四典型DA轉(zhuǎn)換DAC芯片PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1四典型四典型DA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換DAC芯片芯片2 1. 引腳和邏輯結(jié)構(gòu) 20個(gè)引腳、雙列直插式8位輸入寄存器8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFB第1頁(yè)/共78頁(yè)3V cc 芯片電源電壓, +5V+15VVREF 參考電壓, -10V+10V RFB 反饋電阻引出端, 此端可接運(yùn)算放大器輸出端AGND 模擬信號(hào)地DGND 數(shù)字信號(hào)地8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位輸入寄存器RF

2、B第2頁(yè)/共78頁(yè)4DI7 DI0 數(shù)字量輸入信號(hào) 其中: DI0為最低位，DI7為最高位8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位輸入寄存器RFB第3頁(yè)/共78頁(yè)58位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位輸入寄存器RFB0011ILE 輸入鎖存允許信號(hào), 高電平有效CS 片選信號(hào), 低電平有效WR1 寫信號(hào)1，低電平有效LE1當(dāng) ILE、CS、WR1同時(shí)有效時(shí), LE=1，輸入寄存器的輸出

3、隨輸入而變化WR1 , LE=0， 將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器第4頁(yè)/共78頁(yè)6LE2XFER 轉(zhuǎn)移控制信號(hào)，低電平有效WR2 寫信號(hào)2，低電平有效 當(dāng)XFER、WR2同時(shí)有效時(shí), LE2=1 DAC寄存器輸出隨輸入而變化； WR1 , LE=0， 將輸入數(shù)據(jù)鎖存到DAC寄存器， 數(shù)據(jù)進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器，開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換VREF8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器IOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位輸入寄存器RFB001第5頁(yè)/共78頁(yè)78位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIO

4、UT1LECSWR1WR2XFERILE&8位輸入寄存器IOUT1 模擬電流輸出端1 當(dāng)輸入數(shù)字為全”1”時(shí), 輸出電流最大，約為： 全”0”時(shí), 輸出電流為0IOUT2 模擬電流輸出端2 IOUT1 + I OUT2 = 常數(shù)255VREF256RFBRFB第6頁(yè)/共78頁(yè)8 2. DAC0832與微機(jī)系統(tǒng)的連接1)單緩沖工作方式一個(gè)寄存器工作于直通狀態(tài)，另一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài) 2)雙緩沖工作方式 兩個(gè)寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài)，第7頁(yè)/共78頁(yè)91)單緩沖工作方式 : 一個(gè)寄存器工作于直通狀態(tài)， 一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)在不要求多相D/A同時(shí)輸出時(shí)，可以采用單緩沖方式，此時(shí)只需一次寫

5、操作，就開(kāi)始轉(zhuǎn)換，可以提高D/A的數(shù)據(jù)吞吐量。第8頁(yè)/共78頁(yè)10+-Voport數(shù) 據(jù) 線地址譯碼PC總線IOWA0A9D0D7+5VCSDAC0832DI0DI7IOUT1IOUT2RFBXFER WR2WR1ILE單緩沖工作方式 : 輸入寄存器工作于受控狀態(tài)DAC寄存器工作于直通狀態(tài)第9頁(yè)/共78頁(yè)11PC 總線I/O寫時(shí)序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, ALD/A轉(zhuǎn)換IOUT2DI7DI0LEIOUT1LECSWR1ILE&WR2XFER&輸入寄存RFB-+VoI

6、OWA9A0D7D0+5VPC總線port地址譯碼DAC寄存第10頁(yè)/共78頁(yè)12port數(shù) 據(jù) 線地址譯碼PC總線IOWA0A9D0D7+5VXFERDAC0832DI0DI7+-VoIOUT1IOUT2RFBCS WR1WR2ILE單緩沖工作方式 : 輸入寄存器工作于直通狀態(tài)DAC寄存器工作于受控狀態(tài)第11頁(yè)/共78頁(yè)13PC 總線I/O寫時(shí)序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, ALIOUT2DI7DI0LECSWR1ILE&輸入寄存VoD7D0+5VPC總線portWR

7、2IOWA9A0XFERD/A轉(zhuǎn)換LEIOUT1RFB-+DAC寄存地址譯碼&第12頁(yè)/共78頁(yè)14 2) 雙緩沖工作方式: 兩個(gè)寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài)DAC0832PC總線數(shù) 據(jù) 線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2CS地址譯碼A0A9XFERVREF-5Vport1port2DGNDAGND第13頁(yè)/共78頁(yè)15轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX，port1OUT DX, AL ;打開(kāi)第一級(jí)鎖存MOV DX, port2OUT DX, AL ;打開(kāi)第二級(jí)鎖存IOUT2DI7DI0LECSWR1IL

8、E&輸入寄存VoD7D0+5VPC總線port2WR2IOWA9A0XFERD/A轉(zhuǎn)換LEIOUT1RFB-+DAC寄存地址譯碼&port1第14頁(yè)/共78頁(yè)16當(dāng)要求多個(gè)模擬量同時(shí)輸出時(shí)，可采用雙重緩沖方式。思考：相應(yīng)的程序如何編寫？地址譯碼port1XFERWR2CSWR1ILE+D/A轉(zhuǎn)換DI7DI0Vo1port2XFERWR2CSWR1ILE+D/A轉(zhuǎn)換DI7DI0Vo2port3DAC0832DAC0832D7D0A9A0IOWPC總線+5v+5v第15頁(yè)/共78頁(yè)17code SEGMENT ASSUME CS: code, DS:codedatav1 DB 11h, 12h,

9、13h, 14h, 15h, 16h, 17h, 18h, 19h, 1Ahdatav2 DB 21h, 22h, 23h, 24h, 25h, 26h, 27h, 28h, 29h, 2Ahstart: MOV AX, codeMOV DS, AX LEA SI, data_v1LEA BX, data_v2MOV CX, 10next:MOV AL, SI ;取V1的數(shù)據(jù)OUT port1, AL ;打開(kāi)第一片0832第一級(jí)鎖存MOV AL, BX ;取V2的數(shù)據(jù)OUT port2, AL ;打開(kāi)第二片0832第一級(jí)鎖存OUT port3, AL ;打開(kāi)兩片0832的第二級(jí)鎖存INC SI

10、INC BXLOOP nextMOV AH, 4CHINT 21HcodeENDSENDstart編程 ：利用上圖，將datav1和datav2處的兩組數(shù)據(jù)， 一一對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成模擬量同時(shí)輸出。第16頁(yè)/共78頁(yè)183. 應(yīng)用舉例(調(diào)幅）例1 連線如圖，計(jì)算當(dāng)數(shù)字量為0CDH時(shí)的輸出Vo。DAC0832PC總線數(shù) 據(jù) 線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地址譯碼A0A9XFERVREF-5Vport1port2轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, 0CDHMOV DX，port1OUT DX, ALMOV DX, port2OUT D

11、X, AL第17頁(yè)/共78頁(yè)19調(diào)幅分析： 當(dāng)數(shù)字量為0FFH=255時(shí)， IOUT1 = Vo = - IOUT1 RFB= - FBREF256R255V256255 VREF所以： 當(dāng)數(shù)字量為0CDH=205，VREF= -5V時(shí)： Vo = - = 4V256205VREF數(shù)據(jù)線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地址譯碼A0A9XFERVREF-5Vport1port2第18頁(yè)/共78頁(yè)20注意： Vo的輸出與參考電壓VREF、 以及輸出的連接方法（同相還是反相）有關(guān)。數(shù)據(jù)線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-

12、VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地址譯碼A0A9XFERVREF-5Vport1port24V上例中，若VREF接的是-10V, 則 Vo = 8V -10V8V10V若VREF接的是10V, 則 Vo = -8V-8V第19頁(yè)/共78頁(yè)21例2 利用上例連線圖，編程輸出一鋸齒波。tVo4V0V第20頁(yè)/共78頁(yè)22調(diào)頻：code SEGMENT ASSUME CS:codestart: MOV CX, 8000H ;波形個(gè)數(shù) MOV AL, 0 ;鋸齒谷值next: MOV DX, port1 ;打開(kāi)第一級(jí)鎖存 OUT DX, AL MOV DX, port2 ;打開(kāi)第二級(jí)

13、鎖存 OUT DX, AL CALL delay ;控制鋸齒波的周期 INC AL ;修改輸出值 CMP AL, 0CEH ;比較是否到鋸齒峰值 JNZ next ;未到跳轉(zhuǎn) MOV AL, 0 ;重置鋸齒谷值 LOOP next ;輸出個(gè)數(shù)未到跳轉(zhuǎn) MOV AH, 4CH ;返回DOS INT 21H；子程delay （略）code ENDS END start Vo4V0VCDH第21頁(yè)/共78頁(yè)234V0VVot實(shí)際輸出的波形圖tVo4V0V不是第22頁(yè)/共78頁(yè)24第三節(jié) 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理(自學(xué))二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)(自學(xué))三、A/D轉(zhuǎn)換器及其連接四、典型

14、A/D轉(zhuǎn)換器第23頁(yè)/共78頁(yè)25一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理（自學(xué)）模擬輸入量數(shù)字輸出量0 000 010 100 110 000 010 100 11 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7vA/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入量數(shù)字輸出量第24頁(yè)/共78頁(yè)26工工作作原原理理特特點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、原原理理清清楚楚轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換速速度度慢慢、精精度度低低，實(shí)實(shí)際際少少用用雙雙積積分分式式精精度度高高、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換速速度度慢慢逐逐次次逼逼近近式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換速速度度較較快快、精精度度較較高高實(shí)實(shí)際際常常用用高高速速并并行行式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換速速度度快快, ,價(jià)價(jià)格格高高第25頁(yè)/共78頁(yè)27C為計(jì)數(shù)器控制端：

15、C=1，開(kāi)始計(jì)數(shù)； C=0，停止計(jì)數(shù)。q計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換由8位D/A轉(zhuǎn)換器、8位計(jì)數(shù)器和比較器組成。8位計(jì)數(shù)器D7-D08位D/A轉(zhuǎn)換器 A-+CLKEOCS開(kāi)始轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束C比較器ViV0CLR模擬輸入電壓D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓數(shù)字量輸出D0D7計(jì)數(shù)時(shí)鐘S=0，使8位計(jì)數(shù)器清“0”，S=1，使計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。第26頁(yè)/共78頁(yè)28啟動(dòng)信號(hào)S： S端 ：使8位計(jì)數(shù)器清“0”， S端 ： 計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。 8位D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量00H 0V電壓輸出Vo。 當(dāng)ViVo時(shí)， C=1, 計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)， 只要ViVo ，C=1，計(jì)數(shù)器不斷計(jì)數(shù)， 當(dāng)VoVi時(shí), C=0，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。 D7-D0

16、為Vi所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。 C的 表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束， 可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)或作為查詢用。第27頁(yè)/共78頁(yè)29.A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間V Vi iV V0 0t t0 0S啟動(dòng)S啟動(dòng)EOC結(jié)束EOC結(jié)束計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間圖第28頁(yè)/共78頁(yè)30q雙積分式A/D轉(zhuǎn)換 積分法A/D轉(zhuǎn)換種類：雙斜率、單斜率、多斜率三種。僅介紹雙斜率法（又稱為雙積分法）。 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器組成： 積分器A1； 零電壓比較器A2； 計(jì)數(shù)器； 控制邏輯； 標(biāo)準(zhǔn)電壓等。 第29頁(yè)/共78頁(yè)31A1-+VXVNS1A2-+S2CV01控制邏輯控制邏輯.A/D啟動(dòng)A/D結(jié)束清0溢出進(jìn)位比較器T T

17、1 1T T 2 2A/D啟動(dòng)A/D啟動(dòng)A/D結(jié)束A/D結(jié)束V V0101t t0 0t t1 1t t2 2t t3 3V V01m01m模擬輸入標(biāo)準(zhǔn)電壓雙積分式A/D轉(zhuǎn)換第30頁(yè)/共78頁(yè)32A/D轉(zhuǎn)換通過(guò)采樣和測(cè)量進(jìn)行二次積分來(lái)完成的。工作過(guò)程如下：采樣和測(cè)量計(jì)數(shù)器清“0”，啟動(dòng)脈沖將開(kāi)關(guān)S2 瞬時(shí)接通，積分器A1輸出Vo1=0V，采樣：開(kāi)關(guān)S1 接通模擬輸入VX，S2 斷開(kāi)，積分器（V x為負(fù)) 進(jìn)行正向積分，采樣開(kāi)始,積分器Vo1稍高于地幾個(gè)毫伏，比較器A2輸出 1，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出，計(jì)數(shù)器各位清“0”，采樣結(jié)束。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量：將S1 倒向標(biāo)準(zhǔn)電壓VN，測(cè)量開(kāi)

18、始， VN為正電壓，進(jìn)行反向積分。 Vo1高于地電位，比較器輸出為1，計(jì)數(shù)器又開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到Vo1=0為止， 輸出A/D結(jié)束信號(hào)。第31頁(yè)/共78頁(yè)33q 采樣階段的正向積分。 設(shè)正向積分時(shí)間為T1，則積分輸出: V01= - = - = 當(dāng)t=t2 時(shí)，v01m=T1 RC1 21)(ttdtVx111TRCT 21)(ttdtVxVx 21)(1TTdtVxTRC1Vx第32頁(yè)/共78頁(yè)34q分析測(cè)量階段反向積分: 設(shè)反向積分時(shí)間為T2，則:v01=v01m+ - Ndt當(dāng)t=t3 時(shí)，v01=0，所以 0= v01m- Ndt即 = NT2, T2=T1 /vN若計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為f，則根據(jù)

19、計(jì)數(shù)N可以求得計(jì)數(shù)時(shí)間T。 T 1=N 1 /f , T 2=N 2 /f . N1，VN 已知， N2 =N1 N N2 , N2就為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 321ttVRC 321ttVRCVxRCT1RCVVxVVxVx第33頁(yè)/共78頁(yè)35q逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換是用得最多的一種方法。 組成： 8位D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、控制邏輯，逐次逼近寄存器. 工作過(guò)程： 從最高位開(kāi)始通過(guò)試探值逐次進(jìn)行測(cè)試， 直到試探值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出Vo與VX相等或達(dá)到允許誤差范圍為止。則該試探值就為A/D轉(zhuǎn)換所需的數(shù)字量。第34頁(yè)/共78頁(yè)36-+8位D/A轉(zhuǎn)換器緩沖寄存器控制電路逐次逼近寄存器

20、ViVO啟動(dòng)信號(hào)CLK轉(zhuǎn)換信號(hào)D7D6D2D3D4D5D0D1比較器逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換工作原理圖第35頁(yè)/共78頁(yè)37T1T8T7T6T5T4T3T2.52.53.754.3754.694.844.734.8050時(shí)鐘A/D啟動(dòng)A/D結(jié)束Vi/Vt逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換第36頁(yè)/共78頁(yè)38如：實(shí)現(xiàn)模擬電壓4.80V相當(dāng)于數(shù)字量123的AD轉(zhuǎn)換.具體過(guò)程如下： 當(dāng)出現(xiàn)啟動(dòng)脈沖 時(shí)，逐次逼近寄存器清“0”； 當(dāng)?shù)谝粋€(gè) T1 到來(lái)，逐次逼近寄存器 最高位D7置“1”， 8位D/A轉(zhuǎn)換器輸入為10000000B， 輸出Vo為滿度的一半5V，即滿量值的128/255。 若VoVi，比較器輸出低電平，

21、控制電路使逐次逼近寄存器最高位D7置“0”(反之，置“1”)； 第37頁(yè)/共78頁(yè)39當(dāng)?shù)诙€(gè) 到來(lái)，逐次逼近寄存器D6位置“1”， D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸入為01000000B， 輸出電壓為2.5V，VoVi，D 7=0V0Vi，D 7=0010000002.5V0Vi，D 6=1V0Vi，D 6=1011000003.75V0Vi ，D 5=1V0Vi ，D 5=1011100004.375V0Vi ，D 4=1V0Vi ，D 4=1011110004.69V0Vi ，D 3=1V0Vi，D 2=0V0Vi，D 2=0011110104.76V0Vi ，D 1=1V0Vi ，D 1=101

22、1110114.80V0Vi ，D 0=1V0Vi ，D 0=10 0646464+32=9664+32=9664+32+16=11264+32+16=11264+32+16+8=12064+32+16+8=12064+32+16+8=12064+32+16+8=12064+32+16+8+2=12264+32+16+8+2=12264+32+16+8+2+1=12364+32+16+8+2+1=123逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換第39頁(yè)/共78頁(yè)41比較三種A/D轉(zhuǎn)換方式 計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換速度慢，價(jià)格低，適用于慢速系統(tǒng)； 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換分辨率高，抗干擾性好，但轉(zhuǎn)換速度較慢， 適用于中速系統(tǒng)。 逐

23、次逼近型A/D轉(zhuǎn)換精度高、轉(zhuǎn)換速度快、易受干擾。 微機(jī)系統(tǒng)中大多數(shù)采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換方法。第40頁(yè)/共78頁(yè)42二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)(自學(xué))1. 分辨率2. 轉(zhuǎn)換精度3. 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率第41頁(yè)/共78頁(yè)431分辨率指A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小模擬輸入量，或指轉(zhuǎn)換器滿量程模擬輸入量被分離的級(jí)數(shù)。模擬輸入量數(shù)字輸出量0 000 010 100 110 000 010 100 11 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v輸入 輸出 -0.50.5v 000 0.51.5v 001 1.52.5v 010 、 5.56.5v 110 6.57.5v 111 在ADC中，模擬量和數(shù)字量

24、之間不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系第42頁(yè)/共78頁(yè)44A/D 分辨率通常用能轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量位數(shù)表示。 如：8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位。 10位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為10位。第43頁(yè)/共78頁(yè)452轉(zhuǎn)換精度指在輸出端產(chǎn)生給定的數(shù)字量，實(shí)際輸入的模擬值與理論輸入的模擬值之間的偏差。 反應(yīng)ADC的實(shí)際輸出接近理想輸出的精確程度。由于在一定范圍內(nèi)的模擬值產(chǎn)生相同的數(shù)字量，取該范圍內(nèi)的中間模擬值計(jì)算。第44頁(yè)/共78頁(yè)46常用數(shù)字量最低有效位 LSB 對(duì)應(yīng)模擬量的幾分之幾表示。12若ADC在 范圍內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量， 稱其精度為 0LSB14LSB34若某ADC在 范圍內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量， 稱其精

25、度為12LSB若某ADC在 范圍內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量， 稱其精度為在此基準(zhǔn)上定義ADC精度:第45頁(yè)/共78頁(yè)473轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換時(shí)間指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，從啟動(dòng)信號(hào)開(kāi)始到轉(zhuǎn)換結(jié)束，得到穩(wěn)定數(shù)字量的時(shí)間。轉(zhuǎn)換率是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。第46頁(yè)/共78頁(yè)48三、A/D轉(zhuǎn)換器及其連接 1. A/D轉(zhuǎn)換器分類2. A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接第47頁(yè)/共78頁(yè)49 1. A/D轉(zhuǎn)換器分類l 按工作原理分l 按輸入方式分l 按輸出方式分l 按性能特點(diǎn)分l 按輸出是否帶三態(tài)緩沖分第48頁(yè)/共78頁(yè)50l 按模擬量輸入方式分單極性ADC、雙極性ADCl 按數(shù)字量輸出方式分 并行ADC、串行ADC

26、l 按工作原理分計(jì)數(shù)式ADC、 雙積分式ADC逐次逼近式ADC、并行式ADC第49頁(yè)/共78頁(yè)51l 按性能特點(diǎn)分按分辨率分4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位、 、 、按轉(zhuǎn)換速度分 低速、中速、高速、超高速（轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為1s、1ms、1us、1ns）按轉(zhuǎn)換精度分低精度、中精度、高精度、超高精度第50頁(yè)/共78頁(yè)52l 按輸出是否帶三態(tài)緩沖分帶可控三態(tài)緩沖ADC 如： ADC0809 不帶可控三態(tài)緩沖ADC 如： AD570、ADC1210第51頁(yè)/共78頁(yè)532. A/D轉(zhuǎn)換器及其連接 1) A/D轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào) 2) A/D轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接第52頁(yè)/共78頁(yè)54 1

27、) A/D轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào) 模擬量輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào) 轉(zhuǎn)換完成(結(jié)束）信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào) 數(shù)字量輸出信號(hào)第53頁(yè)/共78頁(yè)552) A/D轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)第54頁(yè)/共78頁(yè)56注意A/D轉(zhuǎn)換器允許輸入的模擬值范圍, 不要超出范圍 A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào) 為充分發(fā)揮A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率，輸入量應(yīng)與轉(zhuǎn)換量程相稱。 模擬量輸入信號(hào)例如 某A/D轉(zhuǎn)換的范圍為 010V, 輸入的模擬信號(hào)為05V， 則應(yīng)將輸入信號(hào)放

28、大2倍，再送入A/D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第55頁(yè)/共78頁(yè)57 數(shù)字量輸出信號(hào)r 輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的ADCr 輸出帶可控三態(tài)緩沖器的ADCr 輸出位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的ADC第56頁(yè)/共78頁(yè)58PC 總線I/O讀 時(shí)序A15A0CLKIORT4T1T2T3TwD7D0執(zhí)行 IN AL, DX 時(shí)：在IOR的上升沿控制三態(tài)門，數(shù)字量進(jìn)入CPUr 輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的ADCPC總線IOR不帶可控三態(tài)ADC模擬量輸 入數(shù)據(jù)線地址線 0 0 地址譯碼三態(tài)門1數(shù)字量輸出不能直接與總線相連。需加三態(tài)門才能與數(shù)據(jù)總線相連。第57頁(yè)/共78頁(yè)59q 輸出帶可控三態(tài)緩沖器的ADCPC 總線I/O讀時(shí)序A15

29、A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0執(zhí)行 IN AL, DX時(shí)：在IOR的上升沿打開(kāi)三態(tài)門，數(shù)字量進(jìn)入CPU數(shù)據(jù)線帶可控三態(tài)ADC模擬量輸 入PC總線IOR地址譯碼地址線 0 0 1其數(shù)字量輸出可直接與微機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。第58頁(yè)/共78頁(yè)60r 輸出數(shù)字量位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的ADCPC總線數(shù)據(jù)線 8位12位ADC模擬量輸 入12位?ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果不能一次進(jìn)入CPU，需按字節(jié)分多次讀取。第59頁(yè)/共78頁(yè)61總線12位A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)線D7D0模擬量輸 入IOR低8位三態(tài)0 0 地址譯碼地址線 0 0 高4位三態(tài)低8位高4位D3D0port_Lport_H11讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到buff

30、er中:IN Al, port_LMOV buffer, ALIN AL, port_HMOV buffer+1, AL第60頁(yè)/共78頁(yè)62 A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)8位DAC寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE1118位輸入寄存器q 對(duì)D/A芯片，只要數(shù)字信號(hào)進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路， 就開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換，無(wú)啟動(dòng)信號(hào)。第61頁(yè)/共78頁(yè)63q 對(duì)一個(gè)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，在一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之后，應(yīng)再發(fā)啟動(dòng)信號(hào)，開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。q 而A/D芯片，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，均受啟動(dòng)信號(hào)控制，在啟動(dòng)信號(hào)有效之后

31、，才開(kāi)始一次A/D轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)第62頁(yè)/共78頁(yè)64A/D啟動(dòng)信號(hào)的形式有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng) 脈沖啟動(dòng)對(duì)脈沖啟動(dòng)的 ADC，如ADC0804、ADC0809、ADC1210可用CPU執(zhí)行輸出指令時(shí)發(fā)出的片選信號(hào)和寫信號(hào)組合得到PC總線IOW地址譯碼地址線 0 0 1模擬量輸 入A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)OUT DX, AL第63頁(yè)/共78頁(yè)65電平啟動(dòng) 對(duì)電平啟動(dòng)的ADC，如AD570、AD571、AD572，該信號(hào)必須保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，中途不能撤除；否則會(huì)停止轉(zhuǎn)換，得到錯(cuò)誤結(jié)果。CPU可通過(guò)并行接口對(duì)AD

32、C芯片發(fā)電平形式的啟動(dòng)信號(hào)。PC總線IOW地址譯碼地址線 0 0 1模擬量輸 入A/D轉(zhuǎn)換器OUT DX, ALA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)線鎖存器第64頁(yè)/共78頁(yè)66 轉(zhuǎn)換完成EOC信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)A/D 轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間，在轉(zhuǎn)換完一個(gè)數(shù)據(jù)之后， A/D芯片會(huì)發(fā)出一個(gè)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)。 (相當(dāng)于輸入設(shè)備的準(zhǔn)備好信號(hào))第65頁(yè)/共78頁(yè)67 將A/D芯片看作一個(gè)輸入設(shè)備， CPU可采用下列 四種方法，讀取A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果：q 程序延時(shí)方式（同步方式）q 程序查詢方式q 中斷方式q 等待方式數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信

33、號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)四種方式對(duì)EOC信號(hào)的處理各不相同第66頁(yè)/共78頁(yè)68q 程序延時(shí)方式（同步方式）A 程序延時(shí)方式下， 硬件連線上未利用轉(zhuǎn)換完成信號(hào)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果延時(shí)等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束YN轉(zhuǎn)換下一數(shù)據(jù)?通過(guò)查閱手冊(cè)了解A/D轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)所需時(shí)間，在CPU啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，執(zhí)行一個(gè)固定延時(shí)程序， 延時(shí)應(yīng)大于等于A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間，然后CPU再讀取A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果。第67頁(yè)/共78頁(yè)69q 程序查詢方式PC總線IOR地址譯碼地址線 0 0 1模擬量輸 入A/D轉(zhuǎn)換器IN AL, DXA/D轉(zhuǎn)換完成信號(hào)數(shù)據(jù)線三態(tài)門轉(zhuǎn)換完成EOC信號(hào)通過(guò)并行端口，送入CPU。在CPU啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，CPU不斷查詢A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，一旦該信號(hào)