模數/數模轉換第九章模數/數模轉換模數/數模轉換計算機只能處理數字量，而外界如電流、電壓、溫度及壓力等多為模擬量，計算機對這些量處理要經過模數（A/D）和數模（D/A）轉換典型控制系統為：傳感器1變換放大傳感器N變換放大...執行器DAC多路轉換開關采樣保持被控對象CPUADC第9.1節DAC及其應用一.DAC接口電路—DAC一般為T型電阻解碼網絡電路鎖存器地址譯碼器A15~A0IOW160HD7~D0CLKDACRfbIOUT1-+VREFVOUTMOV AL,NMOVDX,160HOUTDX,ALD7~D0IOUT2Vout=-(N/256)*VREFRRRRFS3++-2R2R2R2R2RVREFIOUT1IOUT2VOUTS2S2S0D0D1D2D3abcd0DAC及其應用二.DAC應用例1產生正向鋸齒波WAVE1PROCXOR

AL,AL

MOV

DX,160H

CIRL:OUT

DX,AL

CALL

DELAY

INC

AL

JMP

CIRLWAVE1ENDP例2產生負向鋸齒波WAVE2PROCXOR

AL,ALMOV

DX,160H

CIRL:DECAL

OUT

DX,AL

CALL

DELAY

JMP

CIRLWAVE2ENDPDAC及其應用例3產生三角波WAVE3PROCXORAL,ALMOVDX,160HUP:OUTDX,ALCALLDELAYINCALJNZUPDOWN:DECALOUTDX,ALCALLDELAY

ANDAL,ALJNZDOWNJMPUPWAVE3ENDPDAC及其應用三.典型DAC電路—DAC0832DAC0832為8位CMOSD/A轉換器RfbIOUT2VREFD7D6D5D4D3D2D1D0LEQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q08位輸入寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0LEQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q08位DAC寄存器8位乘法DACLE=“1”Q跟隨DLE=“0”數據鎖存DAC0832功能圖AGNDIOUT1DI7DI6DI5DI4DI3DI2DI1DI0ILECSWR1WR2XFER1234567891020191817161514131211DAC0832引腳圖CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VREFRfbDGNDVccILEWR2XFERDI5DI4DI6DI7IOUT2IOUT1DAC及其應用控制信號ILE?/CS?/WR1有效使數據進入輸入寄存器;/WR2?/XFER有效，數據到DAC。輸出信號IOUT1：DAC電流輸出1IOUT1=（VREF/15k）*N/256IOUT2：DAC電流輸出2IOUT2=（VREF/15k）*（256-N）/256Rfb：反饋電阻，其值為15k，溫度特性與電阻網絡相同，為DAC提供輸出電壓，用作運放反饋電阻。VREF：參考電壓輸入，外部精密電壓源接到內部R－2R梯形電阻網絡，范圍：-10~+10V。DAC及其應用應用舉例：DAC0832做IBM-PC的DAC接口卡，硬件連接如下RfbIOUT1IOUT2D7D6D5D4D3D2D1D0WRCSILEVREFWR2XFER74LS04AEN+5V+5V-++12V-12VVOUT(0～5V)-+MC1403+12VR2W1R1R374LS133A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0IOWDAC及其應用DAC0832的/WR2與/XFER接地，輸入數據直接進入DA轉換端口地址為160H，/AEN為地址允許信號DAC輸出電壓：VOUT

=-（N/256）?VREF=19.6?N（mv）其中N為數字量，步長為19.6mv，VREF

=

-5V。基準電壓VREF

選擇VREF的原則應使其精度高于DAC0832的分辨率，MC1403是高穩定的基準電壓源，輸入4.5V~15V，輸出為2.5V，溫度穩定性為25ppm，其輸出接負向放大器，調節電位計使VREF=-5V。A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00101100000160H地址ADC及其應用第9.2節ADC及其應用一.常用ADCV-F變換器：準ADC、串行輸出（單積分式）積分式ADC:精度高、抗干擾能力強、速度慢逐次逼近式ADC:精度高、速度較快、電路復雜并行ADC：速度最快、電路復雜、位數難做多比較器數量M與位數N之間關系為M

=

2N-1ADC及其應用二.用軟件和DAC實現ADC

鎖存器-+地址譯碼器160H162HA15～A0IOWD7～D0DACIORD0V0Vx比較器ADCPROCXORAL,ALCIRL:MOVDX,160HOUTDX,ALMOVAH,ALMOVDX,162HINAL,DXTESTAL,01H JNZEXITMOVAL,AHINCAL JMPCIRLEXIT:MOVAL,AHRETADCENDPADC及其應用三.典型ADC及其應用

—ADC0804ADC0804為8位CMOSA/D轉換器引腳圖

2.片內時鐘電路1234567891020191817161514131211ADC0804引腳圖CSRDWRCLKININTRVIN（+）VIN（-）VREF/2DGNDVccCLKRDB0DB2DB3DB4DB5DB7AGNDDB1DB6R10KC150PfCLK=11.1RC=600KHzADC及其應用接口時序及接口信號

DB7~DB0：數據線，三態，輸出，可直接接總線。啟動：/WR?/CS啟動ADC，同時清狀態INTR.狀態：/INTR

轉換結束輸出低電平。讀數據：/RD?/CS打開三態門讀取數據，同時清狀態。數據CSWRINTRRDDB轉換結束時序圖ADC及其應用應用舉例：ADC0804與IBM-PC計算機接口74LS0474LS30D7D6D5D4D3D2D1D0CSWRRDINTRCLKRADC0804CLKINVRMC1403R1-+W1R2+5V10k150pVIN(+)Vx(0～2V)VIN(-)AGNDA2A1A0+5VCBA74LS138G2AG2BG1Y1Y0D7D6D5D4D3D2D1D0/AENA9A8A7A6A5A4A3IOWIOR端口地址啟動口：161H/CS?/WR同時有效啟動AD狀態口:160H讀/INTR狀態數據口：161H/CS?/RD同時有效讀AD數據

VR由MC1403輸出，經電阻分壓和運放緩沖得到1V穩定電壓ADC及其應用程序：用查詢方式讀取數據子程序（結果在AL中）

RDAD PROC MOVDX，161H OUTDX，AL;啟動ADC RDAD1:MOVDX，160H

INAL，DX ;讀/INTR狀態

TESTAL，01H ;判斷轉換是否結束

JZ

RDAD1

;未轉換完，繼續查詢/INTR

MOVDX，0161H INAL，DX;讀取AD數據

RET RDAD ENDP8259，8253和ADC0804綜合應用舉例例電路如圖所示，ADC0804與8088微處理器為核心的IBM-PC機相連完成數據采集。IBMPC/XT機使用10根地址線A0~A9尋址I/O端口，ADC0804為8位逐次比較式ADC。系統中，8253的計數器0用于定時，其時鐘頻率為200kHz;要求8253的計數器每隔200毫秒向8259的中斷申請引腳IR7發出中斷請求，在中斷服務程序中，讀取ADC轉換結果并啟動ADC0804進行下一次轉換。系統進行100次A/D轉換后，由8253計數器1的OUT1端產生頻率2kHz的方波推動揚聲器發出1s提示音，結束工作。計數器1用于推動揚聲器的發生，其時鐘頻率為2MHz,門控端GATE1通過鎖存器接到數據總線的D位上。8259工作在全嵌套方式，中斷非自動結束。中斷申請輸入IR0~IR7是邊沿觸發，IR0的中斷類型號為08H.延時1s可直接調用DELAY1S程序。中斷向量的設置與恢復可采用DOS功能實現。綜合應用舉例(1)根據設計要求：由于使用了8259，8253，ADC0804,需要進行初始化。8259的端口地址：20H,21H;8253的端口地址：40H,41H,42H,43H;ADC0804的端口地址：120H;控制GATE1的鎖存器的端口地址：160H;初始化過程：8259芯片：ICW1,ICW2,ICW4ICW1:單片8259,需要ICW4,上升沿觸發中斷，命令字應為13H范圍A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

00000000001XXXXX0020H～003FHICW2:IR0的