第2章模擬量輸入輸出通道接口技術(shù)

第二章模擬量輸入輸出通道的接口技術(shù)一、多路開關(guān)和采樣保持器二、模擬量輸出通道的接口技術(shù)三、模擬量輸入通道的接口技術(shù)

多路開關(guān)和采樣/保持器是微型機(jī)控制系統(tǒng)的重要元件，是計(jì)算機(jī)進(jìn)行多路控制和采集數(shù)據(jù)不可缺少的組成部分。

下面是一個(gè)多路模擬信號(hào)采集示意圖：

2.1多路開關(guān)和采樣保持器一、多路開關(guān)的兩個(gè)主要用途：把多個(gè)模擬量參數(shù)分時(shí)地接通送入A/D轉(zhuǎn)換器，即完成

多到一的轉(zhuǎn)換。(2)或者把經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、且由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬信號(hào)按一定的順序輸出到不同的控制回路，即完成一到多的轉(zhuǎn)換。前者稱為多路開關(guān)，后者叫作多路分配器，或叫做反多路開關(guān)。2.1.1多路開關(guān)多路開關(guān)A/D轉(zhuǎn)換多路分配器D/A轉(zhuǎn)換(1)單向多路開關(guān)，如AD7501（8路），AD7506（16路）。(2)雙向多路開關(guān)，如CD4051（8路），CD4067（16路）。(3)差動(dòng)輸入，如CD4052雙4通道 CD4053三重二通道 CD4097雙8通道。(4)多路輸入/多路數(shù)出矩陣多路開關(guān)， 如8816（16入8出）等。二、多路開關(guān)的種類：三、半導(dǎo)體多路開關(guān)的特點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式結(jié)構(gòu)，尺寸小直接與TTL（或CMOS）電平兼容內(nèi)部帶有通道選擇編碼器，使用方便采用正或負(fù)雙極性輸入轉(zhuǎn)換速度快。通常其導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間在1us左右壽命長(zhǎng)，無機(jī)械磨損接通電阻低，一般小于100歐，甚至幾歐斷開電阻高，通常達(dá)109歐以上

正因?yàn)榘雽?dǎo)體集成電路多路開關(guān)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，所以，近年來在計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。四、介紹幾種常用的半導(dǎo)體開關(guān)單端雙向8通道多路開關(guān)CD4051單端雙向16通道多路開關(guān)CD4067B單端雙向雙8通道多路開關(guān)CD4097B矩陣多路開關(guān)8816圖2.1CD4051原理電路圖1．CD4051INH＝VDD時(shí)，禁止模擬量輸入；INH＝VSS時(shí)，允許模擬量輸入。表2-2CD4051真值表輸入狀態(tài)接通通道INHCBACD405100000#00011#00102#……01117#0001用法：①用作多路開關(guān)

8進(jìn)1出②用作分路路開關(guān)

1進(jìn)8出改變C、B、A的值,改變接通的通道返回上層目錄2．CD4067圖2.2CD4067原理電路圖及引腳排列圖11010返回上層目錄3．CD4097圖2.3CD4097原理電路圖及引腳排列圖CD4067B/CD4097B CD4067B和CD4097B相比:·原理基本相同:

·不同:CD4067B單16路，雙向、

4個(gè)選擇控制端:D、C、B、ACD4097B雙8路，雙向、

3個(gè)選擇控制端:C、B、ACD4051單8路，雙向、

3個(gè)選擇控制端:C、B、A返回上層目錄返回上層目錄4．8816圖2.48816原理電路圖及引腳排列圖INOUT輸入選擇輸出選擇可將一個(gè)輸入信號(hào)傳至到任選輸出通道五、多路開關(guān)的擴(kuò)展實(shí)例：用8通道多路開關(guān)構(gòu)成16通道多路開關(guān)（2）擴(kuò)展方法

★輸入通道:接法不變，只是把2#CD4051的8個(gè)通道編號(hào)為8—15?！镙敵鐾ǖ?把兩個(gè)CD4051的OUT/IN端并聯(lián)。通道選擇控制管腳C、B、A同名并聯(lián)，并分別接到D2、D1和D0。

★禁止端:用作兩個(gè)CD4051的選擇控制。當(dāng)D3=0時(shí)，1#CD4051工作，2#截止。當(dāng)D3=1時(shí)，正好相反。（1）擴(kuò)展電路2.1.2 采樣-保持器（Sample/Hold）采樣/保持器的作用

使本次采樣信號(hào)保持不變，給A/D轉(zhuǎn)換器足夠時(shí)間完成量化和編碼工作保證并行通道的各個(gè)參數(shù)在同一時(shí)刻采樣，以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和測(cè)量二、采樣/保持器的兩個(gè)工作狀態(tài)采樣：采樣／保持器的輸出跟隨模擬量輸入電壓保持:

輸出保持不變，直到再度接到采樣命令時(shí)為止。工作狀態(tài)由控制邏輯電平?jīng)Q定3、常用的采樣／保持器

最常用的采樣／保持器有美國AD公司的AD582、AD585、AD346、AD389、ADSHC—85，以及國家半導(dǎo)體公司的LF198/298/398等。 下邊以LF198/298/398為例，講一下集成電路S/H的工作原理，其它S/H的原理與它大致相同。（1）LF198/298/398的特點(diǎn)由雙極型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成；采樣速度快，保持下降速度慢，精度高；抗干擾能力強(qiáng)；輸入信號(hào)等于電源電壓時(shí)，也能保證將輸入信號(hào)送到輸出端；允許與TTL、CMOS、PMOS電路直接相連；（2）LF198/298/398的原理圖圖2-6LF198／LF298／LF398原理圖P27后頁（3）LF198/298/398采樣保持器引腳功能①VIN：模擬電壓輸入②VOUT：模擬電壓輸出③logic和logicREFRENCE：邏輯及邏輯參考電平，用來控制采樣／保持器的工作方式。Logic=高電平，采樣狀態(tài)；Logic=低電平，保持狀態(tài)；邏輯參考電平logicREFRENCE

，一般可接地④OFFSET：偏差調(diào)整，可外接電阻調(diào)整采樣保持器的偏差⑤CH：外接保持電容⑥V+、V-：采樣／保持電路電源引腳。電源變化范圍為5V到10V。

前頁2.2模擬量輸出通道的接口技術(shù)

模擬量輸出通道主要完成數(shù)字量（Digital）到模擬量（Analog）的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換。 由于很多執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能接收模擬量，計(jì)算機(jī)輸出的控制數(shù)據(jù)必須進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，才能達(dá)到控制這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的目的。

2.2.18位D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)D/A轉(zhuǎn)換器的分類： 根據(jù)輸出的類型可以分為：

◆電流輸出型

◆電壓輸出型：?jiǎn)螛O性輸出，雙極性輸出根據(jù)輸入數(shù)字量的位數(shù)可分為：

◆8位、10位、12位和16位等。下面介紹幾種常用的D/A轉(zhuǎn)換芯片。圖2-7DAC0832原理框圖

P28一、電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832（1）結(jié)構(gòu)和原理：電流輸出,需要外接電壓放大器兩級(jí)數(shù)據(jù)緩沖（2）引腳定義——控制信號(hào)線定義CS：片選信號(hào)，低電平有效ILE：輸入鎖存允許信號(hào)，高電平有效WR1：一級(jí)鎖存器寫選通，低電平有效WR2：二級(jí)鎖存器寫選通，低電平有效XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)，低電平有效當(dāng)LE(2)=1,Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換開始至應(yīng)用實(shí)例（2）引腳定義——輸入輸出引腳定義D0~D7：數(shù)字量輸入。IOUT1

：DAC電流輸出1。當(dāng)數(shù)字輸入全為1時(shí)IOUT1最 大，全為0時(shí)IOUT1為最小值（近似0）IOUT2

：

DAC電流輸出2。單極性輸出時(shí)接地。

（2）引腳定義——其他引腳定義Rfb

：反饋信號(hào)輸入線，可用片內(nèi)反饋電阻，也可外接反饋電阻VREF

：參考電壓輸入線。外接精密電源，可單極性也可雙極性VCC

：數(shù)字電路供電電壓。+5V~+15VAGND、DGND：模擬地、數(shù)字地。應(yīng)單獨(dú)連接。

①使用時(shí)需要外接運(yùn)放和反饋電阻②有一級(jí)緩沖、兩級(jí)緩沖和直通式三種工作方法（3）DAC0832使用方法：①單極性電壓輸出（4）D/A轉(zhuǎn)換器的輸入輸出換算方法②雙極性電壓輸出（4）D/A轉(zhuǎn)換器的輸入輸出換算方法單極性電壓輸出：雙極性電壓輸出：舉例：DAC0832的VREF接-5V,IOUT1接運(yùn)放的異名端，IOUT２接模擬地，輸入為10000000B時(shí)，輸出為（）。若再接一級(jí)運(yùn)放，構(gòu)成雙極性電壓輸出，輸入為Ｃ０Ｈ時(shí)，輸出為（）。換算公式總結(jié)數(shù)字量輸入信號(hào)連接

若D/A內(nèi)部含有輸入鎖存器，則CPU與D/A可直接連接 若D/A內(nèi)部不含輸入鎖存器，則CPU與D/A間增設(shè)數(shù)據(jù)鎖存器模擬量輸出

需要的是雙極性輸出還是單極性模擬量？ 電流輸出型的要外接運(yùn)算放大器2.2.1 8位D/A轉(zhuǎn)換器及其接口外部控制信號(hào)連接

片選信號(hào)：由地址線或譯碼器提供 寫信號(hào)：由單片機(jī)WR′提供 啟動(dòng)信號(hào)：?jiǎn)?dòng)信號(hào)常為片選及寫信號(hào)的合成2.2.1 8位D/A轉(zhuǎn)換器及其接口

由于在單片機(jī)系統(tǒng)中采用統(tǒng)一編址的方式，尋址時(shí)將I/O端口視為外部存儲(chǔ)單元，所以，用訪問外部存儲(chǔ)器的指令MOVX@DPTR，A或者M(jìn)OVX@Ri，A（i=0,1）即可完成對(duì)I/O端口的訪問。外部RAM及I/O端口與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期累加器A與外部RAM之間的數(shù)據(jù)傳送MOVXA,@DPTR11100000A←(DPTR)2MOVX@DPTR,A11110000(DPTR)←A2MOVXA,@Ri1110001iA←(Ri)2MOVX@Ri,A1111001i(Ri)←A2復(fù)習(xí)表3-2外部RAM與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送指令

讀寫外部RAM3FFFH存儲(chǔ)單元內(nèi)容

MOVDPTR,#3FFFH MOVXA,@DPTR MOVX@DPTR,A 復(fù)習(xí)DAC0832應(yīng)用舉例（1）DAC0832與單片機(jī)接口MOV

DPTR，#addrMOVX

@DPTR，A;當(dāng)要選通第一級(jí)緩沖器時(shí)，CS=0，XFER=1Xxxx,xx01,xxxx,xxxx取1111，1101，1111，1111所以第一級(jí)緩沖器的地址映射為：FDFFH當(dāng)要選通第二級(jí)緩沖器時(shí)，CS=1，XFER=0Xxxx,xx10,xxxx,xxxx取1111，1110，1111，1111所以第二級(jí)緩沖器的地址映射為：FEFFH管腳說明DAC0832應(yīng)用舉例（2）程序設(shè)計(jì) 先打開第一級(jí)輸入寄存器，把數(shù)據(jù)送入該寄存器；再打開第二級(jí)8位DAC寄存器，完成D/A轉(zhuǎn)換。其第一級(jí)地址為FDFFH，第二級(jí)地址為FEFFH。程序如下：START：MOV A，#nnH；

nnH為待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量MOV DPTR,#FDFFH;

送端口地址到DPTRMOVX @DPTR，A;

輸出D/A數(shù)字量INC DPH;

求第二級(jí)地址MOVX @DPTR，A;

啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換2.2.2 高于8位D/A轉(zhuǎn)換器及其接口

為了提高轉(zhuǎn)換精度，可選用更多位數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器，如10位、12位、16位。其轉(zhuǎn)換原理與8位D/A轉(zhuǎn)換器基本一樣，不同的是在與數(shù)據(jù)線位數(shù)較少的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行接口連接時(shí)，數(shù)據(jù)要分兩次或三次輸入。12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667簡(jiǎn)介AD667片內(nèi)含由4個(gè)獨(dú)立尋址的鎖存器，它們分為兩級(jí)。第一級(jí)包括3個(gè)4位寄存器，可以直接從微型計(jì)算機(jī)總線獲得數(shù)據(jù)。一旦全12位數(shù)據(jù)被裝入第一級(jí)，便可一起置入第二級(jí)的1個(gè)12位D/A寄存器。只有當(dāng)12位數(shù)據(jù)一起被讀入12位D/A寄存器后才開始D/A轉(zhuǎn)換。圖2.11所示為AD667的原理結(jié)構(gòu)。AD667的原理結(jié)構(gòu)圖AD667真值表A3A2A1A0操作1××××無操作×1111無操作01110選通第一級(jí)低四位寄存器01101選通第一級(jí)中四位寄存器01011選通第一級(jí)高四位寄存器00111從第一級(jí)向第二級(jí)置數(shù)00000所有鎖存器均透明AD667的應(yīng)用舉例（1）AD667與8031的接口AD667的應(yīng)用舉例·各寄存器的地址分析

G1CBAP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.010000001

低8位寄存器╰—

……—╯10高4位和12位D/A 轉(zhuǎn)換器

（2）軟件設(shè)計(jì)

地址確定將低8位地址設(shè)為0FFH

則AD667的地址為81FFH和82FFH。

將數(shù)據(jù)分批傳送:先將待傳送的數(shù)據(jù)按照要求的格式排列好，并存放在以DATA為首地址的內(nèi)部RAM中。AD667的應(yīng)用舉例程序MOV R0,#DATA ;待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)首地址MOV DPTR,#81FFH ;低8位寄存器地址MOV A,@R0 ;MOVX @DPTR,A ;讀入低8位待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)INC R0 ;INC DPH ;得到高4位及二級(jí)緩沖地址MOV A,@R0 ;得到高4位數(shù)據(jù)MOVX @DPTR,A ;12位一起輸出到D/A進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換課堂練習(xí)2.3 模擬量輸入通道接口技術(shù)

當(dāng)被測(cè)參數(shù)是模擬量，即連續(xù)變化的量，如溫度、流量、壓力、液位、速度等，在數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)之前，必須要把模擬量變成數(shù)字量，即進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器的分類

按原理：★逐次逼近式★計(jì)數(shù)器式★雙積分式★

V/F變換式按位數(shù):8位,10位,12位,16位按結(jié)構(gòu):★單通道A/D轉(zhuǎn)換器★多通道A/D轉(zhuǎn)換器按輸出方式

★串行輸出

★并行輸出按功能：★帶前級(jí)放大的A/D轉(zhuǎn)換器★帶采樣保持的A/D轉(zhuǎn)換器★帶輸出緩沖的A/D轉(zhuǎn)換器2.3.1 8位A/D轉(zhuǎn)換器

由于微型計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度快，而許多模擬量的變化速度慢，故通常一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)可以采集多個(gè)數(shù)據(jù)。 為滿足系統(tǒng)的要求，在一些A/D轉(zhuǎn)換器中除設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換電路外，還含有多路開關(guān)，用以選擇模擬量輸入信號(hào)的通道號(hào)，使通道中的任何一個(gè)模擬信號(hào)都能直接進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。 目前市售產(chǎn)品中，有含8路多路開關(guān)的，如ADC0809，AD7581，也有含16路多路開關(guān)的，如ADC0816/0817等。 下邊，以國內(nèi)應(yīng)用最多的ADC0808/0809為例，講一下多通道的A/D轉(zhuǎn)換器的原理。多通道A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808/0809（1）結(jié)構(gòu)原理圖多通道A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808/0809★IN7~IN0：八個(gè)模擬量輸入端?！颯TART：?jiǎn)?dòng)信號(hào)。當(dāng)START=1，A/D轉(zhuǎn)換開始?！顴OC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)出一個(gè)整脈沖，表示A/D轉(zhuǎn)換完畢。此信號(hào)可用作A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測(cè)信號(hào)，或向CPU申請(qǐng)中斷的信號(hào)?！颫E：輸出允許信號(hào)。當(dāng)此信號(hào)被選中時(shí)，允許從A/D轉(zhuǎn)換器 的鎖存器中讀取數(shù)字量。此信號(hào)可作為ADC0808/0809的片選 信號(hào)，高電平有效。（2）引腳功能多通道A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808/0809（2）引腳功能（續(xù)）★CLOCK：實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可通過外接RC電路改變時(shí)鐘頻率?！顰LE：地址鎖存允許，高電平有效。當(dāng)ALE為高電平時(shí)，允許C、B、A所示的通道被選中，并把該通道的模擬量接入A/D轉(zhuǎn)換器?！顰DDA、ADDB、ADDC：通道號(hào)選擇。C為最高位，A為最低位?！顳7~D0：數(shù)字量輸出端。★VREF(+)、VREF(-)：參考電壓端子。用以提供D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標(biāo)準(zhǔn)電平。對(duì)于一般單極性模擬量輸入信號(hào)，VREF(+)=+5V，VREF(-)＝0V?！颲CC：電源端子。接+5V。★GND：接地端多通道A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808/0809（3）應(yīng)用接線圖3.3.28位A/D轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)

從以上介紹的幾種A/D轉(zhuǎn)換器可以看出，無論是哪一種型號(hào)，也不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)怎樣，在將其與微型機(jī)接口時(shí)，都會(huì)遇到許多實(shí)際的技術(shù)問題。 比如，A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的接法，A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)方式，模擬量輸入通道的接法，參考電源如何提供，狀態(tài)的檢測(cè)及鎖存，以及時(shí)鐘信號(hào)的引入等。 與D/A轉(zhuǎn)換器比較，A/D轉(zhuǎn)換器的接口及控制的信息要多一些。下邊講述A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口技術(shù)。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口1．模擬量輸入信號(hào)的連接

A/D轉(zhuǎn)換器所要求接收的模擬量大都為0~5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，但是有些A/D轉(zhuǎn)換器的輸入除單極性外，也可以是雙極性，用戶可通過改變外接線路來改變量程。有的A/D轉(zhuǎn)換器還可以直接接入傳感器的信號(hào)，如AD670。另外，在模擬量輸入通道中，除了單通道輸入外，還有多通道輸入方式。在微型機(jī)系統(tǒng)中，多通道輸入可采用兩種方法，—種是采用單通道A/D芯片，如AD7574和AD574A等，在模擬量輸入端加接多路開關(guān)，有些還要加采樣/保持器；另一種方法是采用帶有多路開關(guān)的A/D轉(zhuǎn)換器，如ADC0808和AD7581、ADC0816等。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口2．?dāng)?shù)字量輸出引腳的連接

A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字輸出引腳和微型機(jī)的連接方法與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。對(duì)于內(nèi)部未含輸出鎖存器的A/D轉(zhuǎn)換器來說，一般通過鎖存器或I/O接口與微型機(jī)相連，常用的接口及鎖存器有Intel8155、8255、8243以及74LS273、74LS373、8212等。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部含有數(shù)據(jù)輸出鎖存器時(shí)，可直接與微型機(jī)相連。有時(shí)為了增加控制功能，也采用I/O接口連接。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口3．A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)方式

任何一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器在開始轉(zhuǎn)換前，都必須加一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，才能開始工作。芯片不同，要求的啟動(dòng)方式也不同。一般分脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種。脈沖啟動(dòng)型芯片，只要在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入引腳加一個(gè)啟動(dòng)脈沖即可，如ADC0809、ADC80、AD574A等均屬于脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換芯片，往往用及地址譯碼器的輸出經(jīng)過一定的邏輯電路進(jìn)行控制。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口

所謂電平啟動(dòng)轉(zhuǎn)換就是在A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)引腳上加上要求的電平。一旦電平加上以后，A/D轉(zhuǎn)換即刻開始，而且在轉(zhuǎn)換過程中，必須保持這一電平，否則將停止轉(zhuǎn)換。因此，在這種啟動(dòng)方式下，CPU控制必須通過鎖存器保持一段時(shí)間，一般可采用D觸發(fā)器、鎖存器或并行I/O接口等來實(shí)現(xiàn)。AD570、571、572等都屬電平控制轉(zhuǎn)換電路。 不同的A/D轉(zhuǎn)換器，要求啟動(dòng)信號(hào)的電平不一樣，有的要求高電平啟動(dòng)，如ADC0809、ADC80、AD574，有的則要求低電平啟動(dòng)，如ADC0801、0802和AD670等。圖2-15啟動(dòng)控制邏輯電路圖P398位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口4．轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)的處理方法

微型機(jī)檢查判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的方法有以下三種：

（1）中斷方式:

將轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)接到微型機(jī)的中斷申請(qǐng)引腳（如IRQ2）。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，即提出中斷申請(qǐng)，微型機(jī)響應(yīng)后，在中斷服務(wù)程序中讀取數(shù)據(jù)。

（2）查詢方式:把轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)經(jīng)三態(tài)門送到CPU數(shù)據(jù)總線或I/O接口的某一位上，微型機(jī)向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)后，便開始查詢A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，一旦查詢到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，則讀出結(jié)果數(shù)據(jù)。

（3）軟件延時(shí)方法:

微型機(jī)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換后，調(diào)用一段軟件延時(shí)程序（為保險(xiǎn)起見，通常延時(shí)時(shí)間略大于A/D轉(zhuǎn)換過程所需的時(shí)間），延時(shí)程序執(zhí)行完以后，即可讀出結(jié)果數(shù)據(jù)。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口5．參考電平的連接★通常8位A/D轉(zhuǎn)換器采用外電源供給，如AD7574、ADC0809等?！锞纫蟊容^高的12位A/D轉(zhuǎn)換器，則常在A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部設(shè)置有精密參考電源，如AD574A、ADC80等，而不必外加電源?！飭巍㈦p極性模擬量輸入

VREF(+)VREF(-)

單極性時(shí)+ 地 雙極性時(shí)+ —8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口6．時(shí)鐘的連接

A/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)重要連接信號(hào)是時(shí)鐘，其頻率是決定芯片轉(zhuǎn)換速度的基準(zhǔn)。時(shí)鐘的提供方法：（1）內(nèi)部提供，經(jīng)常外接RC電路來提供。（2）一種是由外部時(shí)鐘提供，提供方法: ★可以用單獨(dú)的振蕩器， ★用CPU時(shí)鐘經(jīng)分頻后，送至A/D轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)時(shí)鐘端子。8位A/D轉(zhuǎn)換器與微型機(jī)接口7．接地問題模擬地和數(shù)字地也要分別連接。然后，再把這兩種”地”用一根導(dǎo)線連接起來。2.3.38位A/D轉(zhuǎn)換器的程序設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換程序時(shí)，必須和硬件接口電路結(jié)合起來進(jìn)行。A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)的3種方法查詢中斷軟件定時(shí)A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)主要包括3個(gè)步驟啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果由A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)觸發(fā)中斷主程序：設(shè)置中斷觸發(fā)方式（邊沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)）開中斷啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并保存1.中斷方式A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)例題1：ADC0809與8031的中斷接口方式(1)接口電路圖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換：MOVDPTR,#AREADMOVX@DPTR,A讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果：MOVDPTR,#AREADMOVXA,@DPTR主程序：AREADEQU0FF80HDATEQU50HORG000H;程序復(fù)位AJMPMAIN;跳到主程序ORG003H;外部中斷0入口地址AJMPATOD;跳到A/D中斷服務(wù)程序ORG0200H;主程序地址MAIN:SETBIT0;設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式

SETBEX0;允許外部中斷0SETBEA;開放總中斷

MOVDPTR,#AREAD;建立0808地址指針

MOVX@DPTR,A;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換HERE:AJMPHERE;模擬主程序(2)程序：設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器地址為#FF80H，數(shù)據(jù)存入#50H為首址的RAM空間。ORG0220HATOD:PUSHPSW PUSHACC PUSHDPL PUSHDPH

MOVDPTR,#AREAD MOVXA,@DPTR MOVDAT,A POPDPH POPDPL POPACC POPPSW RETI中斷服務(wù)程序：例題2:查詢方式A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)(1)接口電路圖P2.7=0時(shí)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。第0路模擬輸入的地址是：0xxx,xxxx,xxxx,x000取0111，1111，1111，0000第0路模擬輸入的一個(gè)地址映射為：7FF0H余下各路依次地址加1數(shù)據(jù)的存放:外部RAM程序清單每1輪數(shù)據(jù)采集存放規(guī)律每一個(gè)通道的256次數(shù)據(jù)采集的存放規(guī)律(2)程序設(shè)計(jì):采集8路模擬量，每路采集256個(gè)數(shù)據(jù)后頁2.3.4高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)

和D/A轉(zhuǎn)換器一樣，在一些微型機(jī)控制系統(tǒng)中，往往精度要求比較高，因此需要更多位數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器，如10位、12位A/D轉(zhuǎn)換器等。由于位數(shù)不同，所以，其與CPU的接口及程序設(shè)計(jì)方法也不同。下邊主要以12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574為例講一下高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器的原理及其與8位CPU的接口方法。1、12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574結(jié)構(gòu)原理圖2、AD574功能簡(jiǎn)介★

輸入信號(hào)即可單極性，又可雙極性

0—10V，0—20V±5V，±10V★輸出可分兩次讀（一次8位，一次4位），或12位一次讀出?！锂?dāng)啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)高電平時(shí)，標(biāo)志狀態(tài)STS開始變?yōu)楦唠娖剑˙USY），直到轉(zhuǎn)換過程結(jié)束，才變?yōu)榈碗娖剑‥OC）。

（1）轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)和數(shù)據(jù)讀出是由CE、和R/引腳控制的①CE＝1，＝0，時(shí)，轉(zhuǎn)換過程開始；

R/＝0，②CE＝1

＝0時(shí)，數(shù)據(jù)可以被讀出。

R/＝1主要引腳功能說明

（2）12/為數(shù)據(jù)格式選擇端。 ①當(dāng)12/＝1時(shí)，雙字節(jié)輸出，即12位數(shù)據(jù)線同時(shí)生效輸 出，可用于12位或16位微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 ②若12/＝0，為單字節(jié)輸出，可與8位CPU接口。 ③提請(qǐng)注意，12/引腳不能由TTL電平來控制，必須直接接至+5V（引腳1）或數(shù)字地（引腳15）。此引腳只作數(shù)字量輸出格式的選擇，對(duì)轉(zhuǎn)換操作不起作用。主要引腳功能說明（3）A0為字節(jié)選擇端。

★

A0引腳有兩個(gè)作用，一是選擇字節(jié)長(zhǎng)度，二是與8位微處理器兼容時(shí)，用來選擇讀出字節(jié)。

★

轉(zhuǎn)換之前，設(shè)A0＝l，AD574A按8位A/D轉(zhuǎn)換；設(shè)A0＝0，則按12位A/D轉(zhuǎn)換，這與12/的狀態(tài)無關(guān)。

★

在讀周期中，A0＝0，高8位數(shù)據(jù)有效；

A0＝1，則低4位數(shù)據(jù)有效。 注意：如果12/＝1，則A0的狀態(tài)不起作用。主要引腳功能說明AD574功能表CE(CS)'R/C'12/8'A0操作0××××禁止×1×××禁止100×0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換100×1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換101接+5V×輸出數(shù)據(jù)格式為12位101接地0輸出數(shù)據(jù)格式為并行高8位101接地1輸出低4位加尾隨4個(gè)0后頁3、AD574A應(yīng)用（1）接口電路：P0.1=0，P0.0=0時(shí)，啟動(dòng)12位A/D轉(zhuǎn)換。地址是：xxxx,xxxx,xxxx,xx00，取一個(gè)地址映射為：FFFCHP0.1=1，P0.0=0時(shí)，高8位數(shù)據(jù)有效。地址是：xxxx,xxxx,xxxx,xx10，取一個(gè)地址映射為：FFFEHP0.1=1，P0.0=1時(shí)，低4位數(shù)據(jù)有效。地址是：xxxx,xxxx,xxxx,xx11，取一個(gè)地址映射為：FFFFH前頁