第四章(ADDA)输入输出设备和接口技术.ppt

实验十 A/D、D/A D/A：可考虑：CS* 接P2.7 -5V-+5V接示波器 程序： MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#0 LOOP:MOVX @DPTR,A INC A MOV R7,#2 LOP1:DJNZ R7,LOP1 SJMP LOOP A/D： 接线: AD_CS------P2.7 8255_CS----P2.6 ADC0809通道0地址：7FFOH 8255地址：PA口 0BFF0H 控制口 0BFF3H 8255控制字：80H 程序： LOOP:MOV DPTR,#0BFF3H ；设置8255控制字 MOV A,#80H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7FF0H ；选中0809的0通道 MOVX @DPTR,A ；启动 MOV R6,#16H ；延时 DLAY:NOP NOP NOP DJNZ R6,DLAY ；或JNB P3.3，$ MOVX A,@DPTR ；读数 MOV DPTR,#0BFF0H ；将读数写入8255的PA口 MOVX @DPTR,A SJMP LOOP * * * * 采样/保持器 在对模拟信号进行模数变换时，从启动变换到变换结束的数字量输出，需要一定的时间，即A／D转换器的孔径时间 当输入信号频率提高时，由于孔径时间的存在，可能会造成较大的转换误差；要防止这种误差的产生，必须在A／D转换开始时将信号电平保持住，而在A／D转换结束后又能跟踪输入信号的变化，即对输入信号处于采样状态 能完成这种功能的器件叫采样/保持器，从上面分析也可知，采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器” 当CH=0.01uF时，输出电压的下降率达到10-3 mv/s 以下 双积分式A/D转换器结构与工作原理 比较器 积分器 +- +- －标准电压 时钟 控制逻辑 计数器 ＋Vin T T? 时间固定 斜率固定 Vin t 输出 先对输入电压进行积分(充电), 时间T固定。然后对标准电压进行反向积分(放电)，同时计数，放电到0，停止计数，放电时间T?正比于输入电压 在转换开始信号控制下，开关接通模拟输入端，输入的模拟电压VIN 在固定时间T内对积分器上的电容C充电（正向积分），时间一到，控制逻辑将开关切换到与VIN极性相反的基准电源上，此时电容C开始放电（反向积分），同时计数器开始计数。当比较器判定电容C放电完毕时就输出信号，由控制逻辑停止计数器的计数，并发出转换结束信号 特点：反向积分的斜率是固定的， VIN越大，积分器的输出电压就越大，反向积分时间就越长 计数器在反向积分时间内的计数值就是输入电压VIN在时间T 内的平均值对应的数字量。 这种A/D要经历正、反两次积分，故转换速度较慢。常用的双积分A/D转换集成电路有MC14433、ICL7135等。 双积分式A/D转换器特点 转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜；但转换速度较慢，通常在几十mS至几百mS数量级，因此这种转换器主要用于速度要求不高的场合 性价比高，与逐次比较型相比，同样价格条件下转换精度较高，常用于数字多用表等 压频（V/F）变换式A/D转换器原理 同时启动计数器与定时器，计数器将V/F输出的频率信号作为计数脉冲，定时器用基准频率作为定时脉冲，当定时结束时，定时器输出信号使计数器停止计数，这样计数器的计数值与频率之间的关系为: 式中：D是计数值，T是计数时间，只要知道计数值D及计数时间T就能算出频率f，并根据频率计算出模拟电压。 压频变换式（V/F）A/D转换器的特点 电路简单，对外围器件要求不高，适应环境能力强，转换速度可与双积分式A/D 相比，且价格低 3）A/D转换器的主要技术指标 ⑴分辨率与量化误差 A/D转换器的分辨率是指转换器所能感受到的模拟输入量的最小变化值。通常定义为满刻度电压值与2n之比值 量化误差是由于A/D转换器的分辨率有限所引起的误差，其大小通常规定为±1/2LSB ⑵精度 A/D的转换精度是反映实际A/D转换器在量化值上与一个理想A/D转换器的差值，可表示成绝对误差和相对误差 绝对误差的大小由实际模拟量输入值与理论值之差来度量 相对误差是指绝对误差与满刻度值之比，用百分数（％）来表示 ⑶转换时间和转换速率 A/D转换器完成一次转