微机原理与接口技术(第二版) 教学课件 ppt 作者 马维华 主编1,3,4,5,8,9,10,11章 十一五教材讲稿第10章模拟输入输出接口

1、第10章 模拟输入输出接口,【本章提要】 主要介绍模拟输入、输出接口，包括典型模拟输入输出系统概述，从宏观上介绍模拟输入和模拟输出接口在在微机应用系统中的地位，然后详细介绍模拟输出接口中的关键部件DAC，模拟输入接口中的关键部件ADC及其典型应用。 【学习目标】 熟悉了解模拟输入输出系统 了解常用DAC和ADC的主要性能指标 掌握常用ADC和DAC接口芯片的应用，包括:DAC0832,ADC0809,ADC574 结合已学第6章中的接口技术,并能综合应用这些接口到实际应用系统中,第10章 模拟输入输出接口,10.1 模拟输入输出系统 10.2 模拟输出接口技术 10.3 模拟输入接口技术,2019年5月20日星期一,模拟输入接口,模拟输出接口,10.1 模拟输入输出系统,2019年5月20日星期一,10.2 模拟输出接口技术,一、DAC主要性能指标 1DAC转换精度 DAC转换精度是指实际转换得到的输出值与理论值之间的误差程度。 绝对精度是指每个输出值接近理论值的程度。 相对精度一般用绝对精度相对于满度量程输出的百分比表示。 2DAC分辨率 分辨率指DAC所能分辨最小量化信号的能力，是

2、对微小输入量变化的敏感程度的描述。 n位二进制D/A转换器的分辨率一般用2-n来表示。由于分辨率与n密切相关，因此，习惯上，直接用n表示DAC的分辨率。 3DAC转换速率和建立时间 转换速率指模拟信号输出电压的最大变化速度，单位为V/s。 建立时间是指DAC输出电压到达规定范围（终值的1/2最低有效位）时所需要的时间。 4DAC线性误差 理想情况下，DAC输出与输入的关系应该是线性的，但实际上输出特性并不是理想线性的。把实际转换特性偏离理想转换特性的最大值称为线性误差。线性误差越小越好。,2019年5月20日星期一,二、DAC工作原理,一、D/A转换器 1权电阻式D/A转换器,2019年5月20日星期一,2T型电阻网络式D/A转换器,当Rf=R时，等效公式：,2019年5月20日星期一,三、典型D/A转换器,1 8位DAC0832,2019年5月20日星期一,2. 12位DAC1210,2019年5月20日星期一,四、DAC接口技术,1.带锁存器D/A接口,n=8,2019年5月20日星期一,例1.用0832产生三角波,要求三角波电压范围从1V到3V变化，0832口地址为98F0H，波

3、形如下图所示。,例1解,方法：算出最低和最高电压对应数字量Dl和Dm， 然后从低电压数字量开始送D/A，以后数字量加1 最高值，再回到最低值，循环进行即可。由：,可知： Dl=(Vl/Vref)*256=(1/5)*256=51=33H Dm=(3/5)*256=153=99H,例1程序片段,MinD EQU 33H MaxD EQU 99H MOV DX，98F0H ；0832端口地址 LP1: MOV AL，MinD-1 ；取最小值-1 LP2: INC AL ；数字量增1 OUT DX, AL ；送0832输出 CALL DELAY ；调延时程序 TEST AL，MaxD ；测试是否到最大值 JNZ LP2 ；未达最大继续加1输出 JMP LP1 ；到最大回到最小输出,2019年5月20日星期一,10.3 模拟输入接口,一、A/D转换器主要指标 1转换精度 转换精度反映了A/D转换器的实际输出接近理想输出的精确程度。 A/D转换器的精度通常采用数字量的最低有效位LSB来表示。 2分辨率 分辨率表示了A/D转换器能够分辨最小量化信号的能力，与数据位数有关，位数越多，分辨率越高。对于

4、n位二进制的A/D转换器来说，其分辨率为: 分辨率=满量程输入模拟电压/2n,2019年5月20日星期一,二、A/D转换器的模数关系,D=,其中： D为数字量，Vin为输入模拟电压， Vref为参考电压,2019年5月20日星期一,三、ADC分类及特点,1计数器式ADC 特点：简单、便宜，但是速度比较慢。（原理性） 2双积分式ADC 特点：转换精度高，抗干扰能力强（特别是抗工频干扰能力强，是其它A/D转换器所不及的），适合于速度不很高的场合。 3逐次逼近式ADC 特点：转换速度快、精度高。常用 4并行高速ADC 特点：速度高。内部结构复杂，成本较高，一般用于速度要求很高的场合。,2019年5月20日星期一,四、典型ADC介绍 1.8位A/D转换器ADC0809,2019年5月20日星期一,2.典型12位A/D转换器AD574,关键引脚 BIP双极性偏转,接地选单极输入 R/C引脚读/启动,低启动,高输出数据 STS为AD转换状态,低表示转换结束 12/8数据选择,低表示8+4两次输出,高一次12位 A0选择转换长度,低启动12位,高启动8位,五、模拟输入接口应用 1. 8位A/D转换器

5、应用,其中R1=10K，R2为20K的电位器。 1. 写出ADC IN5通道的A/D转换程 序片段。 2. 如果得到的数字量为3FH， 则R2的值被调至多少K？,3. 将IN3对应的模拟信号通过0832输出。,在一个采用8086为核心的数据采集处理系统如图所示。,2019年5月20日星期一,1.A/D应用程序清单,;IN5地址：启动地址F651H，查询EOC地址F650H START: MOV DX,0F651H ；指向IN5端口 OUT DX,AL ; 选通IN5并启动A/D转换 MOV DX,0F650H ；指向EOC对应端口 TWAIT: IN AL,DX ;查询EOC TEST AL,01H JZ TWAIT MOV DX,0F651H ；指向IN5数据端口 IN AL,DX HLT,2.,当数字量为3FH时， Vin=Vref*D/(28-1)=Vref*3FH/FFH 而Vin/Vref=R2/(R1+R2),所以 R2/(R1+R2)=3FH/FFH=63/255=0.247,R1=10K 得R2=3.28K即电位器R2调到3.28K处。,3.,LPRET： MOV DX

6、,0EE51H；指向IN3端口 OUTDX,AL ; 选通IN3并启动A/D转换 MOV DX,0FEE0H ；指向EOC对应端口 TWAIT: IN AL,DX ;查询EOC TEST AL,01H JZ TWAIT MOV DX,0EE51H ；指向IN3数据端口 IN AL,DX MOV DX，0EE56H OUT DX，AL JMP LPRET,2019年5月20日星期一,2. 12位AD574应用,要求:将12位AD转换结果存入BX中,2019年5月20日星期一,解题提示,1.根据电路要求给8255初始化: A,B口方式0输入,C上半口输出,下半口输入 2.操作AD574: (1)选择AD574,即使CE=1,CS=0且使R/C=0(PC5),启动AD变换 (2) 查询状态STS,如果为高等待 (3) 转换结果(STS=0),读取结果(R/C=1) 读A口和B口数据并存BX中 具体程序参见P.364,本章学习要求,一、了解模拟输入输出系统 二、了解常用DAC和ADC的主要性能指标 三、掌握常用ADC和DAC接口芯片的应用 包括:DAC0832,ADC0809,ADC574 四、结合已学第6章中的接口芯片,并能应用实际中 如与8255,8254的综合应用等. 作业: 习题10.4和10.5,

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