第六章模拟量输入输出接口解读.ppt

第六章 模拟量输入输出接口 主要内容： 介绍微机控制系统整体概念，介绍常用A/D、D/A转换芯片的应用。 模拟量与数字量 模拟量——连续变化的物理量 6.1 模拟输入与输出通道 知识点： ※ 1、介绍微机控制系统结构框图 ※ 2、了解控制系统组成部分的功能 6.1 模拟输入与输出通道 6.2 D/A转换 知识点： ※ 1、D/A转换的原理 ※ 2、DAC0832的内部结构，外部引 脚， DAC0832的应用。 6.2.1 D/A转换的基本原理 数字量 → 按权相加 → 模拟量 权电阻网络 R－2R梯形电阻网络 6.2.2 D/A转换芯片 集成D/A芯片的分类： 转换方式：并行和串行 生产工艺：双极型和MOS型 字长：8位、10位、12位 输出形式：电压和电流型 6.2.2 DAC0832芯片 DAC0832是典型的8位电流输出型通用DAC芯片 DAC0832的内部结构 1. DAC0832的数字接口 8位数字输入端 DI0～DI7（DI0为最低位） 输入寄存器（第1级锁存）的控制端 ILE、CS*、WR1* DAC寄存器（第2级锁存）的控制端 XFER*、WR2* （启动D/A转换） 直通锁存器的工作方式 两级缓冲寄存器都是直通锁存器 LE＝1，直通（输出等于输入） LE＝0，锁存（输出保持不变） 2.DAC0832的工作方式：直通方式 LE1＝LE2＝1（如何实现） 输入的数字数据直接进入D/A转换器 DAC0832的工作方式：单缓冲方式 LE1＝1，或者LE2＝1（如何实现，弊端？） 两个寄存器之一始终处于直通状态 另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态） DAC0832的工作方式：双缓冲方式 两个寄存器都处于受控（缓冲）状态 能够对一个数据进行D/A转换的同时；输入另一个数据 3. 地线的连接 6.2.3 DAC芯片与主机的连接 DAC芯片相当于一个“输出设备”，至少需要一级锁存器作为接口电路 考虑到有些DAC芯片的数据位数大于主机数据总线宽度，所以分成两种情况： 1. 主机位数等于或大于DAC芯片位数 2. 主机位数小于DAC芯片位数 1. 主机位数大于或等于DAC芯片的连接 mov al,buf mov dx,portd out dx,al DAC0832单缓冲方式 6.2.4 DAC芯片的应用 mov dx,portd mov al,0 repeat: out dx,al inc al jmp repeat 输出正向锯齿波 6.3 A/D转换器 知识点： ※ 1、A/D转换的原理 ※ 2、ADC0809芯片的内部结构，外部引脚 6.3 A/D转换器 模拟量 6.3.1 A/D转换的基本原理 存在多种A/D转换技术，各有特点，分别应用于不同的场合 4种常用的转换技术 计数器式 逐次逼近式 双积分式 并行式 1. 逐次逼近（逐位比较） 从最高位开始 的逐位试探法 2. 双积分式 两个积分阶段 实质是电压/时间变换 6.3.2 ADC0809芯片 具有A/D转换的基本功能 CMOS工艺制作 8位逐次逼近式ADC 转换时间为100 ?s 包含扩展部件 多路开关 三态锁存缓冲器 * * 数字量——时间和数值上都离散的量 模拟/数字转换器 ADC DAC 数字/模拟转换器 数字信号 模拟信号 现场信号1 现场信号2 现场信号n 微型 计算机 放大器 放大器 放大器 多 路 开 关 低通滤波 传感器 低通滤波 传感器 低通滤波 传感器 A/D转换器 采样保持器 数字信号 受控对象 控制信号 模拟信号 D/A转换器 放大驱动电路 … 传感器 将各种现场的物理量测量出来 并转换成电信号（模拟电压或电流） 放大器 把传感器输出的信号放大到ADC所需 的量程范围 低通滤波器 用于降低噪声、滤去高频干扰， 以增加信噪比 多路开关 把多个现场信号分时地接通到A/D转换器 采样保持器 周期性地采样连续信号， 并在A/D转换期间保持不变 1101B ＝ 1×23＋1×22＋0×21＋1×20 ＝ 13 主要部件：电阻开关网络——权电阻网络和R－2R梯形电阻网络 转换精度：基准电压VRef、权电阻和电子开关Si、位数 位数越高——转换精度越高——权电阻的种类越多 （2R、…256R….） 转换精度：基准电压VRef、Rf/R、D 网络里只存在一种电阻：2R电阻 LE2 LE1 Rfb AGND DAC0832 Vcc ILE VREF 输 入 寄 存 器 DGND DI0～DI7 D/A 转 换 器 DAC 寄 存 器 Iout2 Iout1 CS WR1 WR2 XFER LE2 LE1