的前置放大器
P37
过程通道的抗干扰措施（10）
◆
利用变压器或光电耦合器把各种模拟负载与数字信息源隔离开来， 光电耦合器能隔离干扰的原因 — 输入阻抗小：1k以下 — 干扰形式一般为大电压、小电流，而光电耦输入 发光管在电流状态下工作，故可被抑制 — 光耦在封闭状态下工作 — 输入回路与输出回路之间分布电容小，而绝缘电阻大
P34
◆
过程通道的抗干扰措施（7）
◆
若常态干扰的变化速度与被测信号相当，则可采取 下述方法： — 从根本上消除产生常态干扰的原因，对测量仪表 进行良好的电磁屏蔽 — 利用数字滤波技术对已进入计算机的带有常态干 扰的数据进行处理
P35
过程通道的抗干扰措施（8）
共模干扰的抑制
◆
为了衡量一个输入电路抑制干扰的能力，常用共模抑制
P18
◆
中断子程序：
ORG 0003H ；外中断0的入口地址 AJMP RDDAT ；转移至读入数据处 RDDAT： MOVX A，@DPTR ；读取A/D转换数据 MOV @R0 A ；存入缓冲器 @R0，A INC R0 ；增量缓冲器指针 INC R1； 指向下一通道 REP： MOV A，R1 ； MOVX @DPTR，A ；启动下一路转换 CJNE A，#07H，RMP0； 所有路都转换过吗？ MOV R1，#00H； 是，重新从IN0路开始 SJMP REP REMP0： RETi ；否，中断返回
◆
P16
◆
转换开始时，EOC端降为低电平，当转换结束后，EOC升为高电平。 本电路用中断方式通知单片机转换已经结束。也可采用查询方式和 等待方式，但这两种方式单片机的利用率低。 对本接口电路可编出相应的程序。在主程序中要对
◆
INT0
外部中断进行预置，然后启动ADC0809进行A/D转换。设由IN0路 开始，8路模拟量轮流输入。转换结束后，转入中断服务子程序，把 转换结果读入8031的累加器，并存入相应缓冲存储单元50H～57H， 再由主程序进行处理
◆ ◆
P13
◆
转换时序
P14
单片A/D转换器与微处理器的接口
MCS-51系列单片机和ADC0809的接口
P15
◆
单片机的端口0作为复用数据总线，与ADC0809的数据输出端 相连 D ~D
0 7
◆ ◆ ◆
单片机的低3位数据线(选通abc)用于选择8路模拟量输入 ADC0809的时钟信号CLK由单片机的ALE信号提供 转换的启动信号START和8路模拟输入开关的地址锁存允许信 号ALE由单片机的写信号WR及地址译码输出信号逻辑提供。 本接口用P2.7作 I/O 地址选择信号，相当于用ADC0809的片 选信号作启动信号，其地址为7FFFH
IN6 IN7
START EOC D3 OE CLOCK Vcc Vref(+) GND D1
ALE
D7 D6 D5 D4 D0 Vref(-) D2
P4
ADC0809的内部逻辑结构图
P5
ADC0809主要信号引脚的功能说明
IN7～IN0——模拟量输入通道 ～ 模拟量输入通道 ALE——地址锁存允许信号。对应 地址锁存允许信号。 地址锁存允许信号 对应ALE上跳 上跳 地址状态送入地址锁存器中。 沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 、 、 地址状态送入地址锁存器中 START——转换启动信号。START上升 转换启动信号。 转换启动信号 上升 沿时，复位ADC0809；START下降沿时 沿时，复位 ； 下降沿时 启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转 转换； 启动芯片，开始进行 转换 转 换期间， 换期间，START应保持 低电平。本信号有 应保持 低电平。 时简写为ST. 时简写为
常态干扰
指叠加在被测信号上的高频噪声信号， 指叠加在被测信号上的高频噪声信号，又称为 高频噪声信号 串模干扰。 串模干扰。
P22
共态干扰
指因模拟地和数字地之间存在电位差而引入的 指因模拟地和数字地之间存在电位差而引入的 模拟地和数字地 直流或交流干扰信号。 直流或交流干扰信号。
P23
这种总是以常态干扰的形式作用于信号输入 端上的干扰，称为共模干扰。 共模抑制比：CMRR P37 共态干扰电压
P8
OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁 输出允许信号。 输出允许信号 存器向单片机输出转换得到的数据。 存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0， ， 输出数据线呈高阻；OE=1， 输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到 的数据。 的数据。
P9
Vcc—— +5V电源。 电源。 电源 Vref——参考电源参考电压用来与输入的 参考电源参考电压用来与输入的 模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。 模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。 其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, 其典型值为 Vref(-)=-5V).
Common Mode Rejection Ratio
共态干扰电压转换 的常态干扰电压
P24
如何提高CMRR
（1）提高共态干扰各电流回路阻抗以减小 共模电压
P25
（2）光电隔离器切断共态干扰电流回路
P26
THE END
P27
过程通道的抗干扰措施
干扰的来源
◆
从系统电源或电源引线（包括地线）侵入的干 从系统的信号输入输出传输通道引入的干扰 空间电磁干扰 静电噪声 其它环境因素引起的干扰
P12
◆
EOC为转换结束信号，从START信号上升沿开始经 个时钟 为转换结束信号， 信号上升沿开始经8个时钟 为转换结束信号 信号上升沿开始经 周期后由高电平变为低电平。 周期后由高电平变为低电平。该信号也可作为中断请求信号 由高电平变为低电平 CLK为时钟信号输入端，最高可达1280kHz 为时钟信号输入端，最高可达 为时钟信号输入端 REF(+) 和REF(－)为基准电压输入端，它们决定了输入模 为基准电压输入端， － 为基准电压输入端 拟电压的最大值和最小值。通常 和电源Vcc一起接 拟电压的最大值和最小值。通常REF(+)和电源 和电源 一起接 基准电压， 接地端GND 基准电压，REF(－)接地端 － 接地端
P10
◆
输入通道选通地址表
P11
◆
ALE是地址锁存选通信号，该信号上升沿把地址状 是地址锁存选通信号， 是地址锁存选通信号 态选通入地址锁存器。 态选通入地址锁存器。也可以作为开始转换的启动 信号
◆
START为启动转换脉冲输入端，其上跳变复位转换 为启动转换脉冲输入端， 为启动转换脉冲输入端 器，下降沿启动转换。它可由程序或外部设备产生。 下降沿启动转换。它可由程序或外部设备产生。 端短接时， 当START与EOC端短接时，实现自动连续转换 与 端短接时
也就是把“模拟地”与“数字地”断开
★
P38
过程通道的抗干扰措施（11）
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采用浮地输入双层屏蔽放大器来抑制共模干扰 工作原理?
P39
过程通道的抗干扰措施（12）
P3
单片A/D转换器及其 与微处理器的接口 IN
◆
3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ADC0809
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
IN2 IN1 IN0
ADDA ADDB ADDC
IN4
IN5
ADC0809引脚结构： 采用双列 引脚结构： 引脚结构 直插式封装，共有 条引脚 直插式封装，共有28条引脚 — 8条模拟量输入通道 条模拟量输入通道 — 地址输入和控制线4条 地址输入和控制线 条 (A,B,C,ALE) — 数字量输出及控制线 条 数字量输出及控制线11条 — 电源线及 电源线及CLOCK：5条 ： 条
P17
◆
转换程序如下： ORG 2000H SETB IT0 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式 SETB EA ；总中断开放 SETB EX0 ；开外中断0 MOV DPTR，#7FFFH ；ADC0809口地址 MOV R0，#50H ；R0作存数缓冲器指针 MOV R1，#00H ；R1作通道数指针 MOV A，R1 ；从IN0路开始 MOVX @DPTR，A ；启动A/D转换 … … ；继续主程序，等待中断
P7
EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进 转换结束信号。 转换结束信号 正在进 行转换； 转换结束。 行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态 转换结束 信号即可作为查询的状态标志， 信号即可作为查询的状态标志，又可作为中 断请求信号使用。 断请求信号使用。 D7～D0——数据输出线。为三态缓冲输出 ～ 数据输出线。 数据输出线 形式，可以和单片机的数据线直接相连。 形式，可以和单片机的数据线直接相连。 D0为最低位，D7为最高 为最低位， 为最低位 为最高
P33
过程通道的抗干扰措施（6）
◆
当尖峰型常态干扰成为主要干扰源时，用双斜率 积分式A/D转换器可以削弱常态干扰的影响
(输入信号的平均值, 非瞬时值)
◆
在常态干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测 信号应尽可能早地进行前置放大，或者尽可能 早地完成A/D变换或采取隔离和屏蔽等措施 从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑 制常态干扰
P19
模拟量输入通道的一般结构（AI） 模拟量输入通道的一般结构（ ）
滤波？、放大 滤波？、放大 ？、 ？
P20
设计模拟量输入通道应注意的问题： 设计模拟量输入通道应注意的问题：
1 2 3 4 模拟量输入通道数和数据吞吐率 分辨率和精度 每个通道的采样频率 信号修整要求
比例变换 。。。。
P21
作用在A/D输入端的干扰 作用在 输入端的干扰
磁盘驱动器
微 型 计 算 机