微型計算機(jī)原理及應(yīng)用

1、微型計算機(jī)原理及應(yīng)用微型計算機(jī)原理及應(yīng)用第八章第八章 模擬量的輸入輸出模擬量的輸入輸出www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn傳傳感感器器微微型型計計算算機(jī)機(jī)工工業(yè)業(yè)現(xiàn)現(xiàn)場場A A/ /D D變變送送器器信信號號處處理理環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)多多路路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換開開關(guān)關(guān)采采樣樣保保持持電電路路傳傳感感器器A A/ /D D變變送送器器信信號號處處理理環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)多多路路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換開開關(guān)關(guān)采采樣樣保保持持電電路路8.1 模擬量的輸入輸出通道的組成模擬量的輸入輸出通道的組成輸入通道輸入通道輸出通道輸出通道www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn8.2 8.2 數(shù)數(shù)/ /模（模（D/

2、AD/A）轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。8.2.1 數(shù)數(shù)/模轉(zhuǎn)換的基本原理及技術(shù)指標(biāo)模轉(zhuǎn)換的基本原理及技術(shù)指標(biāo)分辨率對數(shù)字輸入量變化的敏感程序。它表示輸入每變化一分辨率對數(shù)字輸入量變化的敏感程序。它表示輸入每變化一個最低有效位使輸出變化的程度。對于一個個最低有效位使輸出變化的程度。對于一個n位的位的D/A轉(zhuǎn)換器，若轉(zhuǎn)換器，若其滿度電壓值為其滿度電壓值為V，其最低有效位對應(yīng)的電壓值就為，其最低有效位對應(yīng)的電壓值就為V/（2n1），），則該器件的分辨率等于則該器件的分辨率等于1/（ 2n1 ）。）。轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度表示由于轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度表示

3、由于D/A轉(zhuǎn)換器的引入而使其輸出和輸轉(zhuǎn)換器的引入而使其輸出和輸入之間產(chǎn)生的誤差。入之間產(chǎn)生的誤差。www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間是指當(dāng)輸入數(shù)字量満刻度變化（如全轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間是指當(dāng)輸入數(shù)字量満刻度變化（如全0到到全全1）時，從數(shù)字量輸入到輸出模擬量達(dá)到與終值相當(dāng)?shù)哪M量）時，從數(shù)字量輸入到輸出模擬量達(dá)到與終值相當(dāng)?shù)哪M量值所需的時間，它表示值所需的時間，它表示D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。線性誤差在線性誤差在D/A轉(zhuǎn)換時，若數(shù)據(jù)連續(xù)轉(zhuǎn)換，則輸出的模擬量轉(zhuǎn)換時，若數(shù)據(jù)連續(xù)轉(zhuǎn)換，則輸出的模擬量應(yīng)該是線性的。即在理想情況下，應(yīng)該是線性的。即

4、在理想情況下， D/A轉(zhuǎn)換器的輸入輸出曲線是轉(zhuǎn)換器的輸入輸出曲線是一條直線，但實(shí)際的輸出特性曲線與理想的曲線之間存在一定的一條直線，但實(shí)際的輸出特性曲線與理想的曲線之間存在一定的誤差。實(shí)際輸出特性偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大值稱為線性誤差，誤差。實(shí)際輸出特性偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大值稱為線性誤差，而且通常用最大值折合成的數(shù)據(jù)字來表示。而且通常用最大值折合成的數(shù)據(jù)字來表示。動態(tài)范圍最大和最小輸出值范圍。動態(tài)范圍最大和最小輸出值范圍。www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn.2典型的典型的D/AD/A轉(zhuǎn)換器芯片及其與系統(tǒng)的連接轉(zhuǎn)換器芯片及其與系統(tǒng)的連接DAC0832的外

5、部引線圖的外部引線圖www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnDAC0832DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn3. 3.工作方式及線路連接工作方式及線路連接1WRCSXFER2WRV VrefrefR RfbfbI IOUT1OUT1I IOUT2OUT2V VCCCCILEILEDGNDDGNDAGNDAGNDIOWMIO/譯譯碼碼電電路路地址總線地址總線D D7 7D D0 0DAC0832DAC0832V VOUTOUT5 5V V單緩沖方式下的連接單緩沖方式下的連接www.www.xjuxju.

6、.eduedu. .cncn例例8 81 1利用利用DAC0832DAC0832實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。08320832工作在單緩沖方式，工作在單緩沖方式，設(shè)設(shè)08320832端口地址為端口地址為PORTPORT，待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在，待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在DATADATA單元中。單元中。MOVAL，DATAMOVDX，PORTOUTDX，ALHLTwww.www.xjuxju. .eduedu. .cncn雙緩沖工作方式雙緩沖工作方式1WRCSXFER2WRV VrefrefR RfbfbI IOUT1OUT1I IOUT2OUT2V VCCCCILEILEDGNDDGNDAGNDAGNDD D7 7

7、D D0 0DAC0832DAC0832V VOUTOUTIOWMIO/譯譯碼碼電電路路地址總線地址總線Y Y1 1Y Y0 0www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnDAC0832DAC0832雙緩沖方式程序雙緩沖方式程序MOVAL，DATAMOVDX，PORT1OUTDX，ALMOVDX，PORT2OUTDX，ALHLTwww.www.xjuxju. .eduedu. .cncn4 DAC08324 DAC0832的應(yīng)用的應(yīng)用DAC0832應(yīng)用連接應(yīng)用連接www.www.xjuxju. .eduedu. .cncn例例82根據(jù)圖根據(jù)圖812，編寫一個輸出鋸齒波的程序，周

8、期任意，編寫一個輸出鋸齒波的程序，周期任意，DAC0832工作在單緩沖方式，端口地址為工作在單緩沖方式，端口地址為0278H。MOVDX，0278HMOVAL，0NEXT：OUTDX，ALDECALJMPNEXTTVOwww.www.xjuxju. .eduedu. .cncn例例8 83 3已知已知08320832輸出電壓范圍為輸出電壓范圍為0 05V5V，現(xiàn)希望輸出電壓為，現(xiàn)希望輸出電壓為1 14V4V，周期任意的正向鋸齒波。，周期任意的正向鋸齒波。MOVDX，0278HNEXT1：MOV AL，33HNEXT2：OUTDX，ALINALCALLDELAYCMPAL，0CDHJNANEXT

9、2JMPNEXT1DELAY：MOV CX，100DELAY1：LOOPDELAY1RETwww.www.xjuxju. .eduedu. .cncn8.3 8.3 模數(shù)模數(shù)(A/D)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器8.3.1 模模/數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809 ADC0809是是CMOS的的8位位A/D轉(zhuǎn)換器。片內(nèi)有轉(zhuǎn)換器。片內(nèi)有8路模擬開關(guān)，路模擬開關(guān)，可控制選擇可控制選擇8個模擬量中的一個。個模擬量中的一個。A/D轉(zhuǎn)換采用逐次逼近原理。轉(zhuǎn)換采用逐次逼近原理。輸出的數(shù)字信號由輸出的數(shù)字信號由TTL三態(tài)緩沖器控制，可直接連接數(shù)據(jù)總線。三態(tài)緩沖器控制，可直接連接數(shù)據(jù)總線。www.www.xjuxju.

10、 .eduedu. .cncnADC0809ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnADC0809ADC0809的主要功能的主要功能 分辨率為分辨率為8 8位；位； 總的不可調(diào)誤差在總的不可調(diào)誤差在LSB/2LSB/21LSB1LSB范圍內(nèi)；范圍內(nèi)； 轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為100S100S； 具有鎖存控制的具有鎖存控制的8 8路多路開關(guān)；路多路開關(guān)； 具有三態(tài)緩沖器控制；具有三態(tài)緩沖器控制； 單一單一5V5V電源供電，此時模擬電壓輸入范圍為電源供電，此時模擬電壓輸入范圍為0 0 5V 5V； 輸出與輸出與TTLTTL兼容兼容 工作溫度范圍

11、為工作溫度范圍為-40-4085 85 。www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnADC0809ADC0809引腳引腳www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnADC0809ADC0809工作時序工作時序www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnADC0809ADC0809與系統(tǒng)的連接方法與系統(tǒng)的連接方法ALEALEOEOEEOCEOCD D0 0D D7 7ININ1 1ININ0 0ININ7 7ADC0809ADC0809ADDAADDAADDCADDCADDBADDBSTARTSTART& & &82558

12、255PAPA7 7PAPA0 0CSWRRDA A0 0A A1 1D D0 0D D7 7PBPB0 0PBPB2 2PBPB1 1PBPB4 4PBPB5 5PCPC1 1A A0 0A A1 1A A2 2A A7 7A A3 3A A4 4A A1212A A1313A A1414A A1515A A8 8A A5 5A A6 6A A9 9A A1010A A1111D D0 0D D7 7IOWIORwww.www.xjuxju. .eduedu. .cncn示例程序示例程序INIT_8255PROC NEAR；8255初始化初始化MOVDX，037BHMOVAL，91HOUTD

13、X，ALRETINIT_8255ENDPSTART:MOVAL，SEG DATA；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集MOVDS，AXMOVSI，OFFSET DATACALLINIT_8255MOVBL，0MOVCX，8www.www.xjuxju. .eduedu. .cncnAGAIN:MOVAL，BL；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集MOVDX，0379HOUTDX，ALORAL，10HOUTDX，AL；送；送ALE信號（上升沿）信號（上升沿）ANDAL，0EFHOUTDX，AL；輸出；輸出START信號（下降沿）信號（下降沿）NOP；等待轉(zhuǎn)換；等待轉(zhuǎn)換MOVDX，037AHWAIT1: INAL，DX；讀；讀EOC狀態(tài)狀態(tài)ANDAL，02HJZWAIT1；為低電平則等待；為低電平則等待MOVDX，0379HM