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第二章+微处理器微机原理 (2)


2) 双缓冲方式
DAC0832工作于双缓冲方 式的连接电路图如图所 示。CPU执行第一条输 出指令,将数据输入输 入寄存器,第二条输出 指令,将输入寄存器的 数据输入DAC寄存器。 这两条输出指令所用的 地址是不同的。
6.6.3 模/数转换芯片(ADC)及其接 口技术



一、A/D的工作原理 分类 按被转换的模拟量类型可分为时间/数字、电压/数字、 机械变量/数字等。应用最多的是电压/数字转换器。 电压/数字转换器又可分为多种类型: 按转换方式可分为:直接转换、间接转换。按输出方 式分可分为:并行、串行、串并行。 按转换原理可分为:计数式、比较式。 按转换速度可分为:低速、中速、高速。按转换精度 和分辨率可分为:3位、4位、8位、10位、12位、14 位、16位等等



ADD A、ADD B、ADD C:8选1模拟开关的三位通道 地址输入端。用来选择对应的输入通道.比如CBA=011, 则选中引脚的输入电压。C、B、A通常与系统地址总线 相连的. ALE:为通道地址锁存允许选通控制端,输入上跳沿有 效;它有效时,C、B、A的通道地址值才能进入通道地 址锁存器,ALE下跳为低电平(无效)时,锁存器锁存 进入的通道地址。 START:启动A/D转换控制引脚,由高电平下跳为低电 平时有效;即对该引脚输入正脉冲下跳沿后,ADC开始 逐次比较;也可将START与ALE连接在一起使用,安排 一个CPU写端口地址;正脉冲上升沿通道地址(码)被 写入通道地址锁存器,下降沿启动A/D转换.
DAC-0832(1) port1 port3 WR CS XFER WR1,2 VCC DI0~DI7 ILE +5V port2 CS XFER WR1,2 D0~D7 DI0~DI7 DAC-0832(2) ILE VCC +5V +5V
三、数/模转换器芯片和微处理器的接 口需要注意的问题




Rbf:内备的反馈电阻引出端,另一端在片内 与相接,芯片内部已提供一个反馈电阻,约; Vref:基准电压源输入端,此端可以接正电压, 也可接负电压,供解码网用-10---+10; VCC:芯片供电电源引入端; AGND:模拟信号地,即模拟电路接地端; DGND:数字量地。
⑶内部结构及控制原理
四、 A/D芯片ADC0808(0809)

1、主要性能指标 2、原理图及控制原理 ①模拟量输入;②A/D转换器;③数据输出



3、引脚介绍: VCC:主电源输入端。 REF(+)、REF(-):基准电源输入端,使 用中REF(-)一般接地,REF(+)最大可接, 要求不高时,REF(+)接的电源。 GND:模拟地数字地共用的接地端。 CLK:时钟输入引脚,时钟频率范围,典型值, 此时转换时间约为。 IN0-IN7:8路模拟量单极性电压的输入引脚。



传感器:传感器一般是指能够进行非电量和电 量之间转换的敏感元件。 传感器的精度直接影响整个系统的精度,如果 传感器误差较大,则测量电路、放大电路以及 A/D转换电路和微型计算机的处理都会受到影响。 其发展方向在高精尖方面。 几种典型的传感器。 温度传感器、湿度传感器、气敏传感器、压电 式和压阻式传感器、光纤传感器等

Βιβλιοθήκη 1.DAC-0832原理及应用 ⑴主要性能指标 8位,单极性,数据线与TTL兼容; 二级数据锁存(第一级为输入锁存); 20脚双列直插式封装(DIP封装)。(宽小型: SO封装)
⑵引脚介绍:





DI0-DI7:8位数据输入端,为MSB位; ILE:数据允许锁存信号,高电平有效; CS:输入寄存器选择信号,低电平有效,它和ILE信号一 起来决定是否起作用; WR1, :输入寄存器的写选通信号; XFER:传送控制信号; WR2:DAC寄存器的写选通信号,必须和同时有效; IOUT1:D/A转换器输出电流端之一。DAC锁存的数据位 为“1”的位电流均流出此端;当DAC锁存器各位全1时, 输出电流最大,全0时输出为0; IOUT2:D/A转换器输出电流端之二。与IOUT1是互补关 系;
6.4.2 DAC的一般工作原理

为了实现数字量到模拟量的转换,必须将每位 代码按其权值的大小转换成相应的模拟量,然 后将各模拟分量相加,其总和就是与数字量对 应的模拟量,这就是D/A转换的基本原理。 D/A转换器主要由电阻网络、电子开关、基准 电压及运算放大器组成。
二、D/A转换器的基本结构

1.权电阻网络D/A转换器 ⑴解码网络”由电阻网、受数字控制的模拟开 关、基准源三部分构成。
Rf I0
If
d1
n位
dn

+ V0
权网
2.梯形R-2R解码网
6.5.2 数/模转换器芯片(DAC)及其 接口技术




(1)分辨率(Resolution)单位数字量所对应模拟量增量。 (2)精度(Accuracy) 分绝对精度(Absolute Accuracy)和相对精度(Relative Accuracy) (3)线性误差和微分线性误差 (4)数据转换器的温度系数 分温度系数(Temperature Coefficient)和增益温度系数(Gain Temperature Coefficient) (5)建立时间(Settling Time) 这是D/A的一个重要性能参数,通常定义为:在数字输入端发生满 量程码的变化以后,D/A的模拟输出稳定到最终值1/2LSB时,所 需要的时间。 (6)电源敏感度(Power Supply Senstivity) (7)输出电压一致性(顺从性)(Output Voltage Compliance)



2、若对IN0~IN7这8个通道的模拟量各采样100个点,并 转换成数字量的采用查询方式的程序段如下: MOV BX,OFFSET WP ;设置数据存储指针 MOV CL,100 ;设置计数初值 N:MOV DX,0050H P:OUT DX,AL ;选通一个通道,启动A/D NOP W:IN AL,41H ;输入EOC标志 TEST AL,0lH ;测试状态 JZ W ;未结束,返回等待
3.数/模转换器的应用


1) 单缓冲方式 DAC0832工作在单缓冲方式下的一种连接 电路. 在实际应用中,经常需要用到一个有规律变 化的电压去控制某个过程。可以利用D/A转换 器产生各种波形,如方波、三角波、锯齿波以 及它们的复合波形和不规则波形等。



① 锯齿波 MOV DX,0FFFOH MOV AL,00H L1:OUT DX,AL INC AL JMP L1
4、接口电路软、硬件设计举例
(1).A/D转换器与系统连接时需考虑的问题 数据输出线的连接 模拟输入电压的连接 A/D转换的启动信号 转换结束信号的处理方式 时钟的提供 参考电压的接法。 (2) 当A/D转换结束,ADC输出一个转换结束信号数据。 CPU可有多种方法读取转换结果: ① 查询方式 ; ② 中断方式; ③ 延时方式;



EOC:ADC转换状态输出信号引脚;未启动转换时, EOC为高电平,启动转换后,正在逐次逼近比较期间 EOC为低电平,低电平持续时间为A/D转换时间,约(与 时钟频率有关),一旦转换完毕,EOC端上跳为高电平, 此信号可供CPU查询或向CPU发中断。 DB7~DB0 :8位数字量输出引脚,它是三态输出数据锁 存器的输出引脚,未被选通时,8个引脚对片内均为高阻 断开;因此可与系统数据总线直接相连。 OE:数字量输出允许控制端,输入正脉冲有效;它有效 时,数据输出三态门被打开,转换好的数字量各位被送到 引脚上;它无效时,浮空(高阻隔离)
二、A/D转化过程

一般的A/D转换过程是通过采样、保持、量化 和编码4个步骤完成的,这些步骤往往是合并 进行的。
三、多路模拟开关与采样保持电路


1、多路模拟开关 工作原理:由多个数字模拟开关组成,由地址 确定输出模拟信号。芯片AD7501,AD7502 2、采样保持电路 由电容、输入输出缓冲器、模拟开关、控制电 路组成




①ADC0808/9与CPU接口(查询法) 例:假设仅对模拟通道IN0进行A/D转换。采用查询方 式的程序如下(对0通道采样一个点),接口电路程 序如下 OUT 50H,AL ;选通IN0启动A/D转换 W:IN AL,41H ;输入EOC标志 TEST AL,01H JZ W ;未结束,返回等待 IN AL,49H ;结束,把结果送入AL中



②三角波 MOV DX,0FFF0H MOV AL,00H L1:OUT DX,AL INC AL JNZ L1 MOV AL,0FFH L2:OUT DX,AL DEC AL JNZ L2 JMP L1



③ 方波 MOV DX,0FFF0H L1:MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0FFH OUT DX,AL CALL DELAY JMP L1
一、模拟输入输出系统


A/D转换器的作用:将模拟的电信号转换成数字 信号。在将物理量转换成数字量之前,必须先 将物理量转换成电模拟量,这种转换是靠传感 器完成的。 应用场合:微型计算机处理的是数字量,而实 际上外界事物大多是模拟量,如:温度、压力、 流量、浓度、速度、水位、距离等等,这些都 是非电的物理量,它们必须经过适当的转换才 能为微机处理。这一转换过程称为A/D转换,又 称为量化过程。需要用到A/D转换器。
6.4 模拟量输入/输出通道
6.4.1概 述

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