单片机课件1研讨.ppt

3．集成多路模拟切换器 1）单端集成多路模拟切换器 电平 转换 EN A0 A1 A2 x1 X2 X8 X 8选1控 制逻辑 f1 f2 f8 典型8通道芯片有CD4051、AD7501、MAX354、DG407等。 典型16通道芯片有CC4067、AD7506、MAX396等。 2）差动集成多路模拟切换器 差动集成多路转换器有4通道、8通道两种。 差动4通道器件有：MAX355、AD7502、MAX384、MAX399等。 8通道差动多路转换器有：AD7507、MAX397、MAX359、DG409等。 * 微机控制技术 * 采样／保持电路又称采样／保持器，是过程通道中不可缺少的元件。它用来“凝固”随时间变化的快速模拟信号，以减小由于转换时间所引起的转换幅值误差。 S/H电路在逻辑电平控制下，交替工作在“采样”和“保持”两种稳态方式。 在采样方式，它能很快跟踪输入电压的变化； 在保持状态，则保持进入“保持”状态那一时刻的输入电压稳定不变。 3.3.5 采样保持技术 当某一通道进行A/D转换时，由于A/D 转换需要一定的时间，如果输入信号变化较快，就会引起较大的转换误差。为了保证A/D转换的精度，需要应用采样保持器。 * 微机控制技术 * 工作过程： （1）控制信号H→K合上，VA1经MUX给CH充电（采样期），由于A1接成跟随器（K＝1），∴VA1＝Vi，A2也是跟随器，V0＝VCH。 （2）控制信号由H→L，K断开，CH将K断时（令其为t1）的值保持下来，经A2输出。 （3）启动A/D转换（保持期也就是转换期）。 Vo Vi 控制信号 CH － ＋ － ＋ K MUX A1 A2 S/H 原 理 图 * 微机控制技术 * 3.3.6 模/数转换技术 A/D转换器将连续变化的模拟电压或电流转换为数值上等效的数字信号，以便计算机可以识别和接收。 两大类：（1）直接：计数、逐行、并行 （2）间接：V→T → D（V/T） V→F → D（V/F） 1、逐次逼近转换原理 设有n位A/D器： （1）将Dn-1置1，其余为0； （2）将n位SAR进行D/A转换，用转换所得Vf与Vi（被转模拟电压）比较； SAR 逐次逼近寄存器 置数选择逻辑 CLK n位D/A转换 ＋ － Vi Vf 数字输出 比较器 （3）若Vf Vi，此次此位1取消改为0，若Vf Vi， 则此次此位1保留，否则在此位的低位置1。 （4）N位取值满否？满则结束，未满则在依次的低位取值1，转（2）。 * 微机控制技术 * 以Vi＝9V为例，当启动信号作用后： 首先使寄存器的最高位D3 ? 1，其余为0， 此数字量1000经D/A转换器转换成模拟电压即VO ? 8，送到比较器输入端与被转换的模拟量VIN = 9进行比较，控制逻辑根据比较器的输出进行判断。当VIN ? VO，则保留D3 = 1； 再对下一位D2进行比较，同样先使D2 ? 1，与上一位D3位一起即1100进入D/A转换器，转换为VO ? 12再进入比较器，与VIN ? 9比较，因VIN ? VO，则使D2 ? 0； 再下一位D1位也是如此，D1 ? 1即1010，经D/A转换为VO = 10，再与VIN ? 9比较，因VIN ? VO，则使D1 ? 0； 最后一位D0 ? 1-即1001经D/A转换为VO ? 9，再与VIN ? 9比较，因VIN ? VO，保留D0 ? 1。比较完毕，寄存器中的数字量1001即为模拟量9的转换结果，存在输出锁存器中等待输出。 * 微机控制技术 * 一个 n 位A/D转换器的模数转换表达式是 式中：n —— n位A/D转换器； VR+、VR- —— 基准电压源的正、负输入； VIN —— 要转换的输入模拟量； B —— 转换后的输出数字量。 例：n＝8，VR+=5.02V， VR?=0V， 当VIN为 0V —— 00H 2.5V —— 80H 5V —— FFH * 微机控制技术 * 八 路 模 拟 开 关 三 态 输 出 锁 存 器 控制电路 SAR 树状开关 256电阻阶梯 比较器 IN0 . . IN7 A B C ALE D START CLOCK EOC OE Vcc END VREF+ VREF- 地址锁存 与译码器 通