漕第8章

輸h輸出接口

1

主要內(nèi)容

■基本輸入輸出接口的特點(diǎn)

-簡(jiǎn)單接口芯片的應(yīng)用

-兩種可編程數(shù)字接口芯片的應(yīng)用

■工業(yè)閉環(huán)控制系統(tǒng)概述

■模擬量輸入輸出接口芯片的功能及應(yīng)用

2

§8.1箱單數(shù)字接口電路

掌握:

■接口電路的分類(lèi)及特點(diǎn);

■兩類(lèi)簡(jiǎn)單接口芯片的應(yīng)用

3

一、接口電路的基本構(gòu)成

I/O接口：

4

接口的基本構(gòu)成

5

接口的基本構(gòu)成

■數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器一暫存輸入/輸出

的數(shù)據(jù)

-命令寄存器——存放控制命令，用來(lái)設(shè)定

接口功能、工作參數(shù)和工作方式。

■狀態(tài)寄存器——保存外設(shè)當(dāng)前狀態(tài)，以供

CPU讀取。

6

外設(shè)接口

輸入接口并行接口數(shù)字接口

輸出接口串行接口模擬接口

輸入輸出接口的特點(diǎn)

輸入接口：

-要求對(duì)數(shù)據(jù)具有控制能力（常用三態(tài)門(mén)實(shí)現(xiàn)）

輸出接口：

■要求對(duì)數(shù)據(jù)具有鎖存能力（常用鎖存器實(shí)現(xiàn)）

8

二、基本輸入接口

三態(tài)門(mén)接口：高電平、低電平、高阻態(tài)

三態(tài)門(mén)的工作波形:

A0-A15-~〈地址有效〉

欣-----\r~

譯碼輸出-------\/----

D0~D7〈開(kāi)關(guān)狀^^

10

74LS244接口

■含8個(gè)三態(tài)門(mén)的集成電路芯片

-不具備數(shù)據(jù)的保存能力

■在外設(shè)具有數(shù)據(jù)保持能力時(shí)用來(lái)輸入接口

P341圖

11

三態(tài)門(mén)接口應(yīng)用例

■利用三態(tài)門(mén)作為輸入接口（接口地址380H）

接至U地址范圍為70000H——71FFFH的

EEPROM芯片的READY/BUSY端，當(dāng)三態(tài)門(mén)

輸出高電平時(shí)，可向98c64A寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù)

據(jù)，輸出低電平時(shí)則不能寫(xiě)入。試畫(huà)芯片與系

統(tǒng)的連接圖

12

三態(tài)門(mén)接口應(yīng)用例

D0~D7DO?D7

AoAo

A12A12

MEMWWE

MEMROE

高位地A譯碼CE

址信弓

READYBUSY

DO

IOR

譯碼

Ao~A12380H13

鎖存器接口

■通常由D觸發(fā)器構(gòu)成；

■特點(diǎn)：

具有對(duì)數(shù)據(jù)的鎖存能力；

不具備對(duì)數(shù)據(jù)的控制能力

14

常用鎖存器芯片

■74LS273

8D觸發(fā)器，不具備數(shù)據(jù)的控制能力

P343圖

■74LS374

含有8個(gè)帶有三態(tài)輸出的8D觸發(fā)器，具

有對(duì)數(shù)據(jù)的控制能力

Ml”

鎖存器芯片74LS374

做輸出口:做輸入口:

Q0

DO?D7D0~D7

［設(shè)

譯碼器CPQ7譯碼器?OEQ7

OECP

自外設(shè)

16

簡(jiǎn)單:I/O接口綜合應(yīng)用例

■根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)在7段數(shù)碼管上顯示數(shù)字或

符號(hào)

-設(shè)輸出接口的地址為FOH

■設(shè)輸入接口地址為F1H

■當(dāng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)分別為0000?:1工工工時(shí),

在7段數(shù)碼管上對(duì)應(yīng)顯示。?F

17

FOH=OOOO000011110000

F1H=0000000011110001

74LS2737406Rx8

a

b

DO?D7

c

d

譯碼器

e

IOW#f

g

Dp

A7?A4《

A15?A8vo+5V

74LS244K0?K3

A3DO01IIo-o

A2D1。

A10212/o

D2

AO03135o

D30414o-o

IOR#E1

18

形狀7段碼符號(hào)形狀7段碼

符號(hào).gfedcba.gfedcba

Li匚?

，（rI_I001111118口01111111

i000001109口01100111

Ti-i

二i4

01011011匚?01110111

2匚|—?

二1?

301001111匚?01111100

I_I1一

4"I01100110'C00111001

L?

5j01101101，D'匚?01011110

L匚

6口01111101Er01111001

一1

7100000111'F'01110001

19

簡(jiǎn)單1/0接口綜合應(yīng)用例

GO:INAL,OF1H

Seg7DB3FHQ6H,

ANDAL,OFH

5BH,4FH,66H,6DH，

MOVSI,AX

7DH07H7FH67H77H

55555MOVAL,LBX+SI]

7CH39H,5EH79H71H

555OUTOFOH,AL

JMPGO

LEABX,Seg7

MOVAH,0

20

§8.2可編程數(shù)字接口芯片

掌握:

-芯片的引線(xiàn)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

-工作方式及工作時(shí)序

?芯片的應(yīng)用：

r芯片與系統(tǒng)的連接

二芯片的初始化編程

21

一、可編程定時(shí)器8253

■16位硬件減法計(jì)數(shù)器

-含三個(gè)獨(dú)立定時(shí)/計(jì)數(shù)器

■最大計(jì)數(shù)初值為0

內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

22

主要引線(xiàn)功能

連接系統(tǒng)端的主要引線(xiàn):

DO--D7AlAO

CS00CNTO

RD

01CNT1

WR

10CNT2

AO,Al

11控制寄存器

23

主要引線(xiàn)功能

連接外設(shè)端的主要引線(xiàn):

■CLK.................時(shí)鐘脈沖輸入

■GATE...............門(mén)控信號(hào)輸入

■OUT..................定時(shí)輸出

24

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

r16位初值寄存器

■計(jì)數(shù)器

I16位計(jì)數(shù)寄存器

■控制寄存器一?存放8位控制命令字

■控制邏輯

25

計(jì)數(shù)啟動(dòng)方式

GATE端為高電平

「軟件啟動(dòng)|置入計(jì)數(shù)初值后的第2個(gè)

ICLK脈沖的下降沿啟動(dòng)

rGATE端有一個(gè)上升沿

（硬件啟動(dòng)I對(duì)應(yīng)CLK脈沖的下降沿啟動(dòng)

26

工作方式

「軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。

方式0《裝入初值后輸出端變低電平,

I計(jì)數(shù)結(jié)束輸出高電平

「硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)

方式工Y裝入初值后輸出端變高電平，

計(jì)數(shù)開(kāi)始輸出低電平，結(jié)束后又變高

27

工作方式

「軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)

方式2\裝入初值后輸出端變高電平，

I計(jì)數(shù)到最后一個(gè)脈沖時(shí)輸出低電平

「軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)

方式31裝入初值后輸出端變高電平，

輸出對(duì)稱(chēng)方波

28

工作方式

「軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。

方式4V裝入初值后輸出端變高電平，

I計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)CLK寬度的低電平

硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)

方式5

波形與方式4相同

29

控制字

■用于確定各計(jì)數(shù)器的工作方式

30

8253的應(yīng)用

■與系統(tǒng)的連接

-芯片初始化［編

■置計(jì)數(shù)初值J程

31

與系統(tǒng)的連接示急

8253

D0-D7

外

WRCLK

部

RDGATE電

AlOUT路

AO

譯碼器CS

32

初始化程序流程

寫(xiě)入順序：

寫(xiě)控制字

可以計(jì)數(shù)器為

單位，也可先

寫(xiě)計(jì)數(shù)值低8位寫(xiě)所有計(jì)數(shù)器

控制字，再寫(xiě)

入初值

寫(xiě)計(jì)數(shù)值高8位

▼

33

8253應(yīng)用例

■采用8253作定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其接口地址為

0120H<v0123Ho

-要求計(jì)數(shù)器。每10ms輸出一個(gè)CLK脈沖寬的

負(fù)脈沖；用計(jì)數(shù)器工產(chǎn)生工OKHz的連續(xù)方波信

號(hào)，計(jì)數(shù)器2在定時(shí)5ms后產(chǎn)生輸出高電平。

輸入8253的時(shí)鐘頻率為2MH。

■畫(huà)線(xiàn)路連接圖，并編寫(xiě)初始化程序。

34

8253應(yīng)用例

■計(jì)算計(jì)數(shù)初值：

CNTO：10ms/0.5us=20000

CNT1：2MHz/10KHz=200

CNT2：5ms/0.5us=10000

■確定控制字：

CNT0：方式2,16位計(jì)數(shù)值

CNT1：方式3,低8位計(jì)數(shù)值

CNT2：方式0,16位計(jì)數(shù)值

35

8253應(yīng)用例

+5V

8253

GATEO

DBD0~D7GATE12MHz

GATE2

IOWWR

CLKO

RDCLK14

AlCLK2

AOOUTO

OUT1

CS

OUT2

36

8253應(yīng)用例初始化程序

CNTO：MOVAL,AH

MOVDX,0123HOUTDX,AL

MOVAL,34H

OUTDX,ALCNT1：

MOVDX,0120H

MOVAX,20000CNT2：

OUTDX,AL

37

二、并行接口8255

特點(diǎn)：

-含3個(gè)獨(dú)立的8位并行輸入/輸出端口，各

端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存能力

-可通過(guò)編程，設(shè)置各端口工作在某一確定

狀態(tài)下。

38

引線(xiàn)

連接系統(tǒng)端的主要引線(xiàn):

■DO--D7

AlAO

■CS

■RD00A端口

■WR01B端口

■AO,Al10c端口

■REAST11控制寄存器

39

引線(xiàn)

連接外設(shè)端的引腳:

■PAOPA7)分別對(duì)應(yīng)

■PBOPB7卜A、B、C

PC7J三個(gè)端口

■PCO

40

結(jié)構(gòu)

端口A

A組1

〔端口C的高4位

「端口B

B組\

I端口C的低4位

41

8255與系統(tǒng)的連接示意圖

8255

D0-D7

IOW

IOR

A1

A0

42

工作方式

「基本輸入/輸出方式（方式0）

J選通工作方式（方式1）

j雙向傳送方式（方式2）

43

［方式0：7

-相當(dāng)于三個(gè)獨(dú)立的8位簡(jiǎn)單接口

?各端口既可設(shè)置為輸入口，也可設(shè)置為輸出口,

但不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入及輸出

?C端口可以是一個(gè)8位的簡(jiǎn)單接口，也可以分為

兩個(gè)獨(dú)立的4位端口

?常用于連接簡(jiǎn)單外設(shè)（適于無(wú)條件或查詢(xún)方式）

44

方式0的應(yīng)用:

■常使A端口和B端口作為8位數(shù)據(jù)的輸入或輸

出口，使C口的某些位作狀態(tài)輸入

45

方式工

■利用一組選通控制信號(hào)控制A端口和B端口

的數(shù)據(jù)輸入輸出

■A口、B口作輸入或輸出口，C口的部分位用

作選通控制信號(hào)

■A口、B口在作為輸入和輸出時(shí)的選通信號(hào)

不同■

F輸出

輸入

46

方式工的應(yīng)用

■方式工主要用于中斷控制方式下的輸入輸出

-C口的8位除用作選通信號(hào)外，其余位可工

作于方式0下，作為輸入或輸出口

47

方式2

■雙向輸入輸出方式-----可以既作為輸入口,

又作為輸出口

■只有A端口可工作在方式2下

48

方式2的應(yīng)用

■可使A端口作為雙向端口所有

-用于中斷控制方式

■當(dāng)A口工作于方式2時(shí)，B口可工作于方式工

（此時(shí)C口的所有位都用作選通控制信號(hào)的

輸入輸出），也可工作于方式0（此時(shí)CD

的剩余位也可工作于方式0）

49

方式控制字及狀態(tài)字

■利用軟件編程確定3個(gè)端口工作于何種方

式下；

■C端口可以按位操作。當(dāng)其工作于方式。下

且作為輸出口時(shí)，需要對(duì)輸出線(xiàn)設(shè)置初始

狀態(tài)（即初始化）。

50

方式控制字與狀態(tài)字格式

■控制字......確定3個(gè)端口的工作方式

■狀態(tài)字......確定C口某一位的初始狀態(tài)

51

8255芯片的應(yīng)用

「芯片與系統(tǒng)的連接

Y芯片的初始化

-相應(yīng)的控制程序

52

8255應(yīng)用例2:

-利用8255實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)檢測(cè)和繼電器控制電路；

-當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，使8個(gè)繼電器通電動(dòng)作；

■系統(tǒng)每隔100ms檢測(cè)一次開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)相

應(yīng)的控制；

■初始狀態(tài)下繼電器都不動(dòng)作。

53

題目分析

■采用中斷控制方式（每100ms中斷一次）

■使8255的A端口和B端口均工作于方式0

-8253計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器工均工作于方式3,利用OUTO

的輸出作為計(jì)數(shù)器工的時(shí)鐘信號(hào)，使OUTO輸出頻率為

2KHz,OUT1輸出頻率為10Hz。用OUT工信號(hào)作為

中斷源。

■8253兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值分別為：

CNTO：2MHz/2KHz=1000

CNT1：100ms/0.5ms=200

54

繼電器x8

8255

Q

D0-D7DBPAO

■

■

IOR#RD

PA7

IOW#WR

Al-AAlPBO

AOAO

384H~387HCSPB7

OUT1aINTR（每秒10次）

Al

OUTO

AO

CLK1

388H~38BHCS

CLK0<2MHz時(shí)鐘脈沖

825355

8255的初始化程序

MOVDX,387H

MOVAL,82H;10000010

OUTDX,AL

XORAL,AL；所有繼電器均斷電

MOVDX,384H

OUTDX,AL

56

8253的初始化程序

初始化命令字：置計(jì)數(shù)初值：

MOVDX,38BHMOVDX,388H

MOVAX,2000

MOVAL,36H

OUTDX,AL

OUTDX,AL

MOVAL,AH

MOVAL,56H

OUTDX,AL

OUTDX,AL

MOVDX,389H

MOVAL,200

OUTDX,AL

57

8255的中斷服務(wù)程序

（主程序及中斷初始化部分略）

■■■■■■

MOVDX,385H；PB口輸入開(kāi)關(guān)狀態(tài)

WAITO：INAL,DX

ANDAL,1;K閉合否？

JNZWAITO

MOVDX,384H;PA口控制繼電器

MOVAL,OFFH；所有繼電器動(dòng)作

OUTDX,AL

■■■■■■

58

數(shù)字接口電路部分作業(yè):

■8.1

■8.3

■8.5

■8.7

■8.10

■8.11*

59

§8.3模擬量輸入輸出接口

主要內(nèi)容：

-模擬量輸入輸出通道的組成

.D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理、連接及編程

■A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理、連接及編程

60

一、模擬量輸入輸出通道7

-模擬量的輸入通道：

將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)或非電的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為

計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)——數(shù)據(jù)采集

■模擬量的輸出通道

將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量以驅(qū)動(dòng)生

產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器件一過(guò)程控制

61

模擬量I/O通道的組成:

輸入通道

傳

感放大多路轉(zhuǎn)換A/D輸入10101100微

器濾波轉(zhuǎn)換接口--------->

'也采樣保持

型

上

il

物理量1:信號(hào)！：信號(hào)I/O

產(chǎn)變換：：處理：：變換

接口算

!，輸出通道

過(guò)

機(jī)

執(zhí)行f\J放大：IO/A輸出00101101

程機(jī)構(gòu)9r驅(qū)動(dòng)9L轉(zhuǎn)換接口

模擬電路的任務(wù)模擬接口電路的任務(wù)

62

模擬量I/O接口

J

模擬量輸入模擬量輸出

（數(shù)據(jù)采集）（過(guò)程控制）

63

二、數(shù)/模（D/A）變換器

掌握：

-D/A變換器的工作原理

-D/A變換器的主要技術(shù)指標(biāo)

■DAC0832的三種工作模式

■DAC0832的應(yīng)用

64

1.D/A變換器的基本構(gòu)成

（模擬開(kāi)關(guān)

＜電阻網(wǎng)絡(luò)＜權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)

R?2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)

＜運(yùn)算放大器

Rf

數(shù)字量

65

2.基本變換原理

■運(yùn)放的放大倍數(shù)足夠大時(shí)，輸出電壓V。與輸入

電壓Vm的關(guān)系為：

*

R

66

基本變換原理

■若輸入端有n個(gè)支路，則輸出電壓V。與輸入電

壓M的關(guān)系為：

67

基本變換原理

■令每個(gè)支路的輸入電阻為》R,并令基準(zhǔn)電壓

Vref=(Rf/RPVP則有

〃1〃1

von=f乙y----a--vref=-y-vref

i=1NHfi=1N

68

基本變換原理

■如果每個(gè)支路由一個(gè)開(kāi)關(guān)Si控制，Sj=l

表示Si合上，Si=O表示與斷開(kāi)，則上式

變換為

n1

V0=TTS/Vre/

i=12

若Si=1,該項(xiàng)對(duì)V。有貢獻(xiàn)；若Sj=O,該項(xiàng)對(duì)V。無(wú)貢獻(xiàn)

69

權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò):

這里，上式中的11=8

70

基本變換原理

■如果用8位二進(jìn)制代碼來(lái)控制圖中的S]

（Dj=：l時(shí)與閉合；5=0時(shí)導(dǎo)斷開(kāi)），則不同的二進(jìn)制

代碼就對(duì)應(yīng)不同輸出電壓V0；

■當(dāng)代碼在。?FFH之間變化時(shí)，V。相應(yīng)地在。?

■(255/256)Vref之間變化;

■為控制電阻網(wǎng)絡(luò)各支路電阻值的精度，實(shí)際的

D/A轉(zhuǎn)換器采用R?2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)，它只用兩

種阻值的電阻（R和2R）。

71

3.主要技術(shù)指標(biāo)

■分辨率(Resolution)

輸入的二進(jìn)制數(shù)每±1個(gè)最低有效位(LSB)

使輸出變化的程度。

-可用輸入數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示，如8位、10

位等；也可用一個(gè)LSB使輸出變化的程度來(lái)

表o

■LSBLeastSignificantBit

72

分辯率

■一個(gè)滿(mǎn)量程為5V的10位D/A變換器，土工

LSB的變化將使輸出變化

5/(210-1)=5/1023

=0.04888V

=48.88mV

73

轉(zhuǎn)換精度（誤差）

實(shí)際輸出值與理論值之間的最大偏差

-可用最小量化階，來(lái)度量：

/二±1/2LSB

-也可用滿(mǎn)量程的百分比來(lái)度量：

如0.05%FSR

(FSR-FullScaleRange)

74

轉(zhuǎn)換時(shí)間

■從開(kāi)始轉(zhuǎn)換到與滿(mǎn)量程值相差±1/2LSB所對(duì)

應(yīng)的模擬量所需要的時(shí)間。

1/2LSB

4.DAC0832

特點(diǎn):

■8位電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器

■T型電阻網(wǎng)絡(luò)

■差動(dòng)輸出

76

DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

8位

8位8位?'REF

入

輸L#IoUT2

存DACD/A

—寄

數(shù)據(jù)寄存轉(zhuǎn)換

D713-16二??loUTl

器器r

LE1LE2Rib?|?Rfb

CS1?AGND（模擬地）

WRi

麗18

XFER~

DAC0832框圖

77

主要引線(xiàn)功能

DAC0832

輸入寄存器控制信號(hào)：

CS—12()—Vcc

WRi一：ILE

919

■D7?DO：輸入數(shù)據(jù)線(xiàn)AGND一

318UWR2

D3一UxFER

輸入鎖存允許117

-ILE：D2:

516—Di

-CS：片選信號(hào)Di—615—D5

UDG

■WRi：寫(xiě)輸入鎖存器Do—/11

VREE-813—D7

Rrb—912--L0UT2

DGND.

1()11—LOUTI

78

主要引線(xiàn)功能

用于DAC寄存器的控制信號(hào)：

■甌：寫(xiě)DAC寄存器

-XFER：允許輸入鎖存器的數(shù)據(jù)傳送到DAC

寄存器

79

主要引線(xiàn)功能

其它引線(xiàn)：

■VREF：參考電壓。

-10V-+10V,一般為+5V或+10V

■IQUTI>IQUT2*D/A轉(zhuǎn)換差動(dòng)電流輸出。

用于連接運(yùn)算放大器的輸入

■Rfb：內(nèi)部反饋電阻引腳，接運(yùn)放輸出

■AGND、DGND：模擬地和數(shù)字地

80

工作時(shí)序

Do—D7X

CS

寫(xiě)輸入

寄存器”

WR!\/

ILE

寫(xiě)

DACWR2

寄存器

XFER

（模擬輸出電流變化）

81

工作模式

■單緩沖模式

-雙緩沖模式

?無(wú)緩沖模式

82

單緩沖模式

■使輸入鎖存器或DAC寄存器二者之一處于直通,

即芯片只占用一個(gè)端口地址。

■CPU只需一次寫(xiě)入即開(kāi)始轉(zhuǎn)換。寫(xiě)入數(shù)據(jù)的程

序?yàn)椋?/p>

MOVDX,PORT

MOVAL,DATA

OUTDX,AL

83

雙緩沖模式（標(biāo)準(zhǔn)模式）

-對(duì)輸入寄存器和DAC寄存器均需控制；

■當(dāng)輸入寄存器控制信號(hào)有效時(shí)，數(shù)據(jù)寫(xiě)入輸入寄存

器中；再在DAC寄存器控制信號(hào)有效時(shí)，數(shù)據(jù)才寫(xiě)

入DAC寄存器，并啟動(dòng)變換；

■此時(shí)芯片占用兩個(gè)端口地址；

■優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)接收與D/A轉(zhuǎn)換可異步進(jìn)行；

可實(shí)現(xiàn)多個(gè)DAC同步轉(zhuǎn)換輸出

-特點(diǎn)：分時(shí)寫(xiě)入、同步轉(zhuǎn)換

84

雙緩沖模式同步轉(zhuǎn)換例

4W

MOVAL,data

MOVDX,portl―?0832T的輸入寄存器地址

OUTDX,AL

MOVDX,port2—?0832-2的輸入寄存器地址

OUTDX,AL

MOVDX,port3―?DAC寄存器地址

OUTDX,AL

HLT

86

無(wú)緩沖器模式

■使內(nèi)部的兩個(gè)寄存器都處于直通狀態(tài)。模擬

輸出始終跟隨輸入變化。

■不能直接與數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接，需外加并行接口

（如74LS373、8255等）。

87

5.D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

「向D/A轉(zhuǎn)換器寫(xiě)入某種按規(guī)

「信號(hào)發(fā)生器Y律變化的數(shù)據(jù)，即可在輸出

〔端獲得相應(yīng)的各種波形

I用于閉環(huán)控制系統(tǒng)

88

三、模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器

主要內(nèi)容：

-A/D轉(zhuǎn)換器的一般工作原理；

■A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)；

「與系統(tǒng)的連接

'A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用數(shù)據(jù)采集程序的編寫(xiě)

89

1.A/D轉(zhuǎn)換器用途

■用于將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信

號(hào)的裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)ADC,是模擬系統(tǒng)與計(jì)算

機(jī)之間的接口部件。

90

2.A/D轉(zhuǎn)換器類(lèi)型

■計(jì)數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器

——速度慢、價(jià)格低，適用于慢速系統(tǒng)

-雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

——分辯率高、抗干擾性好、轉(zhuǎn)換速度慢，適用于中速系統(tǒng)

-逐位反饋型A/D轉(zhuǎn)換器

——轉(zhuǎn)換精度高、速度快、抗干擾性差

91

J逐位反饋型A/D轉(zhuǎn)換器

原理：類(lèi)似天平稱(chēng)重量時(shí)的嘗試法，逐步用祛碼的累積重量去逼近被稱(chēng)物

92

3.主要技術(shù)指標(biāo)

■轉(zhuǎn)換精度

「量化誤差

影響精度的誤差I(lǐng)非線(xiàn)性誤差

［其它誤差

■總誤差二各誤差的均方根

量化間隔

■一個(gè)最低有效位對(duì)應(yīng)的模擬量，即

△=Vmax/

■例：某8位ADC的滿(mǎn)量程電壓為5V,則其分

辨率為：

5V/255=19.6mV

94

量化誤差

?絕對(duì)量化誤差=1/2△

■相對(duì)量化誤差二(1/2)x1LSBx100%

95

量化誤差

■例：

設(shè)滿(mǎn)量程電壓=：LOV,

A/D變換器位數(shù)=10位，貝IJ：

絕對(duì)量化誤差a10/211=4.88mV

相對(duì)量化誤差?1/211*100%=0.049%

96

轉(zhuǎn)換時(shí)間

■實(shí)現(xiàn)一次轉(zhuǎn)換需要的時(shí)間

■精度越高（字長(zhǎng)越長(zhǎng)），轉(zhuǎn)換速度越慢。

97

輸入動(dòng)態(tài)范圍

■允許轉(zhuǎn)換的電壓的范圍

如。?5V、0?10V等。

4.ADC0809

■8通道（8路）輸入

■8位字長(zhǎng)

■逐位逼近型

■轉(zhuǎn)換時(shí)間lOOps

?內(nèi)置三態(tài)輸出緩沖器

99

主要引腳功能

-D7?DO：輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)（三態(tài)）

■IN0-IN7：8通道（路）模擬輸入

■ADDA、ADDB、ADDC：通道地址

■ALE：通道地址鎖存

■START：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換

■EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)輸出

■OE：輸出允許（打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)）

■CLK：時(shí)鐘輸入（1OKHZ?L2MHz）

100

內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

8

個(gè)

模

擬

輸

入

通

道

VREF(+)VREF(-)

101

工作時(shí)序

ADDA—ADDC

地址啟動(dòng)

鎖存

ALE/START

EOC

轉(zhuǎn)換時(shí)間

0E

DO—D7

ADC0809工作過(guò)程

-送通道地址，以選擇要轉(zhuǎn)換的模擬輸入;

-鎖存通道地址到內(nèi)部地址鎖存器；

-啟動(dòng)A/D變換；

-判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束；

-讀轉(zhuǎn)換結(jié)果

103

ADC0809的應(yīng)用

■芯片與系統(tǒng)的連接

■編寫(xiě)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集程序

104

芯片與系統(tǒng)的連接

模擬輸入端工此:

ADC0809

輸

入0

輸

入1

入

輸2

入