《自動(dòng)化精品課程》ppt課件

1、 A/D與與D/A轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換接口課程稱號(hào)：微機(jī)原理與課程稱號(hào)：微機(jī)原理與接口技術(shù)接口技術(shù)授課方式授課方式:講課、實(shí)驗(yàn)、講課、實(shí)驗(yàn)、提問(wèn)及作業(yè)提問(wèn)及作業(yè)主講人：金永賢主講人：金永賢第九章第九章A/DA/D與與D/AD/A轉(zhuǎn)換器接口轉(zhuǎn)換器接口教學(xué)重點(diǎn) D/A轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計(jì) A/D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計(jì)第九章A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口 微型計(jì)算機(jī)在實(shí)時(shí)控制、在線動(dòng)態(tài)丈量和對(duì)物理過(guò)程進(jìn)展監(jiān)控，以及微型計(jì)算機(jī)在實(shí)時(shí)控制、在線動(dòng)態(tài)丈量和對(duì)物理過(guò)程進(jìn)展監(jiān)控，以及圖像、語(yǔ)音處置領(lǐng)域的運(yùn)用中，都要與一些延續(xù)變化的模擬量溫度、壓圖像、語(yǔ)音處置領(lǐng)域的運(yùn)用中，都要與一些延續(xù)變化的模擬量溫度、壓力、流量、位移、速度、光

2、亮度、聲音等模擬量打交道，但數(shù)字計(jì)算機(jī)力、流量、位移、速度、光亮度、聲音等模擬量打交道，但數(shù)字計(jì)算機(jī)本身只能識(shí)別和處置數(shù)字量，因此，必需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)本身只能識(shí)別和處置數(shù)字量，因此，必需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，或?qū)?shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，才干實(shí)現(xiàn)字量，或?qū)?shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，才干實(shí)現(xiàn)CPU與被控對(duì)象之間的信息交與被控對(duì)象之間的信息交換。所以微機(jī)在面向自動(dòng)控制，自動(dòng)測(cè)最和自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)與各種被控、被換。所以微機(jī)在面向自動(dòng)控制，自動(dòng)測(cè)最和自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)與各種被控、被側(cè)對(duì)象發(fā)生關(guān)系時(shí)，就需設(shè)置模擬接口側(cè)對(duì)象發(fā)生關(guān)系時(shí)，就需設(shè)置模擬接口模擬量與數(shù)字量n模擬量模擬量延續(xù)變化的物理量延續(xù)變

3、化的物理量n數(shù)字量數(shù)字量時(shí)間和數(shù)值上都離散的量時(shí)間和數(shù)值上都離散的量模擬模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADCDAC數(shù)字?jǐn)?shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器模擬轉(zhuǎn)換器模擬輸入輸出系統(tǒng)表示圖數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)1現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)2現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)n微型微型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)放大器放大器放大器放大器放大器放大器多多路路開開關(guān)關(guān)低通濾波低通濾波傳感器傳感器低通濾波低通濾波傳感器傳感器低通濾波低通濾波傳感器傳感器A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器采樣堅(jiān)持器采樣堅(jiān)持器數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)受控對(duì)象受控對(duì)象控制信號(hào)控制信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器放大驅(qū)動(dòng)電路放大驅(qū)動(dòng)電路傳感器傳感器將各種現(xiàn)場(chǎng)的物理量丈量出來(lái)將各種現(xiàn)場(chǎng)的物

4、理量丈量出來(lái)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)模擬電壓或電流并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)模擬電壓或電流 放大器放大器把傳感器輸出的信號(hào)放大到把傳感器輸出的信號(hào)放大到ADC所需所需的量程范圍的量程范圍低通濾波器低通濾波器用于降低噪聲、濾去高頻干擾，用于降低噪聲、濾去高頻干擾，以添加信噪比以添加信噪比多路開關(guān)多路開關(guān)把多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)分時(shí)地接通到把多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)分時(shí)地接通到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器采樣堅(jiān)持器采樣堅(jiān)持器周期性地采樣延續(xù)信號(hào)，周期性地采樣延續(xù)信號(hào)，并在并在A/D轉(zhuǎn)換期間堅(jiān)持不變轉(zhuǎn)換期間堅(jiān)持不變D/A轉(zhuǎn)換器任務(wù)原理DAC數(shù)字?jǐn)?shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器模擬轉(zhuǎn)換器模擬量模擬量數(shù)字量數(shù)字量D/A轉(zhuǎn)換的根本原理數(shù)字量數(shù)字量 按權(quán)相加按權(quán)相加 模擬量模

5、擬量1101B 123122021120 13D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖1Iout2Iout1RfbRfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R2RRI3S3D3a2RVREF電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓電子開關(guān)電子開關(guān)D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖2Iout2Iout1RfbVout+_I1S1D1c2RRI2S2D2b2RRI0S0D0d2R2RRI3S3D3a2RVREF阻抗阻抗2R運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器虛地虛地D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖3VaVREFVbVREF/2VcVREF/4VdVREF/8I0Vd/2RVREF/82RI1Vc/2RVREF/42RI2Vb/2RVR

6、EF/22RI3Va/2RVREF/12RD/A轉(zhuǎn)換器的原理圖4Iout1I0I1I2I3VREF/2R1/81/41/21RfbRVoutIout1RfbVREF20212223/24VoutD/2nVREFDAC0832的內(nèi)部構(gòu)造LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF輸入輸入寄寄存存器器DGNDDI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER1. DAC0832的數(shù)字接口n8位數(shù)字輸入端位數(shù)字輸入端nDI0DI7DI0為最低位為最低位n輸入存放器第輸入存放器第1級(jí)鎖存的控制端級(jí)鎖存的控制端nILE、CS*、WR1*nDAC存

7、放器第存放器第2級(jí)鎖存的控制端級(jí)鎖存的控制端nXFER*、WR2*直通鎖存器的任務(wù)方式兩級(jí)緩沖存放器都是直通鎖存器兩級(jí)緩沖存放器都是直通鎖存器LE1，直通輸出等于輸入，直通輸出等于輸入LE0，鎖存輸出堅(jiān)持不變，鎖存輸出堅(jiān)持不變LE2LE1DAC0832輸入輸入寄寄存存器器DI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout1DAC0832的任務(wù)方式：直通方式nLE1LE21n輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接進(jìn)入輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器LE2LE1DAC0832輸入輸入寄寄存存器器DI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout1DAC0832的任務(wù)方式：?jiǎn)尉彌_方式nLE11，或者

8、，或者LE21n兩個(gè)存放器之一一直處于直通形狀兩個(gè)存放器之一一直處于直通形狀n另一個(gè)存放器處于受控形狀緩沖形狀另一個(gè)存放器處于受控形狀緩沖形狀LE2LE1DAC0832輸入輸入寄寄存存器器DI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout1DAC0832的任務(wù)方式：雙緩沖方式n兩個(gè)存放器都處于受控緩沖形狀兩個(gè)存放器都處于受控緩沖形狀n可以對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)展可以對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)展D/A轉(zhuǎn)換的同時(shí)；輸入轉(zhuǎn)換的同時(shí)；輸入另一個(gè)數(shù)據(jù)另一個(gè)數(shù)據(jù)LE2LE1DAC0832輸入輸入寄寄存存器器DI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout12. DAC0832的模擬輸出nIout1、Iout2電流輸

9、出端電流輸出端nRfb反響電阻引出端電阻在芯片內(nèi)反響電阻引出端電阻在芯片內(nèi)nVREF參考電壓輸入端參考電壓輸入端n10V10VnAGND模擬信號(hào)地模擬信號(hào)地nVCC電源電壓輸入端電源電壓輸入端n5V15VnDGND數(shù)字信號(hào)地?cái)?shù)字信號(hào)地單極性電壓輸出VoutIout1RfbD/28VREFRfbIout2Iout1Vout+_AGNDADIVREF9.1 D/A轉(zhuǎn)換器的接口方法 一、一、D/A轉(zhuǎn)換器及其銜接特性轉(zhuǎn)換器及其銜接特性 1. D/A轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)轉(zhuǎn)換器主要參數(shù) 1分辨率分辨率 D/A轉(zhuǎn)換器可以的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制位數(shù)，位數(shù)越多轉(zhuǎn)換器可以的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制位數(shù)，位數(shù)越多分辨率越高。分辨率越高。 2轉(zhuǎn)換

10、時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間 數(shù)字量輸入到完成轉(zhuǎn)換，輸出到達(dá)最終值并穩(wěn)數(shù)字量輸入到完成轉(zhuǎn)換，輸出到達(dá)最終值并穩(wěn)定為止。定為止。 3精度精度 D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)踐輸出電壓與實(shí)際值之間的誤差，轉(zhuǎn)換器實(shí)踐輸出電壓與實(shí)際值之間的誤差，普通采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位，普通采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位，如如+1/2LSB。 4線性度線性度 理想的理想的D/A轉(zhuǎn)換器是線性的，實(shí)踐有誤差。數(shù)字轉(zhuǎn)換器是線性的，實(shí)踐有誤差。數(shù)字量變化時(shí)，量變化時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化程度。變化程度。9.1 D/A轉(zhuǎn)換器的接口方法 2.D/A轉(zhuǎn)換器輸入轉(zhuǎn)換器輸入/輸出特性輸出特性 1輸入緩沖

11、才干輸入緩沖才干 2輸入數(shù)據(jù)寬度：輸入數(shù)據(jù)寬度：8位、位、10位、位、12位位 3電流型、電壓型電流型、電壓型 4輸入碼制：輸入碼制：DAC能接納哪些碼制的數(shù)字量輸入。單極性輸出接納能接納哪些碼制的數(shù)字量輸入。單極性輸出接納二進(jìn)制或二進(jìn)制或BCD碼；雙極性輸出接納補(bǔ)碼。碼；雙極性輸出接納補(bǔ)碼。 5單極性還是雙極性輸出單極性還是雙極性輸出二、二、D/A轉(zhuǎn)換器與微處置器接口設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)換器與微處置器接口設(shè)計(jì)方法 1.接口義務(wù)接口義務(wù) 處理數(shù)據(jù)緩沖及數(shù)據(jù)寬度匹配。處理數(shù)據(jù)緩沖及數(shù)據(jù)寬度匹配。 2.接口方式接口方式 直接與主機(jī)相連；經(jīng)過(guò)三態(tài)門或存放器與主機(jī)相連；利用可編程并直接與主機(jī)相連；經(jīng)過(guò)三態(tài)門或存

12、放器與主機(jī)相連；利用可編程并行接口；經(jīng)過(guò)可編程邏輯器件行接口；經(jīng)過(guò)可編程邏輯器件PAL/GAL、CPLD、 EPLD。9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)一、片內(nèi)無(wú)三態(tài)緩沖器的一、片內(nèi)無(wú)三態(tài)緩沖器的8位位D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)1. DAC0808構(gòu)成直流數(shù)字電壓表。端口地址分配為：數(shù)據(jù)鎖存端構(gòu)成直流數(shù)字電壓表。端口地址分配為：數(shù)據(jù)鎖存端口為口為Y1318H，比較器結(jié)果端口，比較器結(jié)果端口Y0319H。2. 分析：分析：DAC0808輸入無(wú)三態(tài)鎖存器，接口中要加三態(tài)鎖存器或并輸入無(wú)三態(tài)鎖存器，接口中要加三態(tài)鎖存器或并行接口。數(shù)字電壓表的本質(zhì)是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓和被測(cè)電壓比較，行接口。數(shù)

13、字電壓表的本質(zhì)是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓和被測(cè)電壓比較，而得到被測(cè)電壓的數(shù)字量，為此接口電路中要設(shè)置一個(gè)比較器。而得到被測(cè)電壓的數(shù)字量，為此接口電路中要設(shè)置一個(gè)比較器。3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1硬件銜接。硬件銜接。 2軟件編程。軟件編程。 直流數(shù)字電壓表電路任務(wù)原理：二進(jìn)制數(shù)經(jīng)直流數(shù)字電壓表電路任務(wù)原理：二進(jìn)制數(shù)經(jīng)DAC0808轉(zhuǎn)換為模擬轉(zhuǎn)換為模擬量，該模擬量與被測(cè)信號(hào)直流電壓在比較器進(jìn)展比較，由比較結(jié)量，該模擬量與被測(cè)信號(hào)直流電壓在比較器進(jìn)展比較，由比較結(jié)果去調(diào)整輸入果去調(diào)整輸入DAC0808的數(shù)字量。當(dāng)某一數(shù)字量經(jīng)的數(shù)字量。當(dāng)某一數(shù)字量經(jīng)DAC0808轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換的模擬量大于被測(cè)信號(hào)時(shí)，以為不適宜，就去掉它，

14、即該位置的模擬量大于被測(cè)信號(hào)時(shí)，以為不適宜，就去掉它，即該位置0，否那么，該位置否那么，該位置1，如此逐次比較，直到，如此逐次比較，直到N次為止。此時(shí)被保管下來(lái)的次為止。此時(shí)被保管下來(lái)的二進(jìn)制數(shù)就是被測(cè)模擬量的數(shù)字量。二進(jìn)制數(shù)就是被測(cè)模擬量的數(shù)字量。9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì) MOV AX，020H OK：SHR CL，1 MOV ES，AX JNC NEXT MOV BX，00H MOV AL，CH MOV CX，080H MOV ES：BX，ALNEXT： MOV AH，CH HLT MOV AL，AH ADD AL，CL MOV CH，AL MO

15、V DX，318H OUT DX，AL MOV DX，319H IN AL，DX AND AL，01H JZ OK MOV CH，AH9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)二、片內(nèi)有三態(tài)緩沖器的二、片內(nèi)有三態(tài)緩沖器的8位位D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)1. 要求：采用要求：采用DAC0832設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生恣意波形如正弦波、三角設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生恣意波形如正弦波、三角波等的函數(shù)波形發(fā)生器。波等的函數(shù)波形發(fā)生器。2. 分析：分析：DAC0832是分辨率為是分辨率為8位、芯片內(nèi)部帶有兩級(jí)緩沖器的位、芯片內(nèi)部帶有兩級(jí)緩沖器的D/A轉(zhuǎn)換器。輸入無(wú)三態(tài)鎖存器，接口中要加三態(tài)鎖存器或并行接口。轉(zhuǎn)換器。輸入無(wú)三態(tài)

16、鎖存器，接口中要加三態(tài)鎖存器或并行接口。數(shù)字電壓表的本質(zhì)是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓和被測(cè)電壓比較，而得到數(shù)字電壓表的本質(zhì)是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓和被測(cè)電壓比較，而得到被測(cè)電壓的數(shù)字量，為此接口電路中要設(shè)置一個(gè)比較器。被測(cè)電壓的數(shù)字量，為此接口電路中要設(shè)置一個(gè)比較器。3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1硬件銜接。采用硬件銜接。采用8255A作為作為DAC與與CPU之間的接口芯片，之間的接口芯片，A端口端口用來(lái)數(shù)據(jù)輸出，用來(lái)數(shù)據(jù)輸出，B端口用來(lái)輸出控制信號(hào)。端口用來(lái)輸出控制信號(hào)。 2軟件編程。軟件編程。 2 片內(nèi)有輸入鎖存器片內(nèi)有輸入鎖存器DAC0832與與CPU接口接口函數(shù)波形發(fā)生器函數(shù)波形發(fā)生器:1.硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)9.2

17、 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)8255初始化初始化 DEC ALMOV DX，303H JNZ L2 MOV AL，80H JMP L1OUT DX，ALMOV DX，301HOUT AL，00010000BOUT DX，ALMOV DX，300HMOV AL，0HL1：OUT DX，AL INC AL JNZ L1 MOV AL，0FFHL2：OUT DX，AL9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)三、片內(nèi)無(wú)三態(tài)緩沖器的三、片內(nèi)無(wú)三態(tài)緩沖器的12位位D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)計(jì)1. 要求：對(duì)片內(nèi)無(wú)輸入緩沖器的要求：對(duì)片內(nèi)無(wú)輸入緩沖器的12位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)接口，要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按設(shè)計(jì)接

18、口，要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按“右對(duì)齊右對(duì)齊“格式傳格式傳送。送。2. 分析：由于該分析：由于該D/A分辨率為分辨率為12位數(shù)據(jù)線有位數(shù)據(jù)線有12條，而條，而CPU的字長(zhǎng)為的字長(zhǎng)為8位，因此需傳送兩次。位，因此需傳送兩次。3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)9.2 D/A9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)程序如下：程序如下：Mov dx,318hMov al,datalOut dx.alMov dx,319hMov al,datahOut dx,al9.2 D/A9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)四、片內(nèi)有三態(tài)緩沖器的四、片內(nèi)有三態(tài)緩沖器的12位位D/

19、A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)1. 要求：對(duì)片內(nèi)有輸入緩沖器的要求：對(duì)片內(nèi)有輸入緩沖器的12位位D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)接口，轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)接口，要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按“左對(duì)齊左對(duì)齊“格式傳送。格式傳送。2. 分析：由于該分析：由于該D/A分辨率為分辨率為12位數(shù)據(jù)線有位數(shù)據(jù)線有12條，條，且片內(nèi)有兩級(jí)鎖存器，所以不用外加鎖存器，可與且片內(nèi)有兩級(jí)鎖存器，所以不用外加鎖存器，可與CPU直接相連，但直接相連，但CPU的字長(zhǎng)為位，因此需傳送兩次。的字長(zhǎng)為位，因此需傳送兩次。3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 片內(nèi)有輸入鎖存器片內(nèi)有輸入鎖存器DAC1210與與CPU接口接口9.2 D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路設(shè)計(jì)9.2 D/A轉(zhuǎn)換

20、器的接口電路設(shè)計(jì)硬件銜接：硬件銜接： DAC1210高高8位位DI11DI4連到數(shù)據(jù)線連到數(shù)據(jù)線D7D0，低，低4位位DI3DI0連到連到數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)線的D7D4，實(shí)現(xiàn)左對(duì)齊。，實(shí)現(xiàn)左對(duì)齊。高低字節(jié)鎖存過(guò)程：高低字節(jié)鎖存過(guò)程： 高低字節(jié)控制端口地址分別為高低字節(jié)控制端口地址分別為340HY0=0、341HY1=0，第二級(jí)鎖存地址為第二級(jí)鎖存地址為342HY2=0。 當(dāng)當(dāng)Y0=0時(shí)，時(shí)， BYTE1/BYTE2= 1，此時(shí)假設(shè)，此時(shí)假設(shè)IOW有效有效WR1=0，其上升沿鎖存高其上升沿鎖存高8位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 當(dāng)當(dāng)Y1=0時(shí)，時(shí)， BYTE1/BYTE2= 0，此時(shí)假設(shè)，此時(shí)假設(shè)IOW有效有效WR

21、1=0，其上升沿鎖存低其上升沿鎖存低4位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 當(dāng)當(dāng)Y2=0時(shí)，此時(shí)假設(shè)時(shí)，此時(shí)假設(shè)IOW有效有效WR1=0，其上升沿將，其上升沿將12位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)鎖存到鎖存到12為為DAC存放器，開場(chǎng)存放器，開場(chǎng)D/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。MOV DX，340H MOV AL，DATAL MOV AL，DATAH OUT DX，AL OUT DX，AL MOV DX，342H INC DX OUT DX，AL 9.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口根本原理與方法 一、一、A/D轉(zhuǎn)換器及銜接特性轉(zhuǎn)換器及銜接特性 1.A/D轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)轉(zhuǎn)換器主要參數(shù) 1分辨率分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器可轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位數(shù)。轉(zhuǎn)換器可轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位數(shù)。

22、 2轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間 輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)到轉(zhuǎn)換終了，最后得到穩(wěn)定輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)到轉(zhuǎn)換終了，最后得到穩(wěn)定的數(shù)字量輸出所需的時(shí)間。的數(shù)字量輸出所需的時(shí)間。 2.A/D轉(zhuǎn)換器外部特性轉(zhuǎn)換器外部特性 (1)啟動(dòng)線：由系統(tǒng)控制器或經(jīng)過(guò)接口發(fā)出的一種啟動(dòng)線：由系統(tǒng)控制器或經(jīng)過(guò)接口發(fā)出的一種控制信號(hào)，此信號(hào)一到，控制信號(hào)，此信號(hào)一到，A/D轉(zhuǎn)換器立刻開場(chǎng)。轉(zhuǎn)換器立刻開場(chǎng)。 (2)轉(zhuǎn)換終了線：轉(zhuǎn)換終了由轉(zhuǎn)換終了線：轉(zhuǎn)換終了由A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出的一轉(zhuǎn)換器發(fā)出的一種形狀信號(hào)，由它懇求中斷、種形狀信號(hào)，由它懇求中斷、DMA傳送和中斷傳送和中斷查詢用。查詢用。 (3)模擬信號(hào)輸入線：來(lái)自被轉(zhuǎn)換的對(duì)象，有單通模擬信號(hào)輸入

23、線：來(lái)自被轉(zhuǎn)換的對(duì)象，有單通道、多通道。道、多通道。9.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口根本原理與方法 (4數(shù)字量輸出線：由數(shù)字量輸出線：由ADC將數(shù)字量送給將數(shù)字量送給CPU。 銜接特性：銜接特性：1啟動(dòng)信號(hào)是電平還是脈沖；啟動(dòng)信號(hào)是電平還是脈沖；2芯片內(nèi)能否有三態(tài)門輸出鎖存器，假設(shè)有可芯片內(nèi)能否有三態(tài)門輸出鎖存器，假設(shè)有可直接與直接與CPU數(shù)據(jù)線相數(shù)據(jù)線相連，否那么要外加鎖存器；連，否那么要外加鎖存器；3輸出數(shù)字量的方式，是二進(jìn)制還是輸出數(shù)字量的方式，是二進(jìn)制還是BCD碼。碼。二、二、A/D轉(zhuǎn)換器與微處置器接口方法轉(zhuǎn)換器與微處置器接口方法 1.A/D轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器與CPU的銜接的銜接 1A/D轉(zhuǎn)換器的

24、分辨率與轉(zhuǎn)換器的分辨率與CPU的數(shù)據(jù)總線的的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)關(guān)系；位數(shù)關(guān)系； 轉(zhuǎn)換終了后存放數(shù)據(jù)時(shí)有轉(zhuǎn)換終了后存放數(shù)據(jù)時(shí)有“左對(duì)齊和左對(duì)齊和“右對(duì)右對(duì)齊之分，左對(duì)齊就是一個(gè)數(shù)據(jù)的最高位放在齊之分，左對(duì)齊就是一個(gè)數(shù)據(jù)的最高位放在最左邊，缺位在右邊，并以最左邊，缺位在右邊，并以0補(bǔ)齊。右對(duì)齊就是補(bǔ)齊。右對(duì)齊就是一個(gè)數(shù)據(jù)的最低位放在最右邊，缺位在左邊，一個(gè)數(shù)據(jù)的最低位放在最右邊，缺位在左邊，并以并以0補(bǔ)齊。補(bǔ)齊。 2 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出鎖存器；轉(zhuǎn)換器的輸出鎖存器； 假設(shè)假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)無(wú)數(shù)據(jù)鎖存器，那么轉(zhuǎn)換器內(nèi)無(wú)數(shù)據(jù)鎖存器，那么A/D接接口電路中應(yīng)設(shè)有數(shù)據(jù)鎖存器方可與數(shù)據(jù)總線相口電路中應(yīng)設(shè)有數(shù)據(jù)鎖存

25、器方可與數(shù)據(jù)總線相連。連。 9.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口根本原理與方法 (3A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)信號(hào)。轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)信號(hào)。 有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng)之分，如有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng)之分，如AD570是低平啟是低平啟動(dòng)，動(dòng)，AD574、ADC0809為脈沖啟動(dòng)。為脈沖啟動(dòng)。2.A/D轉(zhuǎn)換接口的主要操作轉(zhuǎn)換接口的主要操作 1進(jìn)展通道選擇；進(jìn)展通道選擇； 2發(fā)啟動(dòng)信號(hào)；發(fā)啟動(dòng)信號(hào)； 3取回轉(zhuǎn)換終了信號(hào)；取回轉(zhuǎn)換終了信號(hào)； 4讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)； 5發(fā)發(fā)S/H控制信號(hào)；控制信號(hào)；3.A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)傳送方式轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)傳送方式 1查詢式傳送；查詢式傳送； 2中斷方式傳送；中斷方式傳送； 3DMA

26、方式傳送；方式傳送； 4對(duì)于超高速對(duì)于超高速A/D，采用在，采用在A/D轉(zhuǎn)換器板上設(shè)置轉(zhuǎn)換器板上設(shè)置RAM的方法；的方法；9.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口根本原理與方法 4.A/D轉(zhuǎn)換接口的構(gòu)造方式轉(zhuǎn)換接口的構(gòu)造方式 1與與CPU直接相連；直接相連； 2采用三態(tài)門鎖存器與采用三態(tài)門鎖存器與CPU相連；相連； 3利用可編程利用可編程I/O接口與接口與CPU相連；相連； 4采用采用GAL器件通用可編程器件器件通用可編程器件9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)一、一、12位片內(nèi)帶有三態(tài)門輸出鎖存器的位片內(nèi)帶有三態(tài)門輸出鎖存器的A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì) 1.要求要求 12位位A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換終了后分

27、兩次輸出，以左對(duì)齊的方式存放在轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換終了后分兩次輸出，以左對(duì)齊的方式存放在首址為首址為400H的內(nèi)存區(qū)，采集的內(nèi)存區(qū)，采集64個(gè)數(shù)據(jù)，采用查詢方式，個(gè)數(shù)據(jù)，采用查詢方式，ADC用用AD574。 2.分析分析 CS、CE為片選，為片選，R/C為啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)輸出允許。為啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)輸出允許。 CS=0，CE=1，R/C=0：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換；：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換； CS=0，CE=1，R/C=1：讀取數(shù)據(jù)。：讀取數(shù)據(jù)。12/8=1：一次輸出：一次輸出12位；位；12/8=0：一次輸出：一次輸出8位。位。 A0有兩個(gè)功能：控制轉(zhuǎn)換寬度有兩個(gè)功能：控制轉(zhuǎn)換寬度A0=0，12位轉(zhuǎn)換；位轉(zhuǎn)換；A0=1，8位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)換

28、；控制度高低字節(jié)讀數(shù)換；控制度高低字節(jié)讀數(shù)A0=0，讀高，讀高8位；位；A0=1，讀低，讀低4位。位。 3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集程序段如下：數(shù)據(jù)采集程序段如下： MOVCX，40HINAL，DXMOVSI，400HMOVSI，ALSTT： MOVDX，312HINCSIMOVAL，00HDECCXOUTDX，AL JNZSTTMOVDX，310HMOVAX，4C00HL：IN AL，DX INT21HANDAL，80HJNZ LMOVDX，311HINAL，DXANDAL，F(xiàn)0HMOVSI，ALINCSIMOVDX，312H

29、9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)二、二、 12位片內(nèi)不帶輸出鎖存器的位片內(nèi)不帶輸出鎖存器的A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì) 1.要求要求 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用ADC1210作作12位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按右對(duì)齊位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)按右對(duì)齊式存放。式存放。 2.分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) ADC1210無(wú)三態(tài)輸出鎖存器，它的數(shù)據(jù)線不能與無(wú)三態(tài)輸出鎖存器，它的數(shù)據(jù)線不能與CPU直接相連，直接相連，必需經(jīng)過(guò)必需經(jīng)過(guò)244接到接到CPU數(shù)據(jù)線上，分兩次傳送數(shù)據(jù)線上，分兩次傳送12位數(shù)據(jù)，先讀高位數(shù)據(jù)，先讀高8位后讀低位后讀低8位。位。SC為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，CC轉(zhuǎn)換終了信號(hào)，低電平有效，

30、它轉(zhuǎn)換終了信號(hào)，低電平有效，它經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)244接到接到CPU數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線D7上。上。Y0330H為數(shù)據(jù)口和形狀口，為數(shù)據(jù)口和形狀口，Y1331H為數(shù)據(jù)口，為數(shù)據(jù)口，Y2332H為啟動(dòng)口。為啟動(dòng)口。 3.編程編程9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì) MOVDX，332HIN AL，DXINAL，DX ANDAL，OFHMOVDX，330H MOVBH，ALL：INAL，DX MOVDX，331HROLAL，1 IN AL，DXJCLMOVBH，ALMOVDX，330HHLT9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)三、電平啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的接口設(shè)計(jì)三、電平啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的接口設(shè)計(jì)

31、1.要求要求 在在8位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用AD570作作A/D轉(zhuǎn)換，采集轉(zhuǎn)換，采集256個(gè)數(shù)據(jù)，用查詢方式送到內(nèi)存。個(gè)數(shù)據(jù)，用查詢方式送到內(nèi)存。 2.分析分析 AD570電平啟動(dòng)電平啟動(dòng)8位逐次逼近型位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)信號(hào)B/C，低電平有效，該信號(hào)為低開場(chǎng)轉(zhuǎn)換，低電平有效，該信號(hào)為低開場(chǎng)轉(zhuǎn)換，25us轉(zhuǎn)換終轉(zhuǎn)換終了，轉(zhuǎn)換時(shí)啟動(dòng)信號(hào)必需堅(jiān)持低電平，假設(shè)提早變高那了，轉(zhuǎn)換時(shí)啟動(dòng)信號(hào)必需堅(jiān)持低電平，假設(shè)提早變高那么轉(zhuǎn)換中止。轉(zhuǎn)換終了信號(hào)么轉(zhuǎn)換中止。轉(zhuǎn)換終了信號(hào)DR，轉(zhuǎn)換過(guò)程為高，一旦變，轉(zhuǎn)換過(guò)程為高，一旦變低表示終了，可以讀出。低表示終了，可以讀出。

32、 3.硬件銜接硬件銜接 AD570數(shù)據(jù)輸出無(wú)三態(tài)鎖存器，不能直接與數(shù)據(jù)輸出無(wú)三態(tài)鎖存器，不能直接與CPU相連，相連，可以用可以用8255。9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)9.4 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì) MOV DX，303H MOV AL,98H OUT DX,AL MOV AL,01H OUT DX,AL MOV AX,0040H MOV ES,AX MOV BX,00H MOV CX,0FFHAGAIN：MOV AL，00HOUT DX，ALWAIT：MOV DX，302HIN AL，DX SHL AL，1 JCWAITMOVDX，300HINAL，DXMOVES：BX，ALMO

33、VDX，303HMOVAL，01HOUTDX，ALINCBXLOOPAGAIN MOV AX,4C00H INT 21H9.5 中斷方式的A/D轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)中斷技術(shù)運(yùn)用有兩種情況：一是用戶自行設(shè)計(jì)和配置的中斷系統(tǒng)；二是利用微中斷技術(shù)運(yùn)用有兩種情況：一是用戶自行設(shè)計(jì)和配置的中斷系統(tǒng)；二是利用微機(jī)系統(tǒng)的中斷源。機(jī)系統(tǒng)的中斷源。 一、單板機(jī)系統(tǒng)的中斷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、單板機(jī)系統(tǒng)的中斷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.要求要求 單通道模擬信號(hào)采集單通道模擬信號(hào)采集512個(gè)數(shù)據(jù)，采用中斷方式讀入內(nèi)存，并送到個(gè)數(shù)據(jù)，采用中斷方式讀入內(nèi)存，并送到D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器。器。 2.分析設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì) A/D采用采用AD0804，中斷控制器用，中斷控制器用8259。 ADC0804是一個(gè)單通道是一個(gè)單通道8位分辨率位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，輸出有三態(tài)鎖存，可直轉(zhuǎn)換器，輸出有三態(tài)鎖存，可直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)線相連。啟動(dòng)信號(hào)為接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)線相連。啟動(dòng)信號(hào)為CS*WR，轉(zhuǎn)換終了信號(hào)，轉(zhuǎn)換終了信號(hào)INTR，低電平，低電平有效，其地址為有效，其地址為0FFD4H，DAC0832地址為地址為0FFD6H。 8259在系統(tǒng)中單片運(yùn)用，設(shè)中斷類型號(hào)高在系統(tǒng)中單片運(yùn)用，設(shè)中斷類型號(hào)高5