数据采集系统的组成
4. 采样保持电路 在A/D进行转换时间内，保持输入信号不变的电路 称采样保持电路。A/D转换中，采样保持电路对系统 的精度起着决定性的影响。 一般采样保持电路有两种运行模式，即采样和保持 模式，它由数字控制输入端来选择。在采样模式中输 出随输入变化，通常增益为1；在保持模式中，采样保 持电路的输出将保持命令发出时的输出值，直到数字 控制输入端输入了下一个采样命令为止。
START: MOV OUT WAIT1: IN MOV RCR JC IN AND MOV IN AL,01 ;使PC0=1, 启动转换，PORTC为8255C端口地址 启动转换， 使 为 端口地址 PORTC,AL AL,PORTH ;读取转换结束信号，PORTH为高位 地址 读取转换结束信号， 为高位244地址 读取转换结束信号 为高位 CL,5 ;右移 次，状态信号进入 右移5次 状态信号进入CF AL,CL 右移 WAIT1 ;判断如为高电平，等待 判断如为高电平， 判断如为高电平 AL,PORTH ;转换结束，读取高位数据 转换结束， 转换结束 AL,0FH ;屏蔽高 位 屏蔽高4位 屏蔽高 AH,AL ;转存至 转存至AH 转存至 AL,PORTL ;读取低 位 读取低4位 读取低
查询方式读取ADC转换结果，P307图10.14
1，由于AD570三态数据输出外部不可控，用8255作为接口芯片； 2，8255PA口接收数据，PB0状态输入，PC0转换控制；
READAD:MOV OUT MOV OUT MOV OUT W: IN RCR JC MOV OUT IN AL,92H PORTCT,AL AL,01H PORTC,AL AL,00H PORTC,AL AL,PORTB AL,01 W AL,01 PORTC,AL AL,PORTA ; 8255方式字，A、B口输入，C口输出 方式字， 、 口输入 口输入， 口输出 方式字 ; PORTCT为8255控制端口地址 为 控制端口地址 ; 使PC0=1, PORTC为8255C端口地址 为 端口地址 ; 使PC0=0, 启动 转换 启动AD转换 ; 读PB0状态，若为 ，则查询等待 状态， 状态 若为1，
; 使PC0=1, 撤销启动信号 ;读取转换数据 读取转换数据
A/D接口电路设计 A/D接口电路设计
等待方式读取ADC转换结果，P307图10.15
1，由于AD570三态数据输出外部不可控，用8255作为接口芯片； 2，8255PA口接收数据，PC0转换控制； 3，用DR#和B/C#的逻辑组合作为CPU总线的READY信号；
A/D接口电路设计 A/D接口电路设计
各管脚功能
IN0～IN7 输入，8路模拟输入; ～ DB0～DB7 三态输出，A/D转换数据输出线; ～ ADDA，ADDB，ADDC 输入，模拟通道选择线; ， ， ALE 输入，地址锁存允许，上升沿将ADDA、ADDB、ADDC三位地址信号 锁 存，译码选通对应模拟通道; REF(+)/REF(-) 输入，基准电压输入端，且要求1/2[VREF(+)+VREF(-)]=1/2Vc START 输入，转换开始。在模拟通道选通地址锁存之后，向START端加一 正脉冲启动转换过程，脉冲上升使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开 始。 EOC 输出，转结束信号。在转换进行过程中EOC为低电平；当转换结束， 数据已锁存在输出锁存器之后，EOC变为高电平。EOC作为被查询的状态信 号，也可用来申请中断; OE(Output Enable)输入，输出允许。此端加一高电平时，可打开ADC0809 的输出三态缓冲器，使数据放到数据总线上，以供CPU读入; CLK 输入，时钟; Vcc输入，电源，+5V; GND 地。
数据采集系统的组成
1 . 传感器
把各种物理量如温度、压力等转换成电信号的器件称为传感器。 如测量温度的传感器有热电偶、热敏电阻；测量机械力的有压力传 感器、应变片等；测量机械位移的有感应式位移传感器等。
2. 多路模拟开关
如果有多个独立的或相关的模拟信号源，需要转换成数字形式， 为使采样保持器、A/D等后续电路可以公用，这可通过多路模拟开 关按序切换来实现。
DAC0832及其应用 DAC0832及其应用
DAC0832工作原理及接口电路
DAC0832是8位数模转换芯片，片中有R-2R梯形电阻，用以对参考电 流进行分流完成数模转换。转换结果以一组差动电流IOUT1和IOUT2输出。
DAC0832及其应用 DAC0832及其应用
VREF：参考电压，+10V～-10V，此电压愈稳定模拟输出精度越高; IOUT1、IOUT2：模拟电流输出端，与运放输入端相接; Rfb ：反馈电阻接出端,用于连接运算放大器的输出端(反馈电阻固化在片内); VCC ：电源电压，+5～+15V; AGND、DGND：分别为模拟地和数字地。 CS#：片选端，低电平有效。 ILE：数据允许锁存信号，高电平有效。 WR1#：写信号1端，低电平有效。用于将输入数据锁存到输入寄存器中， 必须与ILE、 CS# 同时有效。 WR2#：写信号2端，低电平有效。只有当 WR2#和XFER#同时有效时，输入 寄存器中的数据才能通过DAC寄存器进行D/A转换 XFER#：传送控制信号，低电平有效。用于控制 WR2# 。 DI0～DI7：8位数据输入线。
第十章 模/数和数/模转换 数和数/
10.1 数据采集基本概念 10. 10.2 A/D接口电路设计 10. A/D接口电路设计 10.3 D/A接口电路设计 10. D/A接口电路设计
10.1 数据采集基本概念
通常从传感器或其它方式得到的模拟信号，经 过必要的处理后转换成数字信号，以供存储、传 输、处理和显示之用。我们把从模拟域到数字域 之间的接口，称为数据采集系统。
ADC芯片选择原则 ADC芯片选择原则
10.2 A/D接口电路设计 10. A/D接口电路设计
保证正常工作条件下，提高性能： 减小数字部分对模拟信号的干扰； 模拟信号的调理； 数字接口； 采样时钟处理； 电源、地的连接； 参考电压基准；
A/D接口电路设计 A/D接口电路设计
1，ADC0809工作原理及接口 ， 工作原理及接口
数据采集系统的组成
对于高速多通道数据采集系统，以及需要 各通道同时采集数据的系统，通常是让每个 通道各自具有采样保持器与A/D变换器。
数据采集系统的组成
多通道共用A/D变换器
数据采集系统的组成
多通道共用采样保持与A/D变换器
AD转换器参数 AD转换器参数
量程： 量程：输入模拟信号幅度范围，如1V，2V，5V； 带宽： 带宽：输入模拟信号频率范围，如100MHz，1GHz； 转换速率： 转换速率：每秒能进行的转换次数，KHz，MHz； 分辨率： 分辨率：能够分辨最小信号的能力，用ADC位数或每位对 应的电压表示，能引起输出数字值发生一位变化的最小模拟 输入变化。 例：位数8位，满量程5V，则其分辨率为8位，或 5V/(28-1)=19.6mV
信息源：语言信号、生物医学信号、工业现场信号、雷达回波信号等。
数据采集基本概念
模/数(A/D)转换：在现实世界中被控对象或测量对象的有关 参数如温度、压力、流量、速度等往往都是一些连续的模 拟量。人们要认识它、使用它，需要把各种物理量转换成 电的模拟信号，然后进行处理。随着数据信号处理的广泛 应用，如语音信号处理、图象信号处理、生物信号处理、 雷达信号处理等，都必须将这些模拟量转换成数字量，然 后利用计算机实现各种信息处理。 数/模(D/A)转换：将计算机加工处理的数字量转换成模拟量， 以便对被控对象进行控制。
ADC0809是采用逐次逼近技术进行A/D转换的CMOS集成芯片， 它转换时间是100µs，分辨率为8位，单5V供电，输入模拟电压 范围为0—5V，内部集成了可以锁存控制的8路多路开关，并且 还集成了可以锁存的三态缓冲器。
ADC0809内部功能框图包括： 8路模拟开关； 地址锁存与译码； 8位A/D转换； 三态输出锁存器。
采样保持器的主要性能参数是： （1）孔径时间 AP：从保持命令发出到开关全部断开所需要 孔径时间T 孔径时间
ADS5547片内集成SHA ADS5547片内集成SHA
ADS5547片内集成SHA ADS5547片内集成SHA
MAX108的片内SHA MAX108的片内SHA
MAX108 : 1.5Gsps 8bitADC with 2.2GHz SHA
0809工作时序 0809工作时序
ADC 0809与8088接口电路 0809与8088接口电路
例：设8路信号模拟输入 地址L 在中断程序中读转换结 果的命令为： IN AL, 72H
A/D接口电路设计 A/D接口电路设计
2，AD570A工作原理及接口电路
AD转换器参数 AD转换器参数
转换精度： 转换精度：转换器实际值接近理想值的精确程度，用数字量 的最低有效位LSB对应的模拟量△表示。
受分辨率限制，理想转换器输入在±0.5 △范围内变化时，输出对应同一 个值，其转换精度为±0LSB。
其他参数： 其他参数：
积分非线性、差分非线性、丢码、供电方式、功耗、时钟、输出数据格 式。。。
10.3 D/A转换器及其应用 D/A转换器及其应用
D/A转换器接收数字信息，输出一个与数字值成比例 的电流或电压信号。 D/A转换器用途： 数字函数发生器 信号源 音频、视频系统 业控制系统
DAC的指标 DAC的指标
分辨率：DAC能够辨别的最小电压增量，用最低有效位对应的模拟量表示， 反应了DAC的灵敏度。满量程VFS ，N位的DAC，分辨率＝ VFS /(2N-1)； 转换精度：表示输出电压接近理想值的程度 相对对转换精度：用数字量最低有效位LSB的一半来表示， ±0.5LSB ＝ ±0.5*(1/2N)＝ ± (1/2N+1) ； 绝对转换精度：相对转换精度对应的电压值表示，即± VFS/ (1/2N+1) ； 转换速率和建立时间 转换速率：模拟输出电压的变化速度，V/uS； 建立时间：从输入数字量开始到DA转换完成的时间； 线性误差：在整个量程上，转换输出偏离理想转换特性的最大值，与转换 精度有关。