22 数据采集通道接口设计.ppt

* * 输出CLOC * * * 工作原理： 当转换控制端CONVT到来一个脉冲上升沿时，片内的采样保持器由采样模式转变为保持模式，保持住模拟输入信号并启动转换过程。在MAX176内部时钟电路控制下，进行模/数转换。CONVT端保持4μs以上的高电平时间，以确保转换过程结束后再变为低电平。 2013年10月24日 * 当CONVT由高电平变为低电平后，MAX176进入数据输出过程，CLOCK端每来一个脉冲下降沿，DATA端就输出1位数据。首先输出的是前导位1，接下来输出的是转换结果的符号位，1表示负值，0表示正值，再接下来的11位为转换结果的数值位。 当CLOCK端的第13个脉冲的下降沿到来之后，一次完整的模/数转换、数据输出过程结束，采样保持器又回到采样模式。 2013年10月24日 * MAX176的转换结果为补码形式，如将+5V转换为7FFH， 0V转换为000H，-5V转换为800H。 （正数的补码和源码相同，负数的补码是反码加1） 2）MAX176与PC的接口 MAX176与PC之间的光电隔离数据采集接口电路如图2-28所示。 2013年10月24日 * 2013年10月24日 * 图中，通过对8255可编程并行接口芯片编程，设置PC0、PC1为输出线，PC7为输入线。它们各通过高速光电隔离器6N137与MAX176的CONVT、CLOCK、DATA相连。 启动转换时，PC通过PC0发出启动信号CONVT，4μs后，MAX176转换完毕；PC通过PC1输出CLOCK信号，接收来自MAX176的串行数据。当接收完第13位数据后，PC停止发送CLOCK信号，MAX176因无外部时钟信号而停止输出数据。 2013年10月24日 2.3 控制通道接口设计 本节主要内容： 2.3.1 模拟量控制通道接口 1. D/A通道的结构形式 2. 接口设计 2.3.2 离散信号控制通道接口 1. 开关量输出接口 2. 隔离式离散信号输出接口 2013年10月24日 * * 2.3.1 模拟量控制通道接口 当被控对象的控制信号为连续的模拟信号时，要用D/A转换器将数字信号变换为电压或电流连续信号。 D/A转换器主要性能指标： 转换精度：在D/A转换器的输入端加上给定的数字量时，所测得的实际模拟量输出与理论输出值之间的差异程度。是增益误差、零位误差和非线性误差等的综合。 2013年10月24日 * 分辨率：数字量输入变化一个最小单位时，所对应的模拟量输出的变化与满度输出值之比。通常用D/A的位数来表示。 线性度：实际的输入输出特性曲线与理想的输入输出直线的偏离程度。通常用D/A转换器的非线性误差来表示。 转换时间：当输入数字量产生变化时，其模拟输出达到稳态值所需的时间。 2013年10月24日 * 1. D/A通道的结构形式 有单通道和多通道2种结构形式。 多通道结构又有2种形式：一是每个通道有单独的D/A转换器，如图2-19所示；二是多个通道共用1个D/A转换器，如图2-30所示。 第1种形式常用于各种模拟输出量可分别刷新的快速通道；第2种形式用多路模拟开关轮流接通各通道，常用于输出通道不多，对速度要求不太高的场合。 2013年10月24日 * 2013年10月24日 * 2. 接口设计 1）8位D/A转换器DAC0832与PC的接口 DAC0832是美国National Semiconductor公司生产的双列直插封装8位D/A转换器，具有两个输入数据寄存器，可直接与PC接口，使用方便，应用广泛。 2013年10月24日 * （1）芯片结构及工作原理 芯片的结构框图如图2-31所示。 组成原理：芯片内有一个8位输入寄存器和一个8位DAC寄存器，形成二级缓冲方式。这样可在D/A转换输出前一个数据的同时，接收下一个数据，并送到8位输入寄存器，提高D/A转换速度。更重要的是，在多片DAC0832分别进行D/A转换时，能够同时输出模拟电压量。 2013年10月24日 * 2013年10月24日 （2）引脚功能 DAC0832芯片的引脚如图2-3所示。 201