
第9章模数数模转换及应用推荐课件.ppt
76页第九章第九章 模模/数、数数、数/模转换及应用模转换及应用§9.1 概述概述§9.2 数数/模(模(D/A)转换器及其)转换器及其 接口技术接口技术§9.3 模模/数(数(A/D)转换器及其)转换器及其 接口技术接口技术9.1概述概述 在自动控制和测量系统中,被控制和被测量的对象在自动控制和测量系统中,被控制和被测量的对象在自动控制和测量系统中,被控制和被测量的对象在自动控制和测量系统中,被控制和被测量的对象往往是一些连续变化的物理量如:温度、压力、流往往是一些连续变化的物理量如:温度、压力、流往往是一些连续变化的物理量如:温度、压力、流往往是一些连续变化的物理量如:温度、压力、流量、速度、电流、电压等这些随时间连续变化的物量、速度、电流、电压等这些随时间连续变化的物量、速度、电流、电压等这些随时间连续变化的物量、速度、电流、电压等这些随时间连续变化的物理量,称为模拟量理量,称为模拟量理量,称为模拟量理量,称为模拟量(Analog)(Analog)计算机参与测量和控制时,计算机参与测量和控制时,。
计算机参与测量和控制时,计算机参与测量和控制时,模拟量不能直接送入计算机,必须先把它们转换成数模拟量不能直接送入计算机,必须先把它们转换成数模拟量不能直接送入计算机,必须先把它们转换成数模拟量不能直接送入计算机,必须先把它们转换成数字量字量字量字量(Digital)(Digital)能够将模拟量转换成数字量的器件称为能够将模拟量转换成数字量的器件称为能够将模拟量转换成数字量的器件称为能够将模拟量转换成数字量的器件称为模拟数字转换器,简称模拟数字转换器,简称模拟数字转换器,简称模拟数字转换器,简称ADCADC同样,计算机输出的是同样,计算机输出的是同样,计算机输出的是同样,计算机输出的是数字量,不能直接用于使用模拟量的控制执行部件,数字量,不能直接用于使用模拟量的控制执行部件,数字量,不能直接用于使用模拟量的控制执行部件,数字量,不能直接用于使用模拟量的控制执行部件,必须将这些数字且转换成模拟量能够将数字量转换必须将这些数字且转换成模拟量能够将数字量转换必须将这些数字且转换成模拟量能够将数字量转换必须将这些数字且转换成模拟量能够将数字量转换成模拟量的器件称为数字/模拟转换器,简称成模拟量的器件称为数字/模拟转换器,简称成模拟量的器件称为数字/模拟转换器,简称成模拟量的器件称为数字/模拟转换器,简称DACDAC。
因此,我们常把因此,我们常把因此,我们常把因此,我们常把ADCADC和和和和DACDAC器件以及相关电路成为模器件以及相关电路成为模器件以及相关电路成为模器件以及相关电路成为模拟接口电路拟接口电路拟接口电路拟接口电路n模拟量模拟量————连续变化的物理量连续变化的物理量n数字量数字量————时间和数值上都离散的量时间和数值上都离散的量模拟模拟/ /数字转换器数字转换器ADCADCDACDAC数字数字/ /模拟转换器模拟转换器9.1概述概述含有含有含有含有A/DA/D与与与与D/AD/A转换的监控系统转换的监控系统转换的监控系统转换的监控系统 模模/数与数数与数/模转换通道的组成模转换通道的组成 一般模一般模/数转换通道由传感器、信号数转换通道由传感器、信号处理、多路转换开关、采样保持器以及处理、多路转换开关、采样保持器以及A/D转换器组成转换器组成 传感器传感器:能够把非电物理量转换成电量(电流或电:能够把非电物理量转换成电量(电流或电压)的器件,一般传感器由电容、电阻、电感或敏压)的器件,一般传感器由电容、电阻、电感或敏感材料组成,在外加激励电流或电压的驱动下,不感材料组成,在外加激励电流或电压的驱动下,不同类型的传感器会随不同非电物理量的变化,引起同类型的传感器会随不同非电物理量的变化,引起传感器的组成材料发生改变,使得输出连续变化的传感器的组成材料发生改变,使得输出连续变化的电流或电压与非电物理量的变化成正比。
电流或电压与非电物理量的变化成正比 一、传感器(一、传感器(TransducerTransducer)) 由于传感器组成材料发生改变引起输出电流或由于传感器组成材料发生改变引起输出电流或由于传感器组成材料发生改变引起输出电流或由于传感器组成材料发生改变引起输出电流或电压的变化十分微弱,容易受外界干扰,因此,在电压的变化十分微弱,容易受外界干扰,因此,在电压的变化十分微弱,容易受外界干扰,因此,在电压的变化十分微弱,容易受外界干扰,因此,在市场上能买到的各种变送器,已将传感器与放大电市场上能买到的各种变送器,已将传感器与放大电市场上能买到的各种变送器,已将传感器与放大电市场上能买到的各种变送器,已将传感器与放大电路制作在一起,输出统一标准的路制作在一起,输出统一标准的路制作在一起,输出统一标准的路制作在一起,输出统一标准的0 0~~~~10mA10mA或或或或4 4~~~~20mA20mA电流,或电流,或电流,或电流,或0 0~~~~5V5V电压,以便传输或直接送电压,以便传输或直接送电压,以便传输或直接送电压,以便传输或直接送A/DA/D转换器进行转换器进行转换器进行转换器进行A/DA/D转换,其中,转换,其中,转换,其中,转换,其中,4 4~~~~20mA20mA标准电流输标准电流输标准电流输标准电流输出的传感器较为普遍出的传感器较为普遍出的传感器较为普遍出的传感器较为普遍,常说的流量变送器、压力变,常说的流量变送器、压力变,常说的流量变送器、压力变,常说的流量变送器、压力变送器等一般输出送器等一般输出送器等一般输出送器等一般输出4 4~~~~20mA20mA标准电流,内部处于恒流标准电流,内部处于恒流标准电流,内部处于恒流标准电流,内部处于恒流输出结构,输出结构,输出结构,输出结构,显然电流型传感器比电压型传感器抗干显然电流型传感器比电压型传感器抗干显然电流型传感器比电压型传感器抗干显然电流型传感器比电压型传感器抗干扰能力强,易于远距离传输扰能力强,易于远距离传输扰能力强,易于远距离传输扰能力强,易于远距离传输,因此,电流型传感器,因此,电流型传感器,因此,电流型传感器,因此,电流型传感器被广泛用于生产过程的检测系统中。
被广泛用于生产过程的检测系统中被广泛用于生产过程的检测系统中被广泛用于生产过程的检测系统中 二、信号放大处理二、信号放大处理 信号放大处理电路,接在信号放大处理电路,接在A/D转换器与传转换器与传感器之间,用于解决以下存在问题:感器之间,用于解决以下存在问题: u A/D A/D转换器与传感器二者电压不匹配;转换器与传感器二者电压不匹配;转换器与传感器二者电压不匹配;转换器与传感器二者电压不匹配;u 如果是电流型输出传感器,要进行 如果是电流型输出传感器,要进行 如果是电流型输出传感器,要进行 如果是电流型输出传感器,要进行Ⅰ Ⅰ~~~~Ⅴ Ⅴ变换与变换与变换与变换与放大处理,将电流信号对应变换成电压信号; 放大处理,将电流信号对应变换成电压信号; 放大处理,将电流信号对应变换成电压信号; 放大处理,将电流信号对应变换成电压信号; u 传感器工作在现场,可能存在复杂的强电磁波 传感器工作在现场,可能存在复杂的强电磁波 传感器工作在现场,可能存在复杂的强电磁波 传感器工作在现场,可能存在复杂的强电磁波的干扰,通常采用的干扰,通常采用的干扰,通常采用的干扰,通常采用RCRC低通滤波器,滤除叠加在传感低通滤波器,滤除叠加在传感低通滤波器,滤除叠加在传感低通滤波器,滤除叠加在传感器输出信号上的高频干扰信号,也可采用有源滤波器输出信号上的高频干扰信号,也可采用有源滤波器输出信号上的高频干扰信号,也可采用有源滤波器输出信号上的高频干扰信号,也可采用有源滤波技术,使得滤波特性更好。
技术,使得滤波特性更好技术,使得滤波特性更好技术,使得滤波特性更好 三、多路转换开关(三、多路转换开关(MultiplexerMultiplexer))u 一个数据采集系统(一个数据采集系统(一个数据采集系统(一个数据采集系统(A/DA/D转换)往往要采集多转换)往往要采集多转换)往往要采集多转换)往往要采集多路模拟信号;路模拟信号;路模拟信号;路模拟信号; u 通常只用一片通常只用一片通常只用一片通常只用一片A/DA/D转换芯片,轮流选择输入信转换芯片,轮流选择输入信转换芯片,轮流选择输入信转换芯片,轮流选择输入信号进行采集,既节省了硬件开销,又不影响对系号进行采集,既节省了硬件开销,又不影响对系号进行采集,既节省了硬件开销,又不影响对系号进行采集,既节省了硬件开销,又不影响对系统的监测与控制;统的监测与控制;统的监测与控制;统的监测与控制; u 许多许多许多许多A/DA/D转换芯片内部具备多路转换开关,一转换芯片内部具备多路转换开关,一转换芯片内部具备多路转换开关,一转换芯片内部具备多路转换开关,一片片片片A/DA/D转换芯片可以轮流采集多路模拟输入信号,转换芯片可以轮流采集多路模拟输入信号,转换芯片可以轮流采集多路模拟输入信号,转换芯片可以轮流采集多路模拟输入信号,如果如果如果如果A/DA/D转换芯片不具有多路转换功能,则在转换芯片不具有多路转换功能,则在转换芯片不具有多路转换功能,则在转换芯片不具有多路转换功能,则在A/DA/D转换之前外加模拟多路转换开关。
转换之前外加模拟多路转换开关 转换之前外加模拟多路转换开关 转换之前外加模拟多路转换开关 常用的模拟多路开关介绍常用的模拟多路开关介绍 CD4051BCD4051B的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构CD4051BCD4051B采用了采用了采用了采用了CMOSCMOS工工工工艺,艺,艺,艺,1616脚脚脚脚DIPDIP封装封装封装封装八选一八选一模拟多路开关模拟多路开关 当使能端当使能端当使能端当使能端INHINH为为为为0 0状态状态状态状态时,时,时,时,CD4051BCD4051B才能选择导才能选择导才能选择导才能选择导通,由选择输入端通,由选择输入端通,由选择输入端通,由选择输入端A A2 2A A1 1A A0 0三位二进制编码来控制三位二进制编码来控制三位二进制编码来控制三位二进制编码来控制((((CHCH0 0~~~~CHCH7 7)八个输入通)八个输入通)八个输入通)八个输入通道的通断该芯片能实现道的通断该芯片能实现道的通断该芯片能实现道的通断该芯片能实现双向传输,即可以实现多双向传输,即可以实现多双向传输,即可以实现多双向传输,即可以实现多传一或一传多两个方向的传一或一传多两个方向的传一或一传多两个方向的传一或一传多两个方向的传送。
传送四、采样保持器(四、采样保持器(Sample HolderSample Holder))u在在在在A/DA/D转换器进行采样期间,保持被转换输入信号转换器进行采样期间,保持被转换输入信号转换器进行采样期间,保持被转换输入信号转换器进行采样期间,保持被转换输入信号不变的电路称为采样保持电路;不变的电路称为采样保持电路;不变的电路称为采样保持电路;不变的电路称为采样保持电路;uA/DA/D转换器完成一次转换所需要的时间称为转换时转换器完成一次转换所需要的时间称为转换时转换器完成一次转换所需要的时间称为转换时转换器完成一次转换所需要的时间称为转换时间;间;间;间;u不同不同不同不同A/DA/D转换芯片,其转换时间各异,对于连续变转换芯片,其转换时间各异,对于连续变转换芯片,其转换时间各异,对于连续变转换芯片,其转换时间各异,对于连续变化较快的模拟信号如果不采取采样保持措施,将会化较快的模拟信号如果不采取采样保持措施,将会化较快的模拟信号如果不采取采样保持措施,将会化较快的模拟信号如果不采取采样保持措施,将会引起转换误差;引起转换误差;引起转换误差;引起转换误差;u慢速变化的模拟信号,在慢速变化的模拟信号,在慢速变化的模拟信号,在慢速变化的模拟信号,在A/DA/D转换系统中,完全可转换系统中,完全可转换系统中,完全可转换系统中,完全可以不必采用采样保持电路,而且并不会影响以不必采用采样保持电路,而且并不会影响以不必采用采样保持电路,而且并不会影响以不必采用采样保持电路,而且并不会影响A/DA/D转转转转换的精度。
换的精度换的精度换的精度采样采样采样采样/ / / /保持器的基本原理保持器的基本原理保持器的基本原理保持器的基本原理 采样保持器是指在逻辑电平的控制下处于采样保持器是指在逻辑电平的控制下处于采样保持器是指在逻辑电平的控制下处于采样保持器是指在逻辑电平的控制下处于“ “采样采样采样采样” ”或或或或“ “保持保持保持保持” ”两种工作状态的电路两种工作状态的电路两种工作状态的电路两种工作状态的电路, ,采样采样采样采样/ /保持示意图如图保持示意图如图保持示意图如图保持示意图如图10-510-5所示,在采样状态下,电路的输出跟踪输入模拟所示,在采样状态下,电路的输出跟踪输入模拟所示,在采样状态下,电路的输出跟踪输入模拟所示,在采样状态下,电路的输出跟踪输入模拟信号,在保持状态下,电路的输出保持着前一次采样信号,在保持状态下,电路的输出保持着前一次采样信号,在保持状态下,电路的输出保持着前一次采样信号,在保持状态下,电路的输出保持着前一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号,直到进入下一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号,直到进入下一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号,直到进入下一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号,直到进入下一次采样状态为止。
从图状态为止从图状态为止从图状态为止从图10-510-5中可以看出,经过对中可以看出,经过对中可以看出,经过对中可以看出,经过对V Vi i的采样,的采样,的采样,的采样,V V0 0的小平台电压值保持到下一次的采样开始,该稳定的小平台电压值保持到下一次的采样开始,该稳定的小平台电压值保持到下一次的采样开始,该稳定的小平台电压值保持到下一次的采样开始,该稳定的的的的“ “小平台小平台小平台小平台” ”电压供电压供电压供电压供A/DA/D转换器进行转换器进行转换器进行转换器进行A/DA/D转换 采样采样/ /保持示意图保持示意图五、五、A/DA/D转换器(转换器(Analog to DigitAnalog to Digit)) A/DA/D转换器是模转换器是模/ /数转换通道的核心环数转换通道的核心环节,其功能是将模拟输入电信号转换成数节,其功能是将模拟输入电信号转换成数字量(二进制数或字量(二进制数或BCDBCD码等),以便由计码等),以便由计算机读取、分析处理,并依据它发出对生算机读取、分析处理,并依据它发出对生产过程的控制信号产过程的控制信号 六.驱动器六.驱动器 计算机输出的数字量信号经计算机输出的数字量信号经计算机输出的数字量信号经计算机输出的数字量信号经DACDAC转换后的模拟转换后的模拟转换后的模拟转换后的模拟信号或直接输出的开关量信号,其驱动功率往往不能信号或直接输出的开关量信号,其驱动功率往往不能信号或直接输出的开关量信号,其驱动功率往往不能信号或直接输出的开关量信号,其驱动功率往往不能满足执行部件的要求。
所以,在驱动执行部件之前,满足执行部件的要求所以,在驱动执行部件之前,满足执行部件的要求所以,在驱动执行部件之前,满足执行部件的要求所以,在驱动执行部件之前,一般都要进行功率放大、信号隔离和匹配、以及动作一般都要进行功率放大、信号隔离和匹配、以及动作一般都要进行功率放大、信号隔离和匹配、以及动作一般都要进行功率放大、信号隔离和匹配、以及动作时间协调等鉴于计算机过程控制现场,有不少执行时间协调等鉴于计算机过程控制现场,有不少执行时间协调等鉴于计算机过程控制现场,有不少执行时间协调等鉴于计算机过程控制现场,有不少执行部件是工作于开关状态的,如步进电机、启/停交流部件是工作于开关状态的,如步进电机、启/停交流部件是工作于开关状态的,如步进电机、启/停交流部件是工作于开关状态的,如步进电机、启/停交流电机、交流触发器、电控阀门、继电器等使用时应电机、交流触发器、电控阀门、继电器等使用时应电机、交流触发器、电控阀门、继电器等使用时应电机、交流触发器、电控阀门、继电器等使用时应注意,不同的执行部件,所需的驱动电流和电压均不注意,不同的执行部件,所需的驱动电流和电压均不注意,不同的执行部件,所需的驱动电流和电压均不注意,不同的执行部件,所需的驱动电流和电压均不相同,所以驱动器型号也不同。
相同,所以驱动器型号也不同相同,所以驱动器型号也不同相同,所以驱动器型号也不同§9.2 数数/模(模(D/A)转换器及其接口技术)转换器及其接口技术 D D////A A转换器的主要部件是电阻开关网络,通常是由输入的转换器的主要部件是电阻开关网络,通常是由输入的转换器的主要部件是电阻开关网络,通常是由输入的转换器的主要部件是电阻开关网络,通常是由输入的二进制数的各位控制一些开关,通过电阻网络,在运算放大器二进制数的各位控制一些开关,通过电阻网络,在运算放大器二进制数的各位控制一些开关,通过电阻网络,在运算放大器二进制数的各位控制一些开关,通过电阻网络,在运算放大器的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流,经过运算放的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流,经过运算放的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流,经过运算放的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流,经过运算放大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压。
9.2.1 D/A9.2.1 D/A的工作原理及指标的工作原理及指标的工作原理及指标的工作原理及指标 最简单的最简单的最简单的最简单的D D////A A转换器电路如下图所示,转换器电路如下图所示,转换器电路如下图所示,转换器电路如下图所示,V VREFREF是一个足够是一个足够是一个足够是一个足够精度的参考电压,运算放大器输入端的各支路对应待转换数精度的参考电压,运算放大器输入端的各支路对应待转换数精度的参考电压,运算放大器输入端的各支路对应待转换数精度的参考电压,运算放大器输入端的各支路对应待转换数据的第据的第据的第据的第0 0位、第位、第位、第位、第1 1位位位位…………第第第第n-1n-1位支路中的开关由对应的数位位支路中的开关由对应的数位位支路中的开关由对应的数位位支路中的开关由对应的数位来控制,如果该数位为来控制,如果该数位为来控制,如果该数位为来控制,如果该数位为“1”“1”,则对应的开关闭合;如果该数位,则对应的开关闭合;如果该数位,则对应的开关闭合;如果该数位,则对应的开关闭合;如果该数位为为为为“0”“0”,则对应的开关打开。
各输入支路中的电阻分别为,则对应的开关打开各输入支路中的电阻分别为,则对应的开关打开各输入支路中的电阻分别为,则对应的开关打开各输入支路中的电阻分别为R R、、、、2R2R、、、、4R'…—4R'…—这些电阻称为权电阻这些电阻称为权电阻这些电阻称为权电阻这些电阻称为权电阻1. 1. 基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 4 4个开关从全部断开到全部闭合,运算放大器可以得到个开关从全部断开到全部闭合,运算放大器可以得到个开关从全部断开到全部闭合,运算放大器可以得到个开关从全部断开到全部闭合,运算放大器可以得到1616种不同的电流输入这就是说,通过电阻网络,可以把种不同的电流输入这就是说,通过电阻网络,可以把种不同的电流输入这就是说,通过电阻网络,可以把种不同的电流输入这就是说,通过电阻网络,可以把0000~11110000~1111转换成大小不同的电流,从而可以在运算放大器转换成大小不同的电流,从而可以在运算放大器转换成大小不同的电流,从而可以在运算放大器转换成大小不同的电流,从而可以在运算放大器的输出端得到大小不同的电压。
如果由数字的输出端得到大小不同的电压如果由数字的输出端得到大小不同的电压如果由数字的输出端得到大小不同的电压如果由数字00000000每次增每次增每次增每次增1 1,,,,一直变化到一直变化到一直变化到一直变化到11111111就可以得到一个阶梯波电压,如图所示就可以得到一个阶梯波电压,如图所示就可以得到一个阶梯波电压,如图所示就可以得到一个阶梯波电压,如图所示图图 微机系统中的微机系统中的D/A转换环节转换环节 图图图图 所示为微机系统中的所示为微机系统中的所示为微机系统中的所示为微机系统中的D/AD/A转换环节对于一个转换环节对于一个转换环节对于一个转换环节对于一个8 8位位位位D/AD/A转换器来说,假设输出为单极性模拟量电压,满量程值为转换器来说,假设输出为单极性模拟量电压,满量程值为转换器来说,假设输出为单极性模拟量电压,满量程值为转换器来说,假设输出为单极性模拟量电压,满量程值为5 V5 V,,,,在理论上其数字量与模拟量之间的对应关系如下表在理论上其数字量与模拟量之间的对应关系如下表在理论上其数字量与模拟量之间的对应关系如下表在理论上其数字量与模拟量之间的对应关系如下表 所示。
所示 输出电压的计算公式为输出电压的计算公式为输出电压的计算公式为输出电压的计算公式为V VOUTOUT= =式式式式中中中中,,,,N N是是是是D/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的位位位位数数数数,,,,D D是是是是数数数数字字字字量量量量换换换换算算算算到到到到十十十十进进进进制制制制的的的的数数数数值值值值,,,,满满满满量量量量程程程程电电电电压压压压值值值值/2/2N N是是是是1LSB1LSB所所所所对对对对应应应应的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量电电电电压压压压,,,,即即即即分辨率 图图 D/A转换输出的模拟量曲线转换输出的模拟量曲线 由于数字量不是连续的,由于数字量不是连续的,由于数字量不是连续的,由于数字量不是连续的,其转换后的模拟量自然就不是其转换后的模拟量自然就不是其转换后的模拟量自然就不是其转换后的模拟量自然就不是连续的同时由于计算机每次连续的同时由于计算机每次连续的同时由于计算机每次连续的同时由于计算机每次输出数据和输出数据和输出数据和输出数据和D/AD/A转换器进行转转换器进行转转换器进行转转换器进行转换需要一定的时间,因此实际换需要一定的时间,因此实际换需要一定的时间,因此实际换需要一定的时间,因此实际上上上上D/AD/A转换器输出的模拟量随转换器输出的模拟量随转换器输出的模拟量随转换器输出的模拟量随时间的变化曲线不是连续的,时间的变化曲线不是连续的,时间的变化曲线不是连续的,时间的变化曲线不是连续的,而呈阶梯状而呈阶梯状而呈阶梯状而呈阶梯状 如图如图如图如图 所示。
图中所示图中所示图中所示图中时间坐标的最小分度时间坐标的最小分度时间坐标的最小分度时间坐标的最小分度ΔTΔT是相是相是相是相邻的两次输出数据的时间间隔,邻的两次输出数据的时间间隔,邻的两次输出数据的时间间隔,邻的两次输出数据的时间间隔, 模拟量坐标的最小分度是模拟量坐标的最小分度是模拟量坐标的最小分度是模拟量坐标的最小分度是1 1 LSBLSB但如果D/AD/A转换器的分转换器的分转换器的分转换器的分辨率较高,辨率较高,辨率较高,辨率较高,ΔTΔT很短,那么这很短,那么这很短,那么这很短,那么这条曲线的台阶就很密,基本上条曲线的台阶就很密,基本上条曲线的台阶就很密,基本上条曲线的台阶就很密,基本上就是连续的就是连续的就是连续的就是连续的 在实际应用中,常选用电流输出型来实现电压在实际应用中,常选用电流输出型来实现电压在实际应用中,常选用电流输出型来实现电压在实际应用中,常选用电流输出型来实现电压输出,即通过外接的运算放大器把输出,即通过外接的运算放大器把输出,即通过外接的运算放大器把输出,即通过外接的运算放大器把D D////A A转换器的转换器的转换器的转换器的输出电流转换成电压。
输出电流转换成电压输出电流转换成电压输出电流转换成电压 在实际应用中,有时仅要求输出是单方向的,即单极性在实际应用中,有时仅要求输出是单方向的,即单极性在实际应用中,有时仅要求输出是单方向的,即单极性在实际应用中,有时仅要求输出是单方向的,即单极性输出,其电压通常为输出,其电压通常为输出,其电压通常为输出,其电压通常为0~+5V0~+5V或或或或0 0~~~~+10V+10V;有时则要求输出是双;有时则要求输出是双;有时则要求输出是双;有时则要求输出是双方向的,即双极性输出,如电压为方向的,即双极性输出,如电压为方向的,即双极性输出,如电压为方向的,即双极性输出,如电压为±5V±5V、、、、±10V±10V单极性和双单极性和双单极性和双单极性和双极性输出电路分别由图极性输出电路分别由图极性输出电路分别由图极性输出电路分别由图 (a) (a)和和和和 (b) (b)所示 对于对于对于对于D/AD/A转换器内有反馈电阻转换器内有反馈电阻转换器内有反馈电阻转换器内有反馈电阻R Rfbfb的,有时可不接的,有时可不接的,有时可不接的,有时可不接R R1 1电阻,电阻,电阻,电阻,由由由由A A1 1的输出直接连到芯片的输出直接连到芯片的输出直接连到芯片的输出直接连到芯片RoRo引脚。
引脚V VREFREF的极性可正可负,当其的极性可正可负,当其的极性可正可负,当其的极性可正可负,当其极性改变时,输出模拟电压极性改变时,输出模拟电压极性改变时,输出模拟电压极性改变时,输出模拟电压VoutVout极性相应改变由于双极性输极性相应改变由于双极性输极性相应改变由于双极性输极性相应改变由于双极性输出要正负输出,把变化的动态范围相应增加了一倍,因此,双出要正负输出,把变化的动态范围相应增加了一倍,因此,双出要正负输出,把变化的动态范围相应增加了一倍,因此,双出要正负输出,把变化的动态范围相应增加了一倍,因此,双极性输出较单极性输出灵敏度降低一倍极性输出较单极性输出灵敏度降低一倍极性输出较单极性输出灵敏度降低一倍极性输出较单极性输出灵敏度降低一倍(1) (1) 分辨率 分分分分辨辨辨辨率率率率是是是是当当当当输输输输入入入入数数数数字字字字量量量量发发发发生生生生单单单单位位位位数数数数码码码码变变变变化化化化((((即即即即1LSB1LSB))))时时时时,,,, 所所所所对对对对应应应应的的的的输输输输出出出出模模模模拟拟拟拟量量量量的的的的变变变变化化化化量量量量,,,,即即即即等等等等于于于于模模模模拟拟拟拟量量量量输输输输出出出出的的的的满满满满量量量量程程程程值值值值的的的的 ((((N N为为为为数数数数字字字字量量量量位位位位数数数数))))。
分分分分辨辨辨辨率率率率也也也也可可可可以以以以用用用用相相相相对对对对值值值值((((1/21/2N N))))百百百百分分分分率率率率表表表表示示示示在在在在实实实实际际际际应应应应用用用用中中中中,,,,又又又又常常常常用用用用数数数数字字字字量量量量的的的的位位位位数数数数来来来来表表表表示示示示分分分分辨辨辨辨率 (2) (2) 转换精度转换精度转换精度转换精度 转转转转换换换换精精精精度度度度是是是是指指指指一一一一个个个个实实实实际际际际的的的的D/AD/A转转转转换换换换器器器器与与与与理理理理想想想想的的的的D/AD/A转转转转换换换换器器器器相相相相比比比比较较较较的的的的转转转转换换换换误误误误差差差差理理理理想想想想的的的的D/AD/A转转转转换换换换器器器器特特特特性性性性如如如如下下下下图图图图所所所所示示示示精精精精度度度度反反反反映映映映D/AD/A转转转转换换换换的的的的总总总总误误误误差差差差其其其其主主主主要要要要误误误误差差差差有有有有失失失失调调调调误误误误差差差差、、、、增增增增益益益益误误误误差差差差、、、、非线性误差和微分非线性误差。
非线性误差和微分非线性误差非线性误差和微分非线性误差非线性误差和微分非线性误差 2. 2. 主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要技术指标 图图 理想的理想的D/A转换特性转换特性000模拟量模拟量001 010011100101111110数字量数字量 ③③③③ 非线性误差非线性误差非线性误差非线性误差 非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差是是是是实实实实际际际际转转转转换换换换特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线与与与与理理理理想想想想转转转转换换换换特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线之之之之间间间间的的的的最最最最大大大大偏偏偏偏差差差差一一一一般般般般要要要要求求求求此此此此误误误误差差差差不不不不大大大大于于于于± ± LSBLSBD/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的失失失失调调调调和和和和增增增增益益益益调调调调整整整整一一一一般般般般不不不不能能能能完完完完全全全全消消消消除除除除非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差,,,, 但但但但可可可可以以以以使使使使之之之之显著减小。
显著减小显著减小显著减小 ④④④④ 微分非线性误差微分非线性误差微分非线性误差微分非线性误差 微微微微分分分分非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差是是是是指指指指任任任任意意意意两两两两个个个个相相相相邻邻邻邻数数数数码码码码所所所所对对对对应应应应的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量间隔与理想值之间的偏差间隔与理想值之间的偏差间隔与理想值之间的偏差间隔与理想值之间的偏差 (3) (3) 建立时间建立时间建立时间建立时间 当当当当D/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的输输输输入入入入数数数数据据据据发发发发生生生生变变变变化化化化后后后后,,,,输输输输出出出出模模模模拟拟拟拟量量量量达达达达到到到到稳稳稳稳定数值,即进入规定的精度范围内所需要的时间定数值,即进入规定的精度范围内所需要的时间定数值,即进入规定的精度范围内所需要的时间定数值,即进入规定的精度范围内所需要的时间 (4) (4) 温度系数温度系数温度系数温度系数 D/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的各各各各项项项项性性性性能能能能指指指指标标标标一一一一般般般般在在在在环环环环境境境境温温温温度度度度为为为为25℃25℃下下下下测测测测定定定定。
环环环环境境境境温温温温度度度度的的的的变变变变化化化化会会会会对对对对D/AD/A转转转转换换换换精精精精度度度度产产产产生生生生影影影影响响响响,,,,这这这这一一一一影影影影响响响响分分分分别别别别用用用用失失失失调调调调温温温温度度度度系系系系数数数数、、、、增增增增益益益益温温温温度度度度系系系系数数数数和和和和微微微微分分分分非非非非线线线线性性性性温温温温度度度度系系系系数数数数来来来来表表表表示示示示这这这这些些些些系系系系数数数数的的的的含含含含义义义义是是是是当当当当环环环环境境境境温温温温度度度度变变变变化化化化1℃1℃时时时时该该该该项项项项误误误误差差差差的的的的相相相相对对对对变变变变化化化化率率率率,,,,单单单单位位位位是是是是×10×10-6-6/℃/℃ 9.2.2 常用的常用的D/A转换芯片转换芯片 D/AD/A转换器的类型很多从输入电路来说,转换器的类型很多从输入电路来说,转换器的类型很多从输入电路来说,转换器的类型很多从输入电路来说,一般的一般的一般的一般的D/AD/A转换器都带有输入寄存器,与微机能转换器都带有输入寄存器,与微机能转换器都带有输入寄存器,与微机能转换器都带有输入寄存器,与微机能直接连接;有的具有两极锁存器,使工作方式更直接连接;有的具有两极锁存器,使工作方式更直接连接;有的具有两极锁存器,使工作方式更直接连接;有的具有两极锁存器,使工作方式更加灵活。
输入数据一般为并行数据,也有串行数加灵活输入数据一般为并行数据,也有串行数加灵活输入数据一般为并行数据,也有串行数加灵活输入数据一般为并行数据,也有串行数据并行输入的数据有据并行输入的数据有据并行输入的数据有据并行输入的数据有8 8位、位、位、位、1010位、位、位、位、1212位等从输出信号来说,输出信号来说,输出信号来说,输出信号来说,D/AD/A转换器的直接输出是电流量,转换器的直接输出是电流量,转换器的直接输出是电流量,转换器的直接输出是电流量,若片内有输出放大器,则能输出电压量,并能实若片内有输出放大器,则能输出电压量,并能实若片内有输出放大器,则能输出电压量,并能实若片内有输出放大器,则能输出电压量,并能实现单极性或双极性电压输出现单极性或双极性电压输出现单极性或双极性电压输出现单极性或双极性电压输出 D/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的转转转转换换换换速速速速度度度度较较较较快快快快,,,,一一一一般般般般其其其其电电电电流流流流建建建建立立立立时时时时间间间间为为为为1 1 μsμs 有有有有些些些些D/AD/A转转转转换换换换器器器器具具具具有有有有其其其其它它它它功功功功能能能能,,,,如如如如能能能能输输输输出出出出多多多多路路路路模模模模拟拟拟拟量量量量、、、、输输输输出出出出工工工工业控制用的标准电流信号。
业控制用的标准电流信号业控制用的标准电流信号业控制用的标准电流信号 典典典典 型型型型 的的的的 D/AD/A转转转转 换换换换 器器器器 如如如如 8 8位位位位 通通通通 用用用用 型型型型 DAC0832DAC0832、、、、 1212位位位位 的的的的DAC1208DAC1208、、、、 电压输出型的电压输出型的电压输出型的电压输出型的AD558AD558和多路输出型和多路输出型和多路输出型和多路输出型AD7528AD7528 DAC0832DAC0832是是是是8 8位位位位分分分分辨辨辨辨率率率率的的的的D/AD/A转转转转换换换换集集集集成成成成芯芯芯芯片片片片它它它它具具具具有有有有与与与与微微微微机机机机连连连连接接接接简简简简单单单单、、、、转转转转换换换换控控控控制制制制方方方方便便便便、、、、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉等等等等特特特特点点点点,,,,微微微微机机机机系系系系统统统统中中中中得得得得到广泛的应用到广泛的应用到广泛的应用到广泛的应用。
(1) (1) 结构和引脚结构和引脚结构和引脚结构和引脚 DAC0832DAC0832的的的的结结结结构构构构框框框框图图图图如如如如下下下下图图图图所所所所示示示示,,,,它它它它由由由由8 8位位位位输输输输入入入入锁锁锁锁存存存存器器器器、、、、8 8位位位位DACDAC寄寄寄寄存存存存器器器器、、、、8 8位位位位DACDAC转转转转换换换换器器器器及及及及转转转转换换换换控控控控制制制制电电电电路路路路构构构构成成成成封封封封装装装装为为为为2020脚双列直插式脚双列直插式脚双列直插式脚双列直插式 各引脚功能如下:各引脚功能如下:各引脚功能如下:各引脚功能如下: DAC0832 DAC0832是美国国家半导体公司生产的是美国国家半导体公司生产的是美国国家半导体公司生产的是美国国家半导体公司生产的8 8位位位位D/AD/A芯片,共有芯片,共有芯片,共有芯片,共有2020个引脚个引脚个引脚个引脚, ,如图所示其主要引脚定义分别如下:如图所示。
其主要引脚定义分别如下:如图所示其主要引脚定义分别如下:如图所示其主要引脚定义分别如下:D D7 7~D~D0 0::::8 8位数字量输入信号,其中位数字量输入信号,其中位数字量输入信号,其中位数字量输入信号,其中D D0 0为最低位,为最低位,为最低位,为最低位,D D7 7为最高位为最高位为最高位为最高位ILE:输入寄存器的允许信号,:输入寄存器的允许信号,高电平有效高电平有效ILE信号和信号和CS、、WRWRl l共同控制选通输入寄存器共同控制选通输入寄存器当当CS、、WRl均为低电平,而均为低电平,而ILE为高电平时,输入数据立即被送为高电平时,输入数据立即被送至至8位输入寄存器的输出端(见位输入寄存器的输出端(见图图DAC0832逻辑结构框图)当逻辑结构框图)当上述三个控制信号中任一个无效上述三个控制信号中任一个无效时,输入寄存器将数据锁存,输时,输入寄存器将数据锁存,输出端呈保持状态出端呈保持状态 D7~D0D7~D0:::: 8 8位数据输入端位数据输入端位数据输入端位数据输入端 ILE ILE:::: 输入寄存器允许信号,输入寄存器允许信号,输入寄存器允许信号,输入寄存器允许信号, 输入,高电平有效。
输入,高电平有效输入,高电平有效输入,高电平有效 CS CS:片选信号,输入,低电平有效片选信号,输入,低电平有效片选信号,输入,低电平有效片选信号,输入,低电平有效 WR WR1 1 :输入寄存器写信号,输入,低电平有效输入寄存器写信号,输入,低电平有效输入寄存器写信号,输入,低电平有效输入寄存器写信号,输入,低电平有效 由由由由ILEILE、、、、CSCS、、、、WRWR1 1的逻辑组合产生输入寄存器控制信号的逻辑组合产生输入寄存器控制信号的逻辑组合产生输入寄存器控制信号的逻辑组合产生输入寄存器控制信号LELE1 1 当当当当LELE1 1为低电平时,输入寄存器内容随数据线变化,为低电平时,输入寄存器内容随数据线变化,为低电平时,输入寄存器内容随数据线变化,为低电平时,输入寄存器内容随数据线变化,LELE1 1 的正跳变将输入数据锁存的正跳变将输入数据锁存的正跳变将输入数据锁存的正跳变将输入数据锁存 XFER XFER :::: 数据传送信号,数据传送信号,数据传送信号,数据传送信号, 输入,输入,输入,输入, 低电平有效。
低电平有效低电平有效低电平有效 WR WR2 2:::: DAC DAC寄存器的写信号,寄存器的写信号,寄存器的写信号,寄存器的写信号, 输入,输入,输入,输入, 低电平有效低电平有效低电平有效低电平有效 由由由由XFERXFER、、、、WRWR2 2 组成组成组成组成DACDAC寄存器的控制信号寄存器的控制信号寄存器的控制信号寄存器的控制信号LELE2 2 LE LE2 2 的正的正的正的正跳变将输入数据锁存到跳变将输入数据锁存到跳变将输入数据锁存到跳变将输入数据锁存到DACDAC寄存器 IOUTl:电流输出:电流输出1当DAC寄存器中全为寄存器中全为“1”时,输出电流最时,输出电流最大,当大,当DAC寄存器中全为寄存器中全为“0”时,输出电流最小时,输出电流最小IOUT2:电流输出:电流输出2它与lOUTl的关系是:的关系是:IOUTI+IOUT2=常数常数Rfb:内部反馈电阻引脚,该电阻在芯片内,:内部反馈电阻引脚,该电阻在芯片内,Rfb端可以直接端可以直接接到外部运算放大器的输出端这样,相当于将一个反馈电阻接到外部运算放大器的输出端。
这样,相当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端接在运算放大器的输入端和输出端VREF:参考电压输入端,可接正电压,也可接负电压,范围:参考电压输入端,可接正电压,也可接负电压,范围为为-10V~+10VVcc:芯片电源芯片电源5V~~+15V,典型值为,典型值为+15VAGND:模拟地芯片模拟信号接地点芯片模拟信号接地点DGND:数字地芯片数字信号接地点芯片数字信号接地点 0832是电流型是电流型,若需要电压信号若需要电压信号,可用可用运算放大器将电流信号转换成电压信号运算放大器将电流信号转换成电压信号: (2) (2) 工作方式工作方式工作方式工作方式 DAC0832DAC0832内内内内部部部部有有有有两两两两个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器,,,,能能能能实实实实现现现现三三三三种种种种工工工工作作作作方方方方式式式式:::: 双双双双缓冲、缓冲、缓冲、缓冲、 缓冲和直通方式缓冲和直通方式缓冲和直通方式缓冲和直通方式 双缓冲双缓冲双缓冲双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。
当工作方式是指两个寄存器分别受到控制当工作方式是指两个寄存器分别受到控制当工作方式是指两个寄存器分别受到控制当ILEILE、、、、 和和和和 信信信信号号号号均均均均有有有有效效效效时时时时,,,,8 8位位位位数数数数字字字字量量量量被被被被写写写写入入入入输输输输入入入入寄寄寄寄存存存存器器器器,,,, 此此此此时时时时并并并并不不不不进进进进行行行行D/AD/A转转转转换换换换当当当当 和和和和 信信信信号号号号均均均均有有有有效效效效时时时时,,,,原原原原来来来来存存存存在在在在输输输输入入入入寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中的的的的数数数数据据据据被被被被写写写写入入入入DACDAC寄寄寄寄存存存存器器器器,,,,并并并并进进进进入入入入D/AD/A转转转转换换换换器器器器后后后后进进进进行行行行D/AD/A转转转转换换换换。
在在在在一一一一次次次次转转转转换换换换完完完完成成成成后后后后到到到到下下下下一一一一次次次次转转转转换换换换开开开开始始始始之之之之前前前前,,,,由由由由于于于于寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的锁锁锁锁存存存存作作作作用用用用,,,,8 8位位位位D/AD/A转转转转换换换换器器器器的的的的输输输输入入入入数数数数据据据据保保保保持持持持恒恒恒恒定定定定,,,,因因因因此此此此D/AD/A转转转转换换换换的的的的输输输输出出出出也也也也保保保保持持持持恒恒恒恒定定定定在在在在双双双双缓缓缓缓冲冲冲冲工工工工作作作作方方方方式式式式下下下下,,,, 利利利利用用用用输输输输入入入入寄寄寄寄存存存存器器器器暂暂暂暂存存存存数数数数据据据据,,,, 给给给给使使使使用用用用带带带带来来来来方方方方便便便便,,,,可可可可以实现多路数字量的同步转换输出以实现多路数字量的同步转换输出以实现多路数字量的同步转换输出以实现多路数字量的同步转换输出 单单单单缓缓缓缓冲冲冲冲工工工工作作作作方方方方式式式式是是是是指指指指只只只只有有有有一一一一个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器受受受受到到到到控控控控制制制制。
这这这这时时时时将将将将另另另另一一一一个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的有有有有关关关关控控控控制制制制信信信信号号号号预预预预先先先先设设设设置置置置成成成成有有有有效效效效,,,,使使使使之之之之开开开开通通通通;;;; 或或或或者者者者将将将将两两两两个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的控控控控制制制制信信信信号号号号连连连连在在在在一一一一起起起起,,,,两两两两个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器作作作作为为为为一一一一个来使用个来使用个来使用个来使用 直直直直通通通通工工工工作作作作方方方方式式式式是是是是指指指指两两两两个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的有有有有关关关关控控控控制制制制信信信信号号号号都都都都预预预预先先先先置置置置为为为为有有有有效效效效,,,,两两两两个个个个寄寄寄寄存存存存器器器器都都都都开开开开通通通通只只只只要要要要数数数数字字字字量量量量送送送送到到到到数数数数据据据据输输输输入入入入端端端端,,,,就就就就立即进入立即进入立即进入立即进入D/AD/A转换器进行转换这种方式应用较少。
转换器进行转换这种方式应用较少转换器进行转换这种方式应用较少转换器进行转换这种方式应用较少 (3) (3) 电压输出电路的连接电压输出电路的连接电压输出电路的连接电压输出电路的连接 DAC0832DAC0832以以以以电电电电流流流流形形形形式式式式输输输输出出出出转转转转换换换换结结结结果果果果,,,,得得得得到到到到电电电电压压压压形形形形式式式式需需需需外外外外加加加加I/VI/V转转转转换换换换的的的的电电电电路路路路,,,,常常常常采采采采用用用用运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器下下下下图图图图是是是是DAC0832DAC0832的的的的电电电电压输出电路压输出电路压输出电路压输出电路 图图 DAC0832的电压输出电路的电压输出电路 (a) 单极性输出;单极性输出; (b) 双极性输出双极性输出对于单极性输出电路,对于单极性输出电路,对于单极性输出电路,对于单极性输出电路, 输出电压的格式为输出电压的格式为输出电压的格式为输出电压的格式为V VOUTOUT= -= -式式式式中中中中D D为为为为输输输输入入入入数数数数字字字字量量量量的的的的十十十十进进进进制制制制值值值值。
因因因因为为为为转转转转换换换换结结结结果果果果I IOUT1OUT1接接接接运运运运算算算算放放放放大大大大 器器器器 的的的的 反反反反 相相相相 端端端端 ,,,, 所所所所 以以以以 式式式式 中中中中 有有有有 一一一一 个个个个 负负负负 号号号号 若若若若 V VREFREF=+5V=+5V,,,,D=0~255D=0~255((((00H~FFH00H~FFH)时,)时,)时,)时,V VOUTOUT=-=-((((0~4.980~4.98))))V V 通通通通过过过过调调调调整整整整运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器的的的的调调调调零零零零电电电电位位位位器器器器,,,,可可可可以以以以对对对对D/AD/A芯芯芯芯片片片片进进进进行行行行零零零零点点点点补补补补偿偿偿偿通通通通过过过过调调调调节节节节外外外外接接接接于于于于反反反反馈馈馈馈回回回回路路路路的的的的电电电电位位位位器器器器RPRP1 1,,,,可可可可以以以以调调调调整满量程整满量程整满量程整满量程 对于双极性输出电路,对于双极性输出电路,对于双极性输出电路,对于双极性输出电路, 输出电压的表达式为:输出电压的表达式为:输出电压的表达式为:输出电压的表达式为: V VOUTOUTOUTOUT= = 若若若若 V VREFREF=+5 =+5 V V,,,, 当当当当 D=0D=0时时时时 ,,,, V VOUT1OUT1=0=0,,,, V VOUTOUT=-5 =-5 V V;;;; 当当当当D=128D=128(((( 80H80H)))) 时时时时 ,,,, V VOUT1OUT1= =-2.5 -2.5 V V,,,, V VOUTOUT=0=0;;;; 当当当当D=255D=255((((FFHFFH))))时时时时,,,,V VOUT1OUT1=-4.98 =-4.98 V V,,,, V VOUTOUT=4.96=4.96。
这这这这一一一一转转转转换换换换关关关关系由下表示出系由下表示出系由下表示出系由下表示出 (4) (4) 主要性能指标主要性能指标主要性能指标主要性能指标 · · 分辨率为分辨率为分辨率为分辨率为8 8位 · · 输出电流稳定时间为输出电流稳定时间为输出电流稳定时间为输出电流稳定时间为1 μs1 μs · · 非线性误差为非线性误差为非线性误差为非线性误差为 0.20%FSR 0.20%FSR · · 温度系数为温度系数为温度系数为温度系数为2×102×10-6-6/℃/℃ · · 工作方式为双缓冲、工作方式为双缓冲、工作方式为双缓冲、工作方式为双缓冲、 单缓冲和直通方式单缓冲和直通方式单缓冲和直通方式单缓冲和直通方式 · · 逻辑输入与逻辑输入与逻辑输入与逻辑输入与TTLTTL电平兼容电平兼容。
电平兼容电平兼容 · · 功耗为功耗为功耗为功耗为20 mW20 mW · · 电源电源电源电源5~15 V5~15 V 9.2.3 DAC08329.2.3 DAC0832的应用举例的应用举例例例例例1:1:转换一个数据转换一个数据转换一个数据转换一个数据: : MOV DX MOV DX,,,,P-ADP-AD MOV AL MOV AL,,,,[BX][BX] OUT DX OUT DX,,,,ALAL例例例例2 2::::D/AD/A转换产生一个转换产生一个转换产生一个转换产生一个 踞齿波:踞齿波:踞齿波:踞齿波: MOV DX MOV DX,,,,PORTAPORTA MOV AL MOV AL,,,,0FFH0FFHROTATEROTATE::::INC ALINC AL OUT DX OUT DX,,,,ALAL JMP ROTATE JMP ROTATE??uu例例例例3 3::::D/AD/A转换产生周期性踞齿波:用延时程序控制周转换产生周期性踞齿波:用延时程序控制周转换产生周期性踞齿波:用延时程序控制周转换产生周期性踞齿波:用延时程序控制周期。
期uu MOV DX MOV DX,,,,PORTAPORTAuu MOV AL MOV AL,,,,0FFH0FFHuuDONDON::::INC ALINC ALuu OUT DX OUT DX,,,,ALALuu CALL DELAY CALL DELAYuu JMP DON JMP DONuuDELAY PROC NEARDELAY PROC NEARuu MOV CX MOV CX,,,,DATADATAuu X X:::: LOOP X LOOP Xuu RET RETuuDELAY ENDPDELAY ENDP??DEC AL产生周期性三角波:产生周期性三角波:产生周期性三角波:产生周期性三角波: MOV DXMOV DX,,,,PORTPORT MOV AL MOV AL,,,,0FFH0FFHDON1DON1::::INC ALINC AL OUT DX OUT DX,,,,ALAL CMP AL CMP AL,,,,0FFH0FFH JNZ DON1 JNZ DON1 DON2DON2::::DEC ALDEC AL OUT DX OUT DX,,,,ALAL CMP AL CMP AL,,,,0 0 JNZ DON2 JNZ DON2 JMP DON1 JMP DON1 例例例例4 4:用:用:用:用8255A8255A控制控制控制控制DAC0832DAC0832进行、进行、进行、进行、D/AD/A转换,控转换,控转换,控转换,控制制制制82538253产生方波。
产生方波产生方波产生方波 (1) (1)试根据图所示的连线,给出试根据图所示的连线,给出试根据图所示的连线,给出试根据图所示的连线,给出8255A8255A和和和和82538253的的的的端口地址,并为端口地址,并为端口地址,并为端口地址,并为82538253选择合适的工作方式,确定选择合适的工作方式,确定选择合适的工作方式,确定选择合适的工作方式,确定计数初值计数初值计数初值计数初值 (2) (2)编程要求:设编程要求:设编程要求:设编程要求:设82558255工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式0 0,需转换的,需转换的,需转换的,需转换的数字量在数字量在数字量在数字量在BLBL中存放,试编写程序段,使得中存放,试编写程序段,使得中存放,试编写程序段,使得中存放,试编写程序段,使得DAC0832DAC0832产生模拟量输出,产生模拟量输出,产生模拟量输出,产生模拟量输出,82538253产生所要求的方产生所要求的方产生所要求的方产生所要求的方波[ [解解解解]: ]: 首先从图中译码电路可知:首先从图中译码电路可知:首先从图中译码电路可知:首先从图中译码电路可知:。
8255A 8255A的地址为的地址为的地址为的地址为0218H0218H~~~~021BH021BH82538253的地址为的地址为的地址为的地址为0238H0238H~~~~023BH023BH根据题意,根据题意,根据题意,根据题意,82538253的计数器应工作于方式的计数器应工作于方式的计数器应工作于方式的计数器应工作于方式3 3,计数初值为,计数初值为,计数初值为,计数初值为 n n====0.03×(200×1000)0.03×(200×1000)====60006000(2)(2)完成题目要求的程序段如下:完成题目要求的程序段如下:完成题目要求的程序段如下:完成题目要求的程序段如下: MOV DX MOV DX,,,,021BH 021BH ;;;;8255A8255A控制字端口控制字端口控制字端口控制字端口 MOV AL MOV AL,,,,10000000B10000000B OUT DX OUT DX,,,,ALAL MOV DX MOV DX,,,,0218H 0218H ;;;;8255A8255A的的的的A A端口端口端口端口 MOV AL MOV AL,,,,BI;BI; OUT DX OUT DX,,,,AL AL MOV AL MOV AL,,,,00001011B 00001011B ;;;;PC5PC5置置置置l l,,,,08320832进行进行进行进行D D////A A转换转换转换转换 MOV DX MOV DX,,,,021BH021BH OUT DX OUT DX,,,,ALAL MOV AL MOV AL,,,,00001010B 00001010B ;;;;PC5PC5清清清清0 0 OUT DX OUT DX,,,,ALAL MOV DX MOV DX,,,,023BH 023BH ;;;;82538253控制字端口控制字端口控制字端口控制字端口MOV AL,,10110110B ;计数器;计数器2,方式,方式3,二进制计数,二进制计数OUTDX,,ALMOV AX,,6000MOV DX,,023AH OUTDX,,AL ;送计数初值低;送计数初值低8位位 MOV AL,,AH OUTDX,,AL ;送计数初值高;送计数初值高8位位 MOV DX,,0219H ;;8255A的的B端口端口MOV AL,,00010000B ;;PB4置置1,,GATE2有效有效OUTDX,,AL或者,或者,或者,或者,82538253的计数器的计数器的计数器的计数器2 2可以用可以用可以用可以用BCDBCD码格式计数,则码格式计数,则码格式计数,则码格式计数,则 82538253程序片段为:程序片段为:程序片段为:程序片段为:MOVMOVDXDX,,,,023BH023BHMOVMOVALAL,,,,10110111B10110111BOUTOUTDXDX,,,,ALALMOVMOVDXDX,,,,023AH023AHMOVMOVALAL,,,,00H00HOUTOUTDXDX,,,,ALALMOVMOVALAL,,,,60H60HOUTOUTDXDX,,,,ALALMOVMOVDXDX,,,,0219H0219HMOVMOVAlAl,,,,00010000B00010000BOUTOUTDXDX,,,,ALAL 转转转转换换换换的的的的功功功功能能能能是是是是把把把把模模模模拟拟拟拟量量量量电电电电压压压压转转转转换换换换为为为为N N位位位位数数数数字字字字量量量量电电电电压压压压。
下下下下图图图图所所所所示示示示为为为为A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的工工工工作作作作情情情情况况况况,,,,其其其其中中中中图图图图((((b b))))是是是是相相相相对对对对应应应应的的的的输输输输入入入入和输出 对于这一转换过程,对于这一转换过程,对于这一转换过程,对于这一转换过程, 作以下几点说明:作以下几点说明:作以下几点说明:作以下几点说明: ①①①① 输输输输入入入入A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量电电电电压压压压是是是是连连连连续续续续的的的的由由由由于于于于A/DA/D转转转转换换换换器器器器完完完完成成成成一一一一次次次次转转转转换换换换需需需需要要要要一一一一定定定定的的的的时时时时间间间间,,,,A/DA/D转转转转换换换换只只只只能能能能间间间间断断断断性性性性地地地地进进进进行行行行,,,,因因因因此此此此输输输输出出出出的的的的数数数数字字字字量量量量电电电电压压压压是是是是不不不不连连连连续续续续的的的的,,,,称称称称为为为为离离离离散散散散量量量量。
在在在在下下下下图图图图((((b b))))中中中中,,,,A/DA/D转转转转换换换换所所所所得得得得的的的的结结结结果果果果是是是是一一一一个个个个个个个个孤孤孤孤立立立立的的的的点点点点每每每每个个个个点点点点的的的的纵纵纵纵坐坐坐坐标标标标代代代代表表表表某某某某个个个个数数数数字字字字量量量量,,,,其其其其值值值值与与与与采采采采样样样样时时时时刻刻刻刻的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量相相相相对对对对应应应应如如如如果果果果在在在在相相相相邻邻邻邻两两两两次次次次采采采采样样样样时时时时刻刻刻刻之之之之间间间间,,,,A/DA/D转转转转换换换换输输输输出出出出的的的的数数数数字字字字量量量量保保保保持持持持前前前前一一一一时时时时刻刻刻刻的的的的值值值值,,,,那那那那么么么么A/DA/D转转转转换换换换的的的的输输输输出出出出就就就就是是是是一一一一条条条条阶阶阶阶梯梯梯梯形形形形的的的的曲线 9.3 模模/数(数(A/D)转换器及其接口技术)转换器及其接口技术9.3.1 ADC9.3.1 ADC的工作原理及指标的工作原理及指标的工作原理及指标的工作原理及指标1. A/D1. A/D转换的基本知识转换的基本知识转换的基本知识转换的基本知识 图图 A/D转换器及其转换情况转换器及其转换情况 (a) A/D 转换器转换器; (b) 输入和输出输入和输出 ②②②② 相相相相邻邻邻邻两两两两次次次次采采采采样样样样的的的的间间间间隔隔隔隔时时时时间间间间称称称称为为为为采采采采样样样样周周周周期期期期。
为为为为了了了了使使使使输输输输出出出出量量量量能能能能充充充充分分分分反反反反映映映映输输输输入入入入量量量量的的的的变变变变化化化化情情情情况况况况,,,,采采采采样样样样周周周周期期期期要要要要根根根根据据据据输输输输入入入入量量量量变变变变化化化化的的的的快快快快慢慢慢慢来来来来决决决决定定定定而而而而一一一一次次次次A/DA/D转转转转换换换换所所所所需需需需要要要要的的的的时时时时间间间间显显显显然然然然必必必必须须须须小小小小于于于于采样周期采样周期采样周期采样周期 ③③③③ 假假假假设设设设输输输输入入入入的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量为为为为0~4.99 0~4.99 V V时时时时,,,,输输输输出出出出的的的的数数数数字字字字量量量量为为为为001~111001~111(二进制数),那么输出与输入的对应关系如表所示二进制数),那么输出与输入的对应关系如表所示二进制数),那么输出与输入的对应关系如表所示二进制数),那么输出与输入的对应关系如表所示 ④④④④ 将将将将模模模模拟拟拟拟量量量量表表表表示示示示为为为为相相相相应应应应的的的的数数数数字字字字量量量量,,,,称称称称为为为为量量量量化化化化。
数数数数字字字字量量量量的的的的最最最最低低低低位位位位即即即即最最最最小小小小有有有有效效效效位位位位1 1 LSBLSB((((LSB, LSB, Least Least Significant Significant BitBit)))),,,,与与与与此此此此相相相相对对对对应应应应的的的的模模模模拟拟拟拟电电电电压压压压称称称称为为为为一一一一个个个个量量量量化化化化单单单单位位位位,,,,如如如如果果果果模模模模拟拟拟拟电电电电压压压压小小小小于于于于此此此此值值值值,,,,不不不不能能能能转转转转换换换换为为为为相相相相应应应应的的的的数数数数字字字字量量量量LSBLSB表表表表示示示示A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的分分分分辨能力对于上述转换关系来说,辨能力对于上述转换关系来说,辨能力对于上述转换关系来说,辨能力对于上述转换关系来说, 1 LSB=0.71 V 1 LSB=0.71 V 2. A/D2. A/D转换器的主要性能指标转换器的主要性能指标转换器的主要性能指标转换器的主要性能指标 (1) (1) 分辨率。
分辨率 习习习习惯惯惯惯上上上上以以以以输输输输出出出出的的的的二二二二进进进进制制制制位位位位数数数数或或或或BCDBCD码码码码位位位位数数数数表表表表示示示示分分分分辨辨辨辨率率率率 如如如如一一一一个个个个输输输输出出出出为为为为8 8位位位位二二二二进进进进制制制制数数数数的的的的A/D A/D 转转转转换换换换器器器器,,,,称称称称其其其其分分分分辨辨辨辨率率率率为为为为8 8位位位位 也也也也可可可可以以以以用用用用对对对对应应应应于于于于1 1 LSBLSB的的的的输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟电电电电压压压压来来来来表表表表示示示示分分分分辨辨辨辨率率率率分分分分辨辨辨辨率率率率还还还还可可可可以以以以用用用用百百百百分分分分数数数数来来来来表表表表示示示示,,,,例例例例如如如如8 8位位位位A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的分分分分辨辨辨辨率率率率百百百百分分分分数数数数为为为为 ((((1/2561/256))))×100%=0.39%×100%=0.39% (2) (2) 量化误差。
量化误差量化误差量化误差 A/DA/D转转转转换换换换是是是是用用用用数数数数字字字字量量量量对对对对模模模模拟拟拟拟量量量量进进进进行行行行量量量量化化化化由由由由于于于于存存存存在在在在最最最最小小小小量量量量化化化化单单单单位位位位,,,,在在在在转转转转换换换换中中中中就就就就会会会会出出出出现现现现误误误误差差差差,,,,仍仍仍仍以以以以上上上上述述述述0~4.99 0~4.99 V V 转转转转换换换换为为为为二二二二进进进进制制制制数数数数000~111000~111的的的的A/D A/D 转转转转换换换换器器器器为为为为例例例例,,,,模模模模拟拟拟拟量量量量1.42 1.42 V V对对对对应应应应于于于于数数数数字字字字量量量量010010;;;;而而而而((((1.42 1.42 V- V- 1/2 1/2 LSBLSB))))~ ~ (1.42 (1.42 V+ V+ 1/2 1/2 LSB)LSB)也也也也都都都都对应于对应于对应于对应于010010,,,, 这样就带来了转换误差这样就带来了转换误差。
这样就带来了转换误差这样就带来了转换误差 这这这这一一一一误误误误差差差差称称称称为为为为量量量量化化化化误误误误差差差差理理理理想想想想A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的量量量量化化化化误误误误差差差差为为为为± LSB± LSB,如下图所示如下图所示如下图所示如下图所示 (3) (3) 转换精度转换精度转换精度转换精度 转转转转换换换换精精精精度度度度是是是是指指指指一一一一个个个个实实实实际际际际的的的的A/DA/D转转转转换换换换器器器器与与与与理理理理想想想想的的的的A/DA/D转转转转换换换换器器器器相相相相比比比比的的的的转转转转换换换换误误误误差差差差绝绝绝绝对对对对精精精精度度度度一一一一般般般般以以以以LSBLSB为为为为单单单单位位位位给给给给出出出出相相相相对对对对精精精精度度度度则则则则是是是是绝绝绝绝对对对对精精精精度度度度与与与与满满满满量量量量程程程程的的的的比比比比值值值值。
不不不不同同同同厂厂厂厂家家家家生生生生产产产产的的的的A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的转转转转换换换换精精精精度度度度指指指指标标标标的的的的表表表表达达达达方方方方式式式式可可可可能能能能不不不不同同同同有有有有的的的的给给给给出出出出综综综综合合合合误误误误差差差差指指指指标标标标,,,,有有有有的的的的给给给给出出出出分分分分项项项项误误误误差差差差指指指指标标标标通通通通常常常常误误误误差差差差指指指指标标标标有有有有失失失失调调调调误误误误差差差差((((零零零零点点点点误误误误差差差差))))、、、、增增增增益益益益误误误误差差差差((((满满满满量量量量程程程程误误误误差差差差))))、、、、非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差和和和和微微微微分非线性误差下面分别介绍这些误差分非线性误差下面分别介绍这些误差分非线性误差下面分别介绍这些误差分非线性误差下面分别介绍这些误差 图图 理想的理想的A/D转换曲线转换曲线 ①①①① 失调误差失调误差失调误差失调误差 失失失失调调调调误误误误差差差差也也也也称称称称为为为为零零零零点点点点误误误误差差差差,,,,这这这这是是是是指指指指当当当当输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟量量量量从从从从0 0逐逐逐逐渐渐渐渐增增增增长长长长使使使使输输输输出出出出数数数数字字字字量量量量从从从从0……00……0跳跳跳跳至至至至0……10……1时时时时,,,,输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟量量量量实实实实际际际际数数数数值值值值与与与与理理理理想想想想的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量数数数数值值值值((((即即即即 1 1 LSBLSB的的的的对对对对应应应应值值值值))))之之之之差差差差。
这这这这反反反反映映映映了了了了A/DA/D转转转转换换换换器器器器零零零零点点点点的的的的偏偏偏偏差差差差一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下的的的的失失失失调调调调误误误误差差差差可可可可以以以以通通通通过过过过电电电电路路路路调整来消除调整来消除调整来消除调整来消除 ②②②② 增益误差增益误差增益误差增益误差 当当当当输输输输出出出出数数数数字字字字量量量量达达达达到到到到满满满满量量量量程程程程时时时时,,,,所所所所对对对对应应应应的的的的输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟量量量量与与与与理理理理想想想想的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量数数数数值值值值之之之之差差差差,,,,称称称称为为为为增增增增益益益益误误误误差差差差或或或或满满满满量量量量程程程程误误误误差差差差,,,,计计计计算算算算此此此此项项项项误误误误差差差差时时时时应应应应将将将将失失失失调调调调误误误误差差差差除除除除去去去去一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下的的的的增增增增益益益益误误误误差差差差也也也也可可可可以以以以通通通通过过过过电电电电路调整来消除。
路调整来消除路调整来消除路调整来消除 ③③③③ 非线性误差非线性误差非线性误差非线性误差 非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差是是是是指指指指实实实实际际际际转转转转换换换换特特特特性性性性与与与与理理理理想想想想转转转转换换换换特特特特性性性性之之之之间间间间的的的的最最最最大大大大偏偏偏偏差差差差,,,,它它它它可可可可能能能能出出出出现现现现在在在在转转转转换换换换曲曲曲曲线线线线的的的的某某某某处处处处此此此此项项项项误误误误差差差差不不不不包包包包括括括括量量量量化化化化误误误误差、差、差、差、 失调误差和增益误差它不能通过电路调整来消除失调误差和增益误差它不能通过电路调整来消除失调误差和增益误差它不能通过电路调整来消除失调误差和增益误差它不能通过电路调整来消除 ④④④④ 微分非线性误差微分非线性误差微分非线性误差微分非线性误差 在在在在A/DA/D转转转转换换换换曲曲曲曲线线线线上上上上,,,,实实实实际际际际台台台台阶阶阶阶幅幅幅幅度度度度与与与与理理理理想想想想台台台台阶阶阶阶幅幅幅幅度度度度((((即即即即理理理理论论论论上上上上的的的的1 1 LSBLSB))))之之之之差差差差,,,,称称称称为为为为微微微微分分分分非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差。
如如如如果果果果此此此此误误误误差差差差超超超超过过过过1 1 LSBLSB,,,, 就会出现丢失某个数字码的现象就会出现丢失某个数字码的现象就会出现丢失某个数字码的现象就会出现丢失某个数字码的现象 在在在在上上上上述述述述几几几几项项项项误误误误差差差差中中中中,,,,如如如如果果果果失失失失调调调调误误误误差差差差和和和和增增增增益益益益误误误误差差差差能能能能得得得得到到到到完完完完全全全全补补补补偿偿偿偿,,,,那那那那么么么么只只只只需需需需考考考考虑虑虑虑后后后后两两两两项项项项非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差需需需需要要要要指指指指出出出出的的的的是是是是精精精精度度度度所所所所对对对对应应应应的的的的误误误误差差差差指指指指标标标标中中中中未未未未包包包包括括括括量量量量化化化化误误误误差差差差,,,,因因因因此此此此实实实实际际际际的的的的总总总总误误误误差差差差还还还还要要要要把把把把量化误差考虑在内总误差量化误差考虑在内总误差量化误差考虑在内总误差量化误差考虑在内总误差E E总与分项误差总与分项误差总与分项误差总与分项误差E Ei i之间的关系如下之间的关系如下之间的关系如下之间的关系如下 E E总总总总= = (4) (4) 转换时间。
转换时间转换时间转换时间 转转转转换换换换时时时时间间间间是是是是指指指指A/DA/D转转转转换换换换器器器器完完完完成成成成一一一一次次次次转转转转换换换换所所所所需需需需要要要要的的的的时时时时间间间间 其倒数为转换速率其倒数为转换速率其倒数为转换速率其倒数为转换速率 (5) (5) 温度系数温度系数温度系数温度系数 温温温温度度度度系系系系数数数数表表表表示示示示A/DA/D转转转转换换换换器器器器受受受受环环环环境境境境温温温温度度度度影影影影响响响响的的的的程程程程度度度度一一一一般般般般用用用用环环环环境境境境温温温温度度度度变变变变化化化化1℃1℃所所所所产产产产生生生生的的的的相相相相对对对对转转转转换换换换误误误误差差差差来来来来表表表表示示示示,,,,以以以以×10×10-6-6/℃/℃为单位 9.3.2 常用的常用的ADC0809芯片芯片 A/D A/D转换器的种类很多。
按转换原理分类,有逐转换器的种类很多按转换原理分类,有逐转换器的种类很多按转换原理分类,有逐转换器的种类很多按转换原理分类,有逐次逼近式、次逼近式、次逼近式、次逼近式、 双积分式、并行式等双积分转换精度双积分式、并行式等双积分转换精度双积分式、并行式等双积分转换精度双积分式、并行式等双积分转换精度高,转换时间长,大约需要几百毫秒高,转换时间长,大约需要几百毫秒高,转换时间长,大约需要几百毫秒高,转换时间长,大约需要几百毫秒 并行式转换速度最高,能达到并行式转换速度最高,能达到并行式转换速度最高,能达到并行式转换速度最高,能达到2G2G次,即转换时次,即转换时次,即转换时次,即转换时间仅间仅间仅间仅50 ns50 ns,,,, 但价格昂贵,产品的分辨率不高但价格昂贵,产品的分辨率不高但价格昂贵,产品的分辨率不高但价格昂贵,产品的分辨率不高 逐次逐次逐次逐次逼近式兼顾了转换速度和转换精度,是应用广泛的逼近式兼顾了转换速度和转换精度,是应用广泛的逼近式兼顾了转换速度和转换精度,是应用广泛的逼近式兼顾了转换速度和转换精度,是应用广泛的A/DA/D转换器。
逐次逼近式的种类很多,分辨率从转换器逐次逼近式的种类很多,分辨率从转换器逐次逼近式的种类很多,分辨率从转换器逐次逼近式的种类很多,分辨率从8 8位位位位到到到到1616位,转换时间从位,转换时间从位,转换时间从位,转换时间从100μs100μs到几微秒,精度有不同等到几微秒,精度有不同等到几微秒,精度有不同等到几微秒,精度有不同等级,有的转换器内部还常有多路模拟开关级,有的转换器内部还常有多路模拟开关级,有的转换器内部还常有多路模拟开关级,有的转换器内部还常有多路模拟开关 常常常常用用用用的的的的几几几几种种种种A/DA/D转转转转换换换换器器器器:::: 8 8位位位位通通通通用用用用型型型型ADC0808/0809ADC0808/0809、、、、1212位的位的位的位的AD574AAD574A和双积分型和双积分型和双积分型和双积分型5G144335G14433 ADC0808/0809ADC0808/0809是是是是8 8通通通通道道道道、、、、8 8位位位位逐逐逐逐次次次次逼逼逼逼近近近近式式式式A/DA/D转转转转换换换换器器器器,,,,美美美美国国国国NSNS公公公公司司司司产产产产品品品品。
其其其其性性性性能能能能指指指指标标标标一一一一般般般般,,,,价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉,,,,便于与微机连接,便于与微机连接,便于与微机连接,便于与微机连接, 因而应用十分广泛因而应用十分广泛因而应用十分广泛因而应用十分广泛 1. 1. 结构和转换原理结构和转换原理结构和转换原理结构和转换原理 下下下下 图图图图 所所所所 示示示示 为为为为 ADC0808/0809ADC0808/0809的的的的 结结结结 构构构构 框框框框 图图图图 ADC0808/0809ADC0808/0809由由由由三三三三部部部部分分分分组组组组成成成成::::8 8路路路路模模模模拟拟拟拟量量量量选选选选通通通通开开开开关关关关、、、、8 8位位位位A/DA/D转换器和三态输出数据锁存器转换器和三态输出数据锁存器转换器和三态输出数据锁存器转换器和三态输出数据锁存器 图图 ADC0808/0809的结构框图的结构框图 ADC0808/0809ADC0808/0809允允允允许许许许8 8路路路路模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号输输输输入入入入,,,,由由由由8 8路路路路模模模模拟拟拟拟开开开开关关关关选选选选通通通通其其其其中中中中一一一一路路路路信信信信号号号号,,,, 模模模模拟拟拟拟开开开开关关关关受受受受通通通通道道道道地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存和和和和译译译译码码码码电电电电路路路路的的的的控控控控制制制制。
当当当当地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存信信信信号号号号ALEALE有有有有效效效效时时时时,,,,3 3位位位位地地地地址址址址CBACBA进进进进入入入入地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存器器器器,,,,经译码后使经译码后使经译码后使经译码后使8 8路模拟开关选通某一路信号路模拟开关选通某一路信号路模拟开关选通某一路信号路模拟开关选通某一路信号 8 8位位位位A/DA/D转转转转换换换换器器器器为为为为逐逐逐逐次次次次逼逼逼逼近近近近式式式式,,,,由由由由256R256R电电电电阻阻阻阻分分分分压压压压器器器器、、、、树树树树状状状状模模模模拟拟拟拟开开开开关关关关((((这这这这两两两两部部部部分分分分组组组组成成成成一一一一个个个个D/AD/A变变变变换换换换器器器器))))、、、、电电电电压压压压比比比比较较较较器器器器、、、、逐逐逐逐次次次次逼逼逼逼近近近近寄寄寄寄存存存存器器器器、、、、逻逻逻逻辑辑辑辑控控控控制制制制和和和和定定定定时时时时电电电电路路路路组组组组成成成成其其其其基基基基本本本本工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是采采采采用用用用对对对对分分分分搜搜搜搜索索索索方方方方法法法法逐逐逐逐次次次次比比比比较较较较,,,,找找找找出出出出最最最最逼逼逼逼近近近近于于于于输输输输入入入入模模模模拟拟拟拟量量量量的的的的数数数数字字字字量量量量。
电电电电阻阻阻阻分分分分压压压压器器器器需需需需外外外外接接接接正正正正负负负负基基基基准准准准电电电电源源源源V VREFREF((((+ +))))和和和和V VREFREF((((- -)))) CLOCKCLOCK端端端端外外外外接接接接时时时时钟钟钟钟信信信信号号号号A/DA/D转转转转换换换换器器器器的的的的启启启启动动动动由由由由STARTSTART信信信信号号号号控控控控制制制制转转转转换换换换结结结结束束束束时时时时控控控控制制制制电电电电路路路路将将将将数数数数字字字字量量量量送送送送入入入入三三三三态态态态输输输输出出出出锁锁锁锁存存存存器器器器锁锁锁锁存存存存,,,,并产生转换结束信号并产生转换结束信号并产生转换结束信号并产生转换结束信号EOCEOC 三三三三态态态态门门门门输输输输出出出出锁锁锁锁存存存存器器器器用用用用来来来来保保保保存存存存A/DA/D转转转转换换换换结结结结果果果果,,,,当当当当输输输输出出出出允允允允许许许许信信信信号号号号OEOE有有有有效效效效时时时时,,,,打打打打开开开开三三三三态态态态门门门门,,,,输输输输出出出出A/DA/D转转转转换换换换结结结结果果果果。
因因因因输输输输出出出出有有有有三三三三态门,态门,态门,态门, 便于与微机总线连接便于与微机总线连接便于与微机总线连接便于与微机总线连接 2. 2. 引脚功能引脚功能引脚功能引脚功能 图图图图 为为为为ADC0808ADC0808////08090809的的的的引引引引脚脚脚脚图图图图 各各各各引引引引脚脚脚脚功功功功能能能能说说说说明明明明如如如如下下下下:::: IN0~IN7IN0~IN7:::: 8 8路模拟输入端路模拟输入端路模拟输入端路模拟输入端 ALEALE::::地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存器器器器允允允允许许许许信信信信号号号号输输输输入入入入端端端端当当当当它它它它为为为为高高高高电电电电平平平平时时时时,,,, 地址信号进入地址锁存器中地址信号进入地址锁存器中地址信号进入地址锁存器中地址信号进入地址锁存器中 CLOCKCLOCK::::外外外外部部部部时时时时钟钟钟钟输输输输入入入入端端端端。
时时时时钟钟钟钟频频频频率率率率典典典典型型型型值值值值为为为为640 640 kHzkHz,,,,允允允允许许许许范范范范围围围围为为为为10~1280 10~1280 kHzkHz时时时时钟钟钟钟频频频频率率率率降降降降低低低低时时时时,,,,A A////D D转转转转换换换换速速速速度也降低度也降低度也降低度也降低 STARTSTART::::A A////D D转转转转换换换换信信信信号号号号输输输输入入入入端端端端有有有有效效效效信信信信号号号号为为为为一一一一正正正正脉脉脉脉冲冲冲冲 在在在在脉脉脉脉冲冲冲冲上上上上升升升升沿沿沿沿,,,,A A////D D转转转转换换换换器器器器内内内内部部部部寄寄寄寄存存存存器器器器均均均均被被被被清清清清零零零零,,,,在在在在其其其其下下下下降降降降沿开始沿开始沿开始沿开始A A////D D转换 图图图图 ADC0808/0809 ADC0808/0809的引脚图的引脚图的引脚图的引脚图 EOCEOC::::A A////D D转转转转换换换换结结结结束束束束信信信信号号号号。
在在在在STARTSTART信信信信号号号号上上上上升升升升沿沿沿沿之之之之后后后后0 0到到到到((((2 2 μsμs++++8 8个个个个时时时时钟钟钟钟周周周周期期期期))))时时时时间间间间内内内内,,,,EOCEOC变变变变为为为为低低低低电电电电平平平平当当当当A A////D D转转转转换换换换结结结结束束束束后后后后,,,,EOCEOC立立立立即即即即输输输输出出出出一一一一正正正正阶阶阶阶跃跃跃跃信信信信号号号号,,,,可可可可用用用用来来来来作为作为作为作为A A////D D 转换结束的查询信号或中断请求信号转换结束的查询信号或中断请求信号转换结束的查询信号或中断请求信号转换结束的查询信号或中断请求信号 OEOE::::输输输输出出出出允允允允许许许许信信信信号号号号当当当当OEOE输输输输入入入入高高高高电电电电平平平平信信信信号号号号时时时时,,,,三三三三态态态态输出锁存器将输出锁存器将输出锁存器将输出锁存器将A A////D D转换结果输出转换结果输出转换结果输出转换结果输出 D0~D7D0~D7::::数数数数字字字字量量量量输输输输出出出出端端端端。
D0D0为为为为最最最最低低低低有有有有效效效效位位位位((((LSBLSB)))),,,,D7D7为最高有效位(为最高有效位(为最高有效位(为最高有效位(MSBMSB) REFREF((((+ +))))、、、、REFREF((((- -))))::::正正正正负负负负基基基基准准准准电电电电压压压压输输输输入入入入端端端端基基基基准准准准电电电电压压压压的的的的中中中中心心心心值值值值为为为为 ((((应应应应接接接接近近近近于于于于 )))),,,,其其其其偏偏偏偏差差差差值值值值不不不不应应应应超超超超过过过过±0.1 ±0.1 V V 正正正正负负负负基基基基准准准准电电电电压压压压的的的的典典典典型型型型值值值值分分分分别别别别为为为为+5 V+5 V和和和和0 V0 VVCCVCC、、、、 GND GND:电源电压输入端电源电压输入端。
电源电压输入端电源电压输入端 图图 ADC0808/0809的工作时序的工作时序 3. 3. 工作时序工作时序工作时序工作时序 ADC0808/0809ADC0808/0809的工作时序如下图所示从图中可以看出的工作时序如下图所示从图中可以看出的工作时序如下图所示从图中可以看出的工作时序如下图所示从图中可以看出各信号的时序关系,进一步理解上面所讲的转换过程中的信各信号的时序关系,进一步理解上面所讲的转换过程中的信各信号的时序关系,进一步理解上面所讲的转换过程中的信各信号的时序关系,进一步理解上面所讲的转换过程中的信号功能完成一次转换所需要的时间为号功能完成一次转换所需要的时间为号功能完成一次转换所需要的时间为号功能完成一次转换所需要的时间为66~7366~73个时钟周期个时钟周期个时钟周期个时钟周期 4. ADC0808/08094. ADC0808/0809的主要性能指标的主要性能指标的主要性能指标的主要性能指标 · · 分辨率为分辨率为分辨率为分辨率为8 8位。
位 · · 总总总总的的的的非非非非调调调调整整整整误误误误差差差差:::: 08080808为为为为± ± LSBLSB,,,,08090809为为为为±1 ±1 LSBLSB · · 转换时间为转换时间为转换时间为转换时间为100 μs100 μs(时钟频率为(时钟频率为(时钟频率为(时钟频率为640 Hz640 Hz) · · 具具具具有有有有锁锁锁锁存存存存控控控控制制制制功功功功能能能能的的的的8 8路路路路模模模模拟拟拟拟开开开开关关关关,,,,能能能能对对对对8 8路路路路模模模模拟拟拟拟电电电电压压压压信信信信号进行转换号进行转换号进行转换号进行转换 · · 输出电平与输出电平与输出电平与输出电平与TTLTTL电平兼容电平兼容电平兼容电平兼容 · · 单单单单电电电电源源源源+5 +5 V V供供供供电电电电。
基基基基准准准准电电电电压压压压由由由由外外外外部部部部提提提提供供供供,,,,典典典典型型型型值值值值为为为为+5 +5 V V 此时允许模拟量输入范围为此时允许模拟量输入范围为此时允许模拟量输入范围为此时允许模拟量输入范围为0~5 V0~5 V功耗为10 mW10 mW ADC0808/0809ADC0808/0809的的的的数数数数字字字字量量量量输输输输出出出出值值值值D D((((换换换换算算算算到到到到十十十十进进进进制制制制))))与与与与模模模模拟量输入值拟量输入值拟量输入值拟量输入值V VININ之间的关系如下:之间的关系如下:之间的关系如下:之间的关系如下: 通常通常通常通常V VREFREF((((- -))))=0 V=0 V,,,,所以所以所以所以 当当当当 V VREFREF(((( + +)))) =5V=5V,,,, 相相相相 应应应应 于于于于 V VININ=0~4.98 =0~4.98 V V,,,,D=0~255D=0~255((((00H~FFH00H~FFH))))。
这这这这里里里里由由由由于于于于数数数数字字字字量量量量的的的的满满满满量量量量程程程程值值值值是是是是255255,,,,而而而而不不不不是是是是256256,,,, 因因因因此此此此相相相相应应应应地地地地输输输输入入入入电电电电压压压压的的的的满满满满量量量量程程程程值值值值也也也也比比比比5 5 V V少少少少1 1 LSBLSB 与与与与ADC0808/0809ADC0808/0809同同同同属属属属ADC0800ADC0800系系系系列列列列的的的的还还还还有有有有ADC0816/0817ADC0816/0817,,,, 其其其其 通通通通 道道道道 数数数数 增增增增 至至至至 1616,,,, 封封封封 装装装装 为为为为 4040引引引引 脚脚脚脚 ,,,, 其其其其 它它它它 性性性性 能能能能 与与与与ADC0808/0809ADC0808/0809基基基基本本本本相相相相同同同同ADC0800~0805ADC0800~0805系系系系列列列列为为为为单单单单通通通通道道道道8 8位位位位转转转转换器,除了通道数以外,其它性能与换器,除了通道数以外,其它性能与换器,除了通道数以外,其它性能与换器,除了通道数以外,其它性能与ADC0808/0809ADC0808/0809相似。
相似 5. ADC5. ADC芯片与芯片与芯片与芯片与CPUCPU接口接口接口接口 通通通通常常常常使使使使用用用用的的的的ADCADC一一一一般般般般都都都都具具具具有有有有下下下下列列列列引引引引脚脚脚脚::::数数数数据据据据输输输输出出出出、、、、启启启启动动动动转转转转换换换换、、、、转转转转换换换换结结结结束束束束、、、、时时时时钟钟钟钟和和和和参参参参考考考考电电电电平平平平等等等等ADCADC与与与与主主主主机机机机的的的的连连连连接接接接就就就就是是是是处理这些引脚的连接问题处理这些引脚的连接问题处理这些引脚的连接问题处理这些引脚的连接问题 ①①①① 数据输出线的连接数据输出线的连接数据输出线的连接数据输出线的连接 模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号经经经经A A////D D转转转转换换换换,,,,向向向向主主主主机机机机送送送送出出出出数数数数字字字字量量量量所所所所以以以以,,,,ADCADC芯片就相当于给主机提供数据的输入设备。
芯片就相当于给主机提供数据的输入设备芯片就相当于给主机提供数据的输入设备芯片就相当于给主机提供数据的输入设备 能能能能够够够够向向向向主主主主机机机机提提提提供供供供数数数数据据据据的的的的外外外外设设设设很很很很多多多多,,,,它它它它们们们们的的的的数数数数据据据据线线线线都都都都要要要要连连连连接接接接到到到到主主主主机机机机的的的的数数数数据据据据总总总总线线线线上上上上为为为为了了了了防防防防止止止止总总总总线线线线冲冲冲冲突突突突,,,,任任任任何何何何时时时时刻刻刻刻只只只只能能能能有有有有一一一一个个个个设设设设备备备备发发发发送送送送信信信信息息息息因因因因此此此此,,,,这这这这些些些些能能能能够够够够发发发发送送送送数数数数据据据据的的的的外外外外设设设设的的的的数数数数据据据据输输输输出出出出端端端端必必必必须须须须通通通通过过过过三三三三态态态态缓缓缓缓冲冲冲冲器器器器连连连连接接接接到到到到数数数数据据据据总总总总线线线线上上上上由由由由于于于于有有有有些些些些外外外外设设设设的的的的数数数数据据据据不不不不断断断断变变变变化化化化,,,,如如如如A/DA/D转转转转换换换换的的的的结结结结果果果果,,,,随随随随模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号变变变变化化化化而而而而变变变变化化化化,,,,所所所所以以以以,,,,为为为为了了了了能能能能够够够够稳稳稳稳定定定定输输输输出出出出,,,,还还还还必必必必须须须须在在在在三三三三态态态态缓缓缓缓冲冲冲冲器器器器之之之之前前前前加加加加上上上上锁锁锁锁存存存存器器器器,,,,保保保保持持持持数数数数据据据据不不不不变变变变。
为为为为此此此此,,,,大大大大多多多多数数数数向向向向系系系系统统统统数数数数据据据据总总总总线线线线发发发发送送送送数数数数据据据据的的的的设设设设备备备备都都都都设设设设置置置置了了了了锁锁锁锁存存存存器器器器和和和和三三三三态态态态缓缓缓缓冲冲冲冲器器器器,,,,简简简简称称称称三三三三态态态态锁锁锁锁存缓冲器或三态锁存器存缓冲器或三态锁存器存缓冲器或三态锁存器存缓冲器或三态锁存器 ②②②② A/DA/D转转转转换换换换的的的的启启启启动动动动信信信信号号号号当当当当一一一一个个个个ADCADC在在在在开开开开始始始始转转转转换换换换时时时时,,,,必必必必须须须须加加加加一一一一个个个个启启启启动动动动信信信信号号号号芯芯芯芯片片片片不不不不同同同同,,,, 要要要要求求求求的的的的启启启启动动动动信信信信号号号号也也也也不不不不同同同同,,,, 一一一一般分脉冲启动信号和电平控制信号般分脉冲启动信号和电平控制信号般分脉冲启动信号和电平控制信号般分脉冲启动信号和电平控制信号 脉脉脉脉冲冲冲冲信信信信号号号号启启启启动动动动转转转转换换换换的的的的ADCADC,,,,只只只只要要要要在在在在启启启启动动动动引引引引脚脚脚脚加加加加一一一一个个个个脉脉脉脉冲冲冲冲即即即即可可可可,,,,如如如如ADC0809ADC0809、、、、AD574AD574。
通通通通常常常常都都都都是是是是采采采采用用用用外外外外设设设设输输输输出出出出信信信信号号号号和和和和地址译码器的端口地址信号经逻辑电路进行控制地址译码器的端口地址信号经逻辑电路进行控制地址译码器的端口地址信号经逻辑电路进行控制地址译码器的端口地址信号经逻辑电路进行控制 电电电电平平平平信信信信号号号号启启启启动动动动转转转转换换换换是是是是在在在在启启启启动动动动引引引引脚脚脚脚上上上上加加加加一一一一个个个个所所所所要要要要求求求求的的的的电电电电平平平平电电电电平平平平加加加加上上上上之之之之后后后后,,,,A/DA/D转转转转换换换换开开开开始始始始,,,,而而而而且且且且在在在在转转转转换换换换过过过过程程程程中中中中,,,,必必必必须须须须保保保保持持持持这这这这一一一一电电电电平平平平,,,,否否否否则则则则,,,,将将将将停停停停止止止止转转转转换换换换在在在在这这这这种种种种启启启启动动动动方方方方式式式式中中中中,,,,CPUCPU送送送送出的控制信号必须通过寄存器保持一段时间出的控制信号必须通过寄存器保持一段时间。
出的控制信号必须通过寄存器保持一段时间出的控制信号必须通过寄存器保持一段时间 软软软软件件件件上上上上通通通通常常常常是是是是在在在在要要要要求求求求启启启启动动动动A/DA/D转转转转换换换换的的的的时时时时刻刻刻刻,,,,用用用用一一一一个个个个输输输输出出出出指指指指令令令令产产产产生生生生启启启启动动动动信信信信号号号号,,,,这这这这就就就就是是是是编编编编程程程程启启启启动动动动此此此此外外外外,,,,也也也也可可可可以以以以利利利利用用用用定定定定时时时时器器器器产产产产生生生生信信信信号号号号,,,,这这这这样样样样可可可可以以以以方方方方便便便便地地地地实实实实现现现现定定定定时时时时启启启启动动动动,,,,适适适适合合合合于于于于固固固固定定定定延延延延迟时间的巡回检测等应用场合迟时间的巡回检测等应用场合迟时间的巡回检测等应用场合迟时间的巡回检测等应用场合 ③③③③ 转换结束信号的处理方式转换结束信号的处理方式转换结束信号的处理方式转换结束信号的处理方式 当当当当A/DA/D转转转转换换换换结结结结束束束束,,,,ADCADC输输输输出出出出一一一一个个个个转转转转换换换换结结结结束束束束信信信信号号号号,,,,通通通通知知知知主主主主机机机机,,,, A A////D D转转转转换换换换已已已已经经经经结结结结束束束束,,,,可可可可以以以以读读读读取取取取结结结结果果果果。
主主主主机机机机检检检检查查查查判判判判断断断断A A////D D转转转转换换换换是否结束的方法主要有四种:是否结束的方法主要有四种:是否结束的方法主要有四种:是否结束的方法主要有四种: · · 中中中中断断断断方方方方式式式式这这这这种种种种方方方方式式式式下下下下,,,,把把把把结结结结束束束束信信信信号号号号作作作作为为为为中中中中断断断断请请请请求求求求信信信信号号号号接接接接到到到到主主主主机机机机的的的的中中中中断断断断请请请请求求求求线线线线上上上上当当当当转转转转换换换换结结结结束束束束时时时时,,,,向向向向CPUCPU申申申申请请请请中中中中断断断断,,,, CPUCPU响响响响应应应应中中中中断断断断后后后后,,,,在在在在中中中中断断断断服服服服务务务务程程程程序序序序中中中中读读读读取取取取数数数数据据据据这这这这种种种种方方方方式式式式下下下下ADCADC与与与与CPUCPU同同同同时时时时工工工工作作作作,,,,适适适适用用用用于于于于实实实实时时时时性性性性较较较较强强强强或或或或参参参参数数数数较较较较多多多多的的的的数数数数据据据据采采采采集系统。
集系统 · · 查查查查询询询询方方方方式式式式这这这这种种种种方方方方式式式式下下下下,,,, 把把把把结结结结束束束束信信信信号号号号作作作作为为为为状状状状态态态态信信信信号号号号经经经经三三三三态态态态缓缓缓缓冲冲冲冲器器器器送送送送到到到到主主主主机机机机系系系系统统统统数数数数据据据据总总总总线线线线的的的的某某某某一一一一位位位位上上上上主主主主机机机机在在在在启启启启动动动动转转转转换换换换后后后后开开开开始始始始查查查查询询询询是是是是否否否否转转转转换换换换结结结结束束束束,,,,一一一一旦旦旦旦查查查查到到到到结结结结束束束束信信信信号号号号,,,,便便便便读读读读取取取取数数数数据据据据 这这这这种种种种方方方方式式式式的的的的程程程程序序序序设设设设计计计计比比比比较较较较简简简简单单单单,,,,实实实实时时时时性性性性较较较较强强强强,,,,是是是是比比比比较较较较常常常常用用用用的的的的一一一一种方法 · · 延延延延时时时时方方方方式式式式这这这这种种种种方方方方式式式式下下下下,,,,不不不不使使使使用用用用转转转转换换换换结结结结束束束束信信信信号号号号。
主主主主机机机机启启启启动动动动A A////D D转转转转换换换换后后后后,,,,延延延延时时时时一一一一段段段段略略略略大大大大于于于于A A////D D转转转转换换换换的的的的时时时时间间间间,,,,即即即即可可可可读读读读取取取取数数数数据据据据延延延延时时时时通通通通常常常常可可可可以以以以采采采采用用用用软软软软件件件件延延延延时时时时程程程程序序序序,,,,也也也也可可可可以以以以用用用用硬硬硬硬件件件件完完完完成成成成延延延延时时时时采采采采用用用用软软软软件件件件延延延延时时时时方方方方式式式式,,,,无无无无需需需需硬硬硬硬件件件件连连连连线线线线,,,,但但但但要要要要占占占占用用用用主主主主机机机机大大大大量量量量时时时时间 延时方式多用于主机处理任务较少的系统中延时方式多用于主机处理任务较少的系统中延时方式多用于主机处理任务较少的系统中延时方式多用于主机处理任务较少的系统中 · · DMADMA方方方方式式式式这这这这种种种种方方方方式式式式下下下下,,,,把把把把结结结结束束束束信信信信号号号号作作作作为为为为DMADMA请请请请求求求求信信信信号号号号。
转转转转换换换换结结结结束束束束,,,,即即即即启启启启动动动动DMADMA传传传传送送送送,,,,通通通通过过过过DMADMA控控控控制制制制器器器器直直直直接接接接将将将将数数数数据据据据送送送送入入入入内内内内存存存存缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区这这这这种种种种方方方方式式式式特特特特别别别别适适适适合合合合要要要要求求求求高高高高速速速速采采采采集集集集大大大大量量量量数数数数据据据据的情况 ④④④④ 时钟的提供时钟的提供时钟的提供时钟的提供 时时时时钟钟钟钟是是是是决决决决定定定定A A////D D转转转转换换换换速速速速度度度度的的的的基基基基准准准准,,,,整整整整个个个个转转转转换换换换过过过过程程程程都都都都是是是是在在在在时时时时钟钟钟钟作作作作用用用用下下下下完完完完成成成成的的的的时时时时钟钟钟钟信信信信号号号号的的的的提提提提供供供供有有有有两两两两种种种种一一一一种种种种是是是是由由由由外外外外部部部部提提提提供供供供,,,,它它它它可可可可用用用用单单单单独独独独的的的的振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路产产产产生生生生,,,,更更更更多多多多的的的的则则则则用用用用主主主主机机机机时时时时钟钟钟钟分分分分频频频频得得得得到到到到;;;;另另另另一一一一种种种种是是是是由由由由芯芯芯芯片片片片内内内内部部部部提提提提供供供供,,,,一一一一般般般般用用用用启启启启动动动动信信信信号号号号启启启启动动动动内内内内部部部部时时时时钟钟钟钟电路,电路,电路,电路, 只在转换过程中才起作用。
只在转换过程中才起作用只在转换过程中才起作用只在转换过程中才起作用 ⑤⑤⑤⑤ 参考电压的接法参考电压的接法参考电压的接法参考电压的接法 ADCADC中中中中参参参参考考考考电电电电压压压压常常常常有有有有两两两两个个个个::::V VREFREF((((+ +))))和和和和V VREFREF((((- -))))根根根根据据据据模模模模拟拟拟拟输输输输入入入入量量量量的的的的极极极极性性性性不不不不同同同同,,,,它它它它们们们们的的的的接接接接法法法法亦亦亦亦不不不不同同同同当当当当模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号为为为为单单单单极极极极性性性性时时时时,,,, V VREFREF((((- -))))接接接接地地地地,,,,V VREFREF((((+ +))))接接接接正正正正极极极极电电电电源源源源当当当当模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号为为为为双双双双极极极极性性性性时时时时,,,,V VREFREF((((+ +))))和和和和V VREFREF((((- -))))分分分分别别别别接接接接参参参参考考考考电电电电源源源源的的的的正正正正、、、、负负负负极极极极性性性性端端端端。
当然也可以把双极性信号转换为单极性信号再接入当然也可以把双极性信号转换为单极性信号再接入当然也可以把双极性信号转换为单极性信号再接入当然也可以把双极性信号转换为单极性信号再接入ADCADC 参参参参考考考考电电电电压压压压的的的的提提提提供供供供方方方方法法法法有有有有两两两两种种种种一一一一种种种种是是是是外外外外电电电电源源源源供供供供给给给给,,,,这这这这个个个个外外外外电电电电源源源源可可可可以以以以是是是是系系系系统统统统的的的的供供供供电电电电电电电电源源源源在在在在精精精精度度度度要要要要求求求求较较较较高高高高时时时时则则则则单单单单独独独独连连连连接接接接精精精精密密密密稳稳稳稳压压压压的的的的电电电电源源源源常常常常用用用用的的的的情情情情况况况况是是是是将将将将系系系系统统统统电电电电源源源源经经经经进进进进一一一一步步步步稳稳稳稳压压压压后后后后接接接接到到到到参参参参考考考考电电电电压压压压端端端端另另另另一一一一种种种种情情情情况况况况是是是是ADCADC芯芯芯芯片片片片内内内内部部部部设设设设置置置置有有有有稳稳稳稳压压压压电电电电路路路路,,,, 只只只只需需需需提提提提供供供供芯芯芯芯片片片片电电电电源源源源,,,,而而而而不不不不用用用用单单单单独独独独供供供供给给给给参参参参考考考考电电电电压压压压,,,,这这这这种种种种情情情情况况况况常常常常见见见见于于于于1010位以上位以上位以上位以上ADCADC。
例题例题例题例题1 1;;;; 设设设设EOCEOC接接接接82558255的的的的PAPA0 0,试编写连续转换,试编写连续转换,试编写连续转换,试编写连续转换8 8个通道的模个通道的模个通道的模个通道的模拟量的程序,并将转换值存在拟量的程序,并将转换值存在拟量的程序,并将转换值存在拟量的程序,并将转换值存在DATDAT开始的单元中开始的单元中开始的单元中开始的单元中 MOV AL MOV AL,,,,10010000B ; 8255A10010000B ; 8255A口方式口方式口方式口方式0 0,输入,输入,输入,输入 OUT 8255-COTR OUT 8255-COTR,,,,ALAL MOV BL MOV BL,,,,0 0 ;;;;0 0通道号送通道号送通道号送通道号送BLBL MOV SI MOV SI,,,,0 0 ;设存放转换值地址指针;设存放转换值地址指针;设存放转换值地址指针;设存放转换值地址指针 ST: MOV AL ST: MOV AL,,,,BL BL ;通道号送;通道号送;通道号送;通道号送ALAL OUT AD0809 OUT AD0809,,,,AL AL ;从;从;从;从0 0号通道开始,启动号通道开始,启动号通道开始,启动号通道开始,启动A/DA/D转换转换转换转换 NOP NOP L L: IN AL: IN AL,,,,8255-A 8255-A ;读;读;读;读8255A8255A口的值口的值口的值口的值 TEST AL TEST AL,,,,01H ;01H ;测转换结束信号测转换结束信号测转换结束信号测转换结束信号PA0=1?PA0=1? JNZ LJNZ L 9.3.3 ADC应用举例应用举例 IN ALIN AL,,,,AD0809 ;AD0809 ;读读读读A/DA/D转换值转换值转换值转换值 MOV DAT[SI] MOV DAT[SI],,,,AL ;AL ;存入存入存入存入DATDAT中中中中 INC BL INC BL INC SI INC SI CMP BL CMP BL,,,,8 8 JZ EXIT JZ EXIT JMP ST ; JMP ST ;若未完成若未完成若未完成若未完成8 8个通道的转换个通道的转换个通道的转换个通道的转换, , ; ;则启动下个则启动下个则启动下个则启动下个A/DA/D转换转换转换转换, ,否则返回否则返回否则返回否则返回 EXIT: HLT EXIT: HLT 刚才的发言,如刚才的发言,如有不当之处请多指有不当之处请多指正。
谢谢大家! 正谢谢大家! 762021/8/22。
