第2章过程通道和数据采集系统要点解析.ppt

2.2 模拟量输入通道 2．A/D转换器的启动方式 任何一个A／D转换器都必须在外部启动信号的作用下才能开始工作，启动方式分脉冲启动和电平控制启动两种。 脉冲启动转换只需给A／D转换器的启动控制转换的输入引脚上，加一个符合要求的脉冲信号即可，如ADC0809、ADC80、ADC1210等均属此列。 电平控制转换的A／D转换器，当把符合要求的电平加到控制转换输入引脚上时，立即开始转换，而且此电平应保持在转换的全过程中，否则将会中止转换的进行。因此，该电平一般需由D触发器锁存供给，例如，AD570、AD571、AD574等均是如此。 2.2 模拟量输入通道 3．转换结束信号的处理方式 当A／D转换结束时，A／D转换器芯片内部的转换结束触发器置位，并输出转换结束标志电平，以通知主机读取转换结果的数字量。 主机判断A／D转换结束的方法有3种：即中断、查询和延时方式。这3种方式的选择往往取决于A／D转换器的速度和应用系统总体设计要求以及程序的安排。 2.2 模拟量输入通道 4．时钟信号的连接 A／D转换器的频率是决定其转换速度的基准。整个A／D转换过程都是在时钟作用下完成的。 A／D转换时钟的提供方法有两种: 一种是由芯片内部提供，如AD574A； 另一种是由外部时钟提供。外部时钟少数由单独的振荡器提供，更多的则是由CPU经时钟分频后，送至A/D转换器的时钟端。 2.3 模拟量输出通道 2.3.1 模拟量输出通道的结构形式 多路模拟量输出通道的结构形式主要取决于输出保持器的构成方式。 输出保持器的作用主要是在新的控制信号到来之前，使本次控制信号维持不变。保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种。这就决定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。 2.3 模拟量输出通道 1．一个通道设置一片D/A转换器 一个通道设置一片D/A转换器的结构形式如图2-55所示。 图2-55 一个通道设置一个D/A转换器 2.3 模拟量输出通道 这是一种数字保持方案。 优点:转换速度快，工作可靠，即使某一路D/A转换器发生故障，也不影响其他通道的工作。 缺点:使用了较多的D/A转换器，使得这种结构的价格很高。 2.3 模拟量输出通道 2．多个通道共用一片D/A转换器 共用D/A转换器的结构形式如图2-56所示。 图2-56 共用D/A转换器 2.3 模拟量输出通道 由于公用一片D/A转换器，因此必须在计算机控制下分时工作，即依次把D/A转换器转换成的模拟电压（或电流），通过多路开关传送给输出采样—保持器。 优点:节省了D/A转换器。 缺点：因为分时工作，只适用于通道数量多且速率要求不高的场合。它还要使用多路开关，且要求输出采样—保持器的保持时间与采样时间之比较大，这种方案工作可靠性较差。 2.3 模拟量输出通道 2.3.2 D/A的结构特性与应用特性 1．数字输入特性 数字输入特性包括接收数的码制、数据格式以及逻辑电平等。 批量生产的D／A转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码。因此，当输入数字代码为其他形式时，应外接适当的偏置电路后才能被接收。 多数D/A转换器都接收并行码，但对于有些芯片内部配置有移位寄存器的D/A转换器也可以接收串行码输入。 2.3 模拟量输出通道 2．模拟输出特性 目前生产的多数D/A转换器均属于电流输出器件。手册上通常给出的是输入参考电压及参考电阻之下的满码（全l）输出电流I0和最大输出短路电流。 对于输出特性具有电流源性质的D/A转换器，还给出了输出电压允许范围，它是用来表示由输出电路（包括简单电阻负载或者运算放大器电路）造成的输出端电压的可变动范围。只要输出端的电压小于输出电压允许范围，输出电流和输入数字之间保持正确的转换关系，而与输出的电压大小无关。 对于输出特性为非电流源特性的D/A转换器，电流输出端应保持公共端电位或虚地，否则将破坏其转换关系。 2.3 模拟量输出通道 3．锁存特性 D/A转换器对数字量输入是否具有锁存功能将直接影响与CPU的接口设计。 如果D/A转换器没有输入锁存器，通过CPU数据总线传送数字量时，必须采用锁存器连接，否则只能通过具有输出锁存功能的可编程并行I／O口给D/A送入数字量，但目前这种D/A转换器较少使用。 4．参