第三章微机接口技术.ppt

第3章 微机接口技术 ? 引言： 微机接口是微机与外部设备联系的关键和纽带，从功能上说，主要分为四类：前向通道、后向通道、人机通道和相互通道。 ?一、前向通道 广义上说，反映外界状态的信号输入通道。 （一）接口特点 1.? 主要完成对象状态、量值的检测，因此总要靠近对象拾取信号； 2.? 环境无主观选择余地； 3.?电路设计的难易繁简除环境因素外，还取决于传感器、变送器件的选择； 4.? 是模拟、数字等的混杂电路； 5. 靠近现场，易受干扰，故抗干扰设计是一重要内容。 （二）设计中应考虑的问题 1.? 信号的拾取：敏感元件、传感器、检测仪表； 2.? 信号调节； 3.? A/D转换方式的选择（是否需要A/D及如何选择A/D）； 4.? 电源配置及干扰防治： 电源特点： （1）?? 小功率； （2）?? 高稳定度、高纯净度； （3）?? 有干扰隔离和抑制措施。 干扰的隔离可通过三个环节解决： （1）?? 电源隔离：通过DC/DC变换器实现； （2） ??模拟通道隔离：通过隔离放大器实现； （3）?? 数字通道隔离：通过光电耦合器实现。 ? （三）前向通道的组成： 1.? 模拟多路转换器与信号调节器：将模拟量转换为满足A/D变换所需要的信号电平及输入方式； 2.? 采样/保持放大器：对快速动态信号； 3.? A/D转换器； 4. 通道控制电路：如多路开关。 二、后向通道 对控制对象实现控制操作的输出通道。 （一）接口特点 1.? 小功率输出，大功率控制； 2.? 是一个输出通道； 3.? 接近控制对象，环境恶劣。 ? （二）解决的问题 根据单片机输出信号的形态及控制对象的要求来看，主要有： 1.? 功率驱动：满足伺服驱动的功率要求； 2.?干扰防治：信号隔离、电源隔离及对大功率开关实现零切换等； 3. 数模转换：D/A、F/V等。 三、人机通道 是应用系统与人之间的信息传递渠道，包括人对应用系统的状态干预与数据输入以及应用系统向人报告运行状态与结果。 接口特点： 1. 专用性：人机通道的外部设备配置水平完全根据系统功能要求而定； 2. 小型廉价：系统本身特点是低成本、中小规模、环境适应性强、配置灵活，故相应的外部设备配置以小型、微型、廉价型为原则； 3. 在MCS-51单片机应用系统中，外部设备与外部存储器统一编址，与外部设备的数据通信使用MOVX指令； 由于0832具有数字量的锁存功能，故数字量就可以直接从P0口送入，执行以下指令就能完成一次D/A转换： MOV DPTR ，#7FFFH ；指向0832 MOV A， #data ；数字量先进入累加器 MOVX @DPTR， A ；数字量从P0口送至P2.7所指向的地址， 有效时，完成一次D/A输入与转换。 2. 双缓冲器方式接口 对于多路D/A转换接口，要求同步D/A转换输出时，必须采用双缓冲器方式接法。采用这种接法时，数字量的输入锁存和D/A转换输出是分两步完成的，即CPU的数据总线分时的向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中，然后CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各个D/A转换器输入寄存器的数据打入DAC寄存器，实现同步转换输出。 ?  图3.8 0832的双缓冲器方式接口电路 一个两路同步输出的D/A转换接口如图所示：P2.5和P2.6分别选择两路D/A转换器的输入寄存器，控制输入锁存；P2.7连到两路D/A转换器的 端控制同步转换输出；执行MOVX输出指令时，8031自动输出控制信号。 执行下面8条指令就能完成两路D/A的同步转换输出： MOV DPTR ，#DFFFH ；指向0832（1） MOV A， #data1 ；#data1送入0832（1）中锁存 MOVX @DPTR， A ； MOV DPTR ，#BFFFH ；指向0832（2） MOV A， #data2 ；#data2送入0832（2）中锁存 MOVX @DPTR， A ； MOV DPTR ，#7FFFH ；给0832(1)、0832(2)提供 信号 MOVX @DPTR， A ；同时完成D/A转换输出 * 西南科技