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最新计算机控制第四章,多路开关,AD,DA
其转换原理描述说明
经过N次比较N位寄存器的状态就是转换后的数字量数据, 可经输出缓冲器读出。
逐次逼近式A/D转换器构成简单,转换速度和精度较高, 应 用最广。常用的这种芯片有:ADC0808/0809 型 8 位MOS型 A/D转换器等。 2、双积分式A/D转换的原理 双积分式A/D转换器的原理图如下图所示。
Rf
R
R
R
2R -
…
2R
2R
2R 2R
2R
+
Vo
d0
d1
d2
VR dn - 1
T型网 络D/A 转换
器
解码网络为DAC的主要部件,DAC中还具有数字量的数据缓 冲器、数据锁存器、电子模拟开关等,完成采样、保持、多路开 关的功能,有时有运放把模拟电流转换为相应的电压信号。
(三)典型D/A转换器——DAC0832简介
A/D转换器用以实现模拟量向数字量的转换。 转换原理 有多种,如计数式、 双积分式、逐次逼近式等。 1、逐次逼近式A/D转换的原理
下图为N位逐次逼近法A/D转换器的原理图
图中DONE为转换结束信号;OE为转换结果输出控制信号。
从结构上看,这种A/D转换器以D/A转换为基础,加上比较 器、N位逐次逼近寄存器、置数控制逻辑电路以及时钟等组成。
此时单片机要对两个寄存器进行两步操作:先把数据写入 输入寄存器,再将输入寄存器中的数据写入DAC寄存器并启动 转换。该方式使数据接收和转换异步进行,提高了转换效率, 并且实现了多输出通道的D/A转换,可同时对多回路中的多个 0832分时输入数据,同时转换成同步模拟信号。
(四)单片机与0832的接口电路 (1) 单缓冲器方式
MOV DPTR,#0BFFFH ;指向0832(2)
MOV A,#data2
MOVX @DPTR,A
;data2送0832(2)锁存器
MOV DPTR,#7FFFH ;指向0832(1)和0832(2)
的数据传送端
MOVX @DPTR,A ;data1和data2同时送D/A转
换器进行转换
三、模拟量输入通道的接口技术 (一)A/D
V01 V02
0832有三种工作方式:
(1)直通方式
此时CS、WR1 、WR2 、XFER全接地,为低电平,而 ILE为高电平。输入锁存器和DAC寄存器均为直通状态,只要 有8位数据输入到DI0~DI7,就能直接进行D/A转换。 (2) 单缓冲方式
此时使两个寄存器中的一个处于直通状态,另一个为受控 锁存状态。一般让DAC寄存器处于直通状态,而输入锁存器为 受控锁存状态。此时可让二级寄存器的控制信号并接,数据只 要一写入DAC寄存器,就能进行D/A转换。该方式用得最多。 (3)双缓冲方式
从结构上看,双积分式A/D转换器由电子开关、积分器、比 较器、计数器、逻辑控制门等部件组成。双积分式A/D转换基 于间接测量原理,把被测电压值VX转换成为与之成正比的时间 常数,由测时间常数得到未知电压值。
(3)DI0~DI7 为0832的8位二进制输入端;
(4)RFB 为DAC的输出增益调整电阻的外接端; (5)VCC、VREF、AGND、DGND (6)IOUT1+IOUT2=常数
CS
Vcc
WR1
LI E
AGND WR2
DI3 XFER
DI2
DI4
DI1
D5I
DI0
D6I
VREF Rfb DGND
DAC0832为美国数据公司的8位D/A转换器。它内部具有两 级输入数据缓冲器和一个R-2R T形电阻网络。20引脚双列直插 式集成电路芯片。
引脚功能介绍:
(1)CS、WR1、ILE 共同控制输入锁存器;
(2)XFER、WR2 共同控制DAC寄存器,当DAC锁存器 输出数据入后面的DAC,同时启动一次D/A转换;
本章主要内容:
1、多路开关与采样-保持器
2、D/A转换器及其接口技术
3、A/D转换器及其接口技术
(二)D/A转换原理
D/A转换器种类繁多,但其转换的基本原理是相同的,应
用电阻解码网络进行,对二进制数的按权转换和叠加求和得到
与数字信号成正比的电流量。
以下以R-2R T形电阻网络为例说明。
DAC0832与单片机的单缓冲方式接口电路
执行下面的几条指令就能完成一次D/A转换: MOV DPTR,#7FFFH ;指向DAC0832 MOV A,#DATA ;数字量装入A MOVX @DPTR,A ;完成一次D/A输入与转换
例:产生阶梯波的程序如下: START: MOV A, #00H ;初值 MOV DPTR, #7FFFH ; 0832 的地址送DPTR MOV R1, #0AH ; 台阶数为 10 LP: MOVX @DPTR, A ; 送数据至 0832 CALL DELAY ; 10 ms ADD A, #10 ; 台阶增幅 DJNZ R1, LP ; 不到 10 SJMP START ; DELAY为10 ms延时子程序
阶梯波形图
(2) 双缓冲器方式 多路DAC0832同步转换的接口电路
实现两输出通道的D/A转换,对两个0832分时输入数据,
同时转换成同步模拟信号。程序如下:
MOV DPTR,#0DFFFH ;指向0832(1)
MOV A,# data1
Hale Waihona Puke MOVX @DPTR,A;data1送0832(1)锁存器
D7 I IO UT2 IO UT1
DAC0832的引 脚排列
八位
DI0
输入
DI7
锁存
器
八位
DAC 寄存 器
八位
D/A 转换 器
LI E
ILE1
ILE2
CS WR1
WR2 XFER
DAC0832内部结构框图
VREF IO UT2 IO UT1
Rfb
AGND
0832为电流型的DAC,要求输出量为模拟电压时,需外 接I/V转换电路。下图为两级运放组成的模拟电压输出电路。 V01和V02端分别输出单、双极性的模拟电压。若参考电压 为+5V,则V01范围为0~-5V,V02为-5V~+5V。
计算机控制第四章,多路开 关,AD,DA
引言:在工业生产过程中,存在大量连续变化的物理量, 称之为模拟量。模拟量反映系统的工作状态,或作为执行机 构的控制量。 而计算机能处理的数据只能为数字量。
见下图典型微机控制系统的组成 (模拟量、开关量、数字量的区别比较)
A/D转换器为模拟量输入通道的核心部件 D/A转换器为模拟量输出通道的核心部件 同时还涉及多路或多种参数的采集和控制问题。