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PCL-812PG实物照片 工控机+采集卡构成的模拟量输出输入通道 模拟量输入通道A/D 任务：把被控对象的模拟量信号（温度、压力、 流量等）转换成计算机可以接收的数字量信号； 组成：一般由信号调理、多路模拟开关、前置放 大器、采样保持器、模/数转换器、接口和 控制电路组成； 核心：模/数转换器，简称A/D或ADC (analog-to-digital converter)。 模拟量输入通道的一般组成 A/D通道内部工作原理 多路开关MUX的工作原理 A/D转换的触发方式及转换结果的传输方式 1. A/D转换器接收到触发信号开始才转换。A/D转换有三种触发方式 软件触发 简单，但采样间隔精度低。(训练中采用) 硬件定时器触发 精确、稳定。 外部脉冲触发 2. 转换结果是二进制数，必须传输到内存。A/D转换结果有三种传输方式 查询方式:CPU主动查询A/D转换完成标志位，若完成，从端口读取结果。查询占用CPU的时间。 (训练中采用) 中断方式:转换完成后，A/D转换器主动向CPU发出中断请求，CPU执行中断服务程序，再从端口读取结果。 DMA方式（从略）。 PCL-812PG如何实现模拟量输入?1+8个问题(1~6见p113) 允许哪一路进入？ 允许进入的这一路信号需要放大几倍？ 模拟电压送到A/D转换器后，如何使A/D开始(触发方式约定)？ 如何实现触发，使A/D转换器开始工作？ 如何知道A/D转换12bits已完成？ 如何将A/D转换好的12bits数据传输到内存(传输方式约定) ？ 如何将12bit二进制码解为量程(譬如[-10V,+10V])范围的十进制电压值？ A/D通道多路开关寄存器 A/D增益控制寄存器 地址：Base＋9 属性：只写 数据格式：低3位G0~G2提供了不同增益。 A/D增益定义(P195，产品说明书) A/D操作模式控制寄存器 A/D软件触发寄存器 A/D数据寄存器 说明： 地址：Base+4 and Base+5 AD11～AD0：A/D转换完成后的数据。 DRDY：转换完成标志位。 1：A/D数据没有准备好；0：A/D转换完成。 如何将高字节和低字节拼装成一个 12位二进制数？ 问题7:如何用读入的12位数据表示[-10V, +10V] 区间十进制电压值？ 12位A/D的量化 小结：A/D转换过程 选择A/D通道，通过多路转换控制寄存器(Base+10)； 确定增益，通过增益控制寄存器(Base+9)； 选择工作模式，通过模式控制寄存器(Base+11)； 启动软件触发，通过软件触发寄存器(Base+12) ； 通过判断DRDY(Base+5，5)，等待A/D完成； 从数据寄存器(Base+5)(base+4)中读数据(inportb)，先读高字节，再读低字节 。 将整数值转换成模拟电压值，用作计算机显示。 软件触发方式的A/D流程图 模拟量输出通道D/A 任务：把计算机输出的数字量信号转换成模 拟电压或电流信号，以便去驱动相应 的执行机构，达到控制目的； 组成：一般由接口电路、数/模转换器和电压/ 电流变换器组成； 核心：数/模转换器，简称D/A或DAC (digital-to-analog converter)。 D/A通道内部工作原理 D/A数据寄存器 D/A数据寄存器 D/A转换公式 最简单的 D/A流程 注意： 1. D/A输出必须“先写低字节，后写高字节”。 2. D/A转换需要时间(30μs) * * 模拟量输入输出通道 1.了解计算机如何采集工业系统中的模拟信号。 2.了解计算机如何输出模拟信号。 训练目的 CN1 CN2 CN3 CN4 信号调理电路 驱动电路 端子板 var=Inportb (基地址+偏移地址) Outportb(基地址+偏移地址, 变量名) 工业系统 传感器 执行器 采集卡 多 路 开 关 M U X 控制线 数据总线 工业系统 模拟传感器 信号调理 … … … … V1 V2 Vk Vn 模拟传感器 信号调理 模拟传感器 信号调理 模拟传感器 信号调理 控制电路 A/D转换 S/H Vk VG Vh Vd 接口 电路 channel = k gain 采样 触发 信号 选通道：channel = k 设定增益：Gain 选择触发方式 先采样，再保持 可编程 放大器 每个通道输入的模拟量的范围不同，选择不同的增益 保持 采样 C - + 工业系统 模拟传感器 信号调理 模拟传感器 信号调理 模拟传感器 信号调理