[工学]AD DA 1.ppt

ACL-8112数据采集板卡 模拟量输入通道（AI或A/D） 任务：把被控对象的模拟量信号（如温度、压力、流量、料位或成分等）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)，通常也把模拟量输入通道（AI）简称为A/D通道。 A/D通道内部工作原理 A/D转换的触发及传输方式 采样触发方式： 软件触发：简单，但采样间隔精度低、不稳定，查询等待占用CPU的时间（训练中采用） 板上定时器触发：精确、稳定 外部脉冲触发 A/D转换结果的传输方式 查询A/D转换完成标志位 ?从寄存器读数据 (训练中采用)； A/D转换完成后发中断请求 ?中断服务程序读取 DMA方式 PCL812PG的模拟量通道技术参数 A/D转换——16路单端 分辨率：12位 输入范围：双极性，硬件跳线±5V或±10V，可以通过增益得到其它范围 过载电压：±30V 转换速度：最大30kHz（33μs） D/A转换——2路 分辨率：12位 输出范围：使用内部参考电压时为0～5V或0～10V 驱动能力：最大5mA 转换时间：30μs A/D通道多路开关寄存器 A/D增益定义 A/D转换模式控制寄存器 模拟量输入的实现 问题7：如何将高字节和低字节合并为一个12 位二进制数？ 解决：将高字节左移8位后，与低字节相加。 temp=Hbyte8 +Lbyte A/D转换公式问题7:如何将读入的12位二进制数转换为十进制电压值？ 十六路A/D通道均可将模拟电压信号转换成12位数字信号。被转换电压的范围有六种（±10V、±5V、 ±2.5V、 ±1.25V、 ±0.625V、 ±0.3125V ），可以在程序中配合板卡上的跳线开关设定； 训练中采集卡的最大输入电压跳线为±10V，增益为1。 模拟量输出通道（AO或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)，通常也把模拟量输出通道（AO）简称为D/A通道。 D/A转换公式 D/A通道内部工作原理 ACL-8112PG采集卡在工控机中的安装 采集卡和端子板对应关系 采集卡和端子板对应关系 训练接线图 A/D转换过程 选择A/D通道，通过写多路转换控制寄存器(Base+10)； 确定增益，通过写增益控制寄存器(Base+9)； 选择工作模式，通过写模式控制寄存器(Base+11)； 启动软件触发，通过写软件触发寄存器(Base+12) ； 判断DRDY是否为零，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。 模拟量通道的读写控制-A/D软件触发方式操作流程图 模拟量通道的读写控制-D/A输出操作流程 注意： 输出时，必须先写低字节，后写高字节。低字节送缓冲寄存器，当写高字节时，一起送入A/D转换器。 A/D转换需要时间（30μs），如果循环送出，对于高速的CPU，必须有延时 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)，对于高速的CPU，相邻两次D/A操作之间可能需要加等待延时。 DA转换公式 Outportb(Base+4,lbyte); Outporb(base+5,hbyte); 先写低字节,后写高字节,写完高字节,转换结束 端口地址分配 译码 A/D转换 A/D初始化 选择通道 设置增益 设置触发模式 触发A/D转换 转换完成？ 读取A/D寄存器数据 转换为浮点数 Y N base+10, channel base+9, gain base+11, 1 base+12, 1 DRDY=0? base+5, base+4?A/D_word A/D_value =（ A/D_word -2047）*20/4095 Y N 把浮点数转换为12位整数 把12位整数送出 延迟30μs D/A_word = D/A_value*4095/10 D/A_word?base+4(6), base+5(7) delay(30) 拆卸成高字节和低字节 将两个字节送出 outportb(Base+4+port*2,low); outportb(Base+5+port*2,high); 得到一个十进制数