模拟量的输入输出复习课程知识讲稿.ppt

* 第8章 节 目 录 8.1 模拟量的输入输出通道 8.2 数/模（D/A）转换器 8.3 模/数（A/D）转换器 章 第8章作业 8.10; 8.14 章 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 概 述 模拟量 D/A 传感器 执行元件 A/D 数字量 数字量 模拟量 模拟量输入 (数据采集) 模拟量输出 (过程控制) 计算机 8.1 模拟量I/O通道的组成 模拟接口电路的任务 模拟电路的任务10101100 工 业 生 产 过 程 传感器 放大 滤波 多路转换 采样保持 A/D 转换 放大 驱动 D/A 转换 输出 接口 微 型 计 算 机 执行机构 输入 接口 物理量 变换 信号 处理 信号 变换 I/O 接口 整形 滤波 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 节 8.2 数/模（D/A）变换器 8.2.1 D/A变换器的技术指标 分辨率（Resolution） 输入的二进制数每±1个最低有效位(LSB)使输出变化的程度。 一般用输入数字量的位数来表示: 如8位、10位 例：一个满量程为5V的10位DAC，±1 LSB的变化将使输出变化 5/(210-1)=5/1023=0.04888V=48.88mV 转换时间 从开始转换到与满量程值相差±1/2 LSB所对应的模拟量所需要的时间 t V 1/2 LSB tC VFULL D/A转换器的主要技术指标 8.2.2 典型D/A转换器 DAC0832 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动电流输出 DAC0832内部结构 引脚功能 D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 /CS：片选信号 /WR1：写输入锁存器 上述三个信号用于把数据写入到输入锁存器 /WR2：写DAC寄存器 /XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器 上述二个信号用于启动转换 VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地 工作时序 D/A转换可分为两个阶段： /CS=0、/WR1=0、ILE=1，使输入数据锁存到输入寄存器； /WR2=0、/XFER=0，数据传送到DAC寄存器，并开始转换。 写输入寄存器 写DAC寄存器 工作方式 单缓冲方式 使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通。 CPU只需一次写入即开始转换。控制比较简单。 双缓冲方式（标准方式） 转换要有两个步骤： 将数据写入输入寄存器 /CS=0、/WR1=0、ILE=1 将输入寄存器的内容写入DAC寄存器 /WR2=0、/XFER=0 优点：数据接收与D/A转换可异步进行； 可实现多个DAC同步转换输出—— 分时写入、同步转换 双缓冲方式——同步转换举例 A10-A0 译码器 0832-1 0832-2 port1 port2 port3 双缓冲方式的程序段示例 MOV AL，data1 ; 要转换的数据送AL MOV DX，port1 ; 0832-1的输入寄存器地址送DX OUT DX，AL ; 数据送0832-1的输入寄存器 MOV AL，data2 ; 要转换的数据送AL MOV DX，port2 ; 0832-2输入寄存器地址送DX OUT DX，AL ; 数据送0832-2的输入寄存器 MOV DX，port3 ; DAC寄存器端口地址送DX OUT DX，AL ; 数据送DAC寄存器，并启动同步转换 HLT 直通方式 　/CS=0、/WR1=0、ILE=1 　/WR2=0、/XFER=0 特点：0832一直处于转换状态，模拟输出始终跟踪数据输入的变化。 0 0 D/A转换器的应用