對誤差

絕對誤差等于實際轉(zhuǎn)換結(jié)果與理論轉(zhuǎn)換結(jié)果之差，通常以數(shù)字量的最小有效位（LSB）的分數(shù)值來表示。例如，±1LSB，±1/2LSB，±1/4LSB等。絕對誤差包括量化誤差和其他所有誤差。

（2）相對誤差

相對誤差是指整個轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，任一數(shù)字量所對應(yīng)的模擬輸入量的實際值與理論值之差，用模擬電壓滿量程的百分比表示。55第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

例如：滿量程為10V，10位A/D芯片，若絕對精度為±1/2LSB，則量化單位△＝9.77mV，其絕對精度為1/2△＝4.88mV，其相對精度為

4.88mV/10V＝0.048％。

3、轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間，即由發(fā)出轉(zhuǎn)換命令信號到轉(zhuǎn)換結(jié)束信號開始有效的時間間隔。轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率。例如，AD574的轉(zhuǎn)換時間為

25μs，其轉(zhuǎn)換速率為40KHz。4、量程量程是指所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍，分單極性、雙極性兩種類型。例如：單極性常見量程為0～＋5V，0～10V，0～20V；

雙極性量程通常為－5V～＋5V，－10V～+10V。56第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

5、邏輯電平及方式

多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號與TTL電平兼容，以并行方式輸出。在考慮數(shù)字量輸出與微處理器的數(shù)據(jù)總線接口時，應(yīng)注意是否能夠三態(tài)輸出，是否需要對數(shù)據(jù)進行鎖存等?！?△A/D轉(zhuǎn)換芯片分辨率高達24位，一般以串行方式輸出數(shù)據(jù)，這對單片機類CPU連接是很方便的。6、工作溫度范圍

由于溫度會對比較器、運算放大器、電阻網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)生影響。一般A/D轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍一般為

0～70℃，軍用品為－55℃～＋125℃。57第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

四、A/D轉(zhuǎn)換器與處理器的接口方法

1、A/D轉(zhuǎn)換器與CPU的連接

（1）分辨率（2）輸出鎖存器（3）啟動信號

2、A/D轉(zhuǎn)換器接口的主要操作（1）通道選擇（2）轉(zhuǎn)換啟動信號（3）取回“轉(zhuǎn)換結(jié)束”狀態(tài)信號（4）讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)（5）發(fā)采樣/保持控制信號

3、A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送

（1）查詢方式（2）中斷方式（3）DMA方式（4）在A/D轉(zhuǎn)換器板上設(shè)置RAM58第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

五、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片1、ADC0809的引腳12345678910D2IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLKVccVREF（+）11121314GNDD1VREF（-）D0D4D5D6D7ALEADDCADDBADDAIN2IN1IN02827262524232221201918171615

ADC0809是逐次逼近型8位A/D轉(zhuǎn)換芯片。片內(nèi)有8路模擬開關(guān)，可以同時連接8路模擬量，單極性，量程為0～5V。典型的轉(zhuǎn)換速度為100μs。片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，

可直接與CPU總線連接。該芯片有較高的性能價格比，適用于對精度和采樣速度要求不高的場合或一般的工業(yè)控制領(lǐng)域。59第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

IN0~IN7：8個模擬量輸入端。ADDC~ADDA：模擬通道選擇信號，000~111分別選擇IN0~IN7。ALE：地址鎖存允許信號，ALE有效時鎖存ADDC~ADDA的通道選擇信號。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，高電平時將寄存器清0，由高變低時開始轉(zhuǎn)換，常與ALE短連，同時鎖存通道選擇信號，并開始A/D轉(zhuǎn)換。CLK：實時時鐘。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，EOC由低到高表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，可作為CPU中斷請示信號。OE：輸出允許信號，OE有效時，打開輸出三態(tài)門，輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。2、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8路模擬開關(guān)IN0IN7地址鎖存譯碼ADDCADDBADDCALE+-逐次逼近寄存器控制與時序三態(tài)門D0~D7EOCSTARTCLK電子開關(guān)解碼網(wǎng)絡(luò)VccGNDVREF+VREF-OEIN1IN2IN3IN4IN5IN660第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

3、ADC0809的時序

從時序圖可以看出，ADC0809的一次轉(zhuǎn)換分為以下幾個階段：

（1）在ALE信號的作用下，地址引腳ADDA~ADDC上的信號被鎖存。隨后，

由地址引腳選擇的模擬信號被多路開關(guān)接通，進入ADC0809；（2）在啟動脈沖START的作用下，A/D轉(zhuǎn)換開始。（3）轉(zhuǎn)換完成后，ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC由低電平變?yōu)楦唠娖?，該信號可以作為狀態(tài)信號由CPU查詢，也可以作為中斷請求信號通知CPU：一次A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成。（4）CPU在查詢式I/O程序或中斷服務(wù)程序中執(zhí)行讀

ADC0809數(shù)據(jù)端口的指令，該指令經(jīng)地址譯碼電路產(chǎn)生高電平的OE有效信號，打開輸出三態(tài)緩沖器，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線進入CPU。61第10章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口

STARTALEADDOEEOCD0~D7DATA62第10章A/D