20122013-75第七章输入输出接口技术第五节内容2012.04.22(第七稿).pptVIP

第7章 输入输出接口 主要内容： 7.1 I/O接口基础和传送方式 7.2 中断技术 7.3 定时器/计数器(8253/8254) 7.4 并行口8255A 7.5 A/D和D/A转换 第五节 A/D和D/A转换 7.5 A/D和D/A转换 7.5 A/D和D/A转换 主要内容： 7.5.1 概述 7.5.2 8253编程 7.5.3 8253在IBM PC系列机上的应用 7.5.4 8253在扩充定时计数器的应用 模拟量I/O接口的作用： 实际工业生产环境——连续变化的模拟量 例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量 计算机内部——离散的数字量 二进制数、十进制数 工业生产过程的闭环控制 模拟量与数字量 模拟量——连续变化的物理量 7.5.2模拟量I/O通道的组成 模拟量输入通道 传感器（Transducer） 非电量→电压、电流 变送器（Transformer） 转换成标准的电信号 信号处理（Signal Processing） 放大、整形、滤波 多路转换开关（Multiplexer） 多选一 采样保持电路（Sample Holder，S/H） 保证变换时信号恒定不变 A/D变换器（A/D Converter） 模拟量转换为数字量 模拟量输出通道 D/A变换器（D/A Converter） 数字量转换为模拟量 低通滤波 平滑输出波形 放大驱动 提供足够的驱动电压，电流 7.5.3数/模（D/A）变换器 模拟量 D/A转换的基本原理 数字量 → 按权相加 → 模拟量 典型D/A转换器 DAC0832 特性： 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出 DAC0832内部结构 DAC0832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* 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） DAC0832的工作方式：直通方式 LE1＝LE2＝1 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 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 7.5.4模/数（A/D）转换器 模拟量 7.5.4模/数（A/D）转换器 用途 将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机进行处理。常用于数据采集系统。 类型 计数型A/D变换器 双积分型A/D变换器 逐位反馈型A/D变换器 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 典型的A/D转换器简介 ADC0809 8通道（8路）输入 8位字长 逐位逼近型 转换时间100μs 内置三态输出缓冲器 ADC0809的内部结构图 ADC0809内部结构 1. ADC0809的模拟输入 提供一个8通道的多路开关和寻址逻辑 IN0～IN7：8个模拟电压输入端 ADDA、ADDB、ADDC：3个地址输入线 ALE：地址锁存允许信号 ALE的上升沿用于锁存3个地址输入的状态，然后由译码器从8个模拟输入中选择一个模拟输入端进行A/D转换 2. ADC0809的转换时序 3. ADC0809的数字输出 ADC0809内部锁存转换后的数字量 具有三态数字量输出端D0～D7 配合输出允许信号OE 当输出允许信号OE为高电平有效时，将三态锁存缓冲器的数字量从D0～D7输出 4.引脚功能 D7～D0：输出数据线（三态） IN0～IN7：8通道（路）模拟输入 ADDA、ADDB、ADDC：通道地址（通道选择） ALE：通道地址锁存 START：启动转换 EOC：转换结束，可用于查询或作为中断申请 OE：输出允许（打开输出三态门） CLK：时钟输入（10KHz～1.2MHz） VREF(+)、VREF(-)：基准参考电压 ADC0809的工作过程 根据时序图，ADC0809的工作过程如下： ①把通道地址送到ADDA～ADDC上，选择模拟输入； ②在通道地址信号有效期间，ALE上的上升沿将该地址锁存到内部地址锁存器； ③START引脚上的下降沿启动A/D变换； ④变换开始后，EOC引脚呈现低电平， EOC重新变为高电平时表示转换结束； ⑤OE信号打开输出锁存器的三态门送出结果 。 ADC0809与系统的连接 模拟输入端INi 单路输入 模拟信号可固定连接到