第9章DA、AD轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口

第九章D/A、A/D轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口9.1概述9.2D/A轉(zhuǎn)換器芯片及其與CPU的接口9.3A/D轉(zhuǎn)換器芯片及其與CPU的接口9.1概述數(shù)/模（D/A）和模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換技術(shù)主要用于計(jì)算機(jī)控制和測(cè)量?jī)x表中。典型的閉環(huán)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)為：

9.2D/A轉(zhuǎn)換器芯片及其接口技術(shù)`9.2.1D/A轉(zhuǎn)換原理與基本參數(shù)

數(shù)字量是由一位一位的數(shù)位組成的,每個(gè)數(shù)位都代表一定的權(quán)。D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，就是把一個(gè)數(shù)字量的每一位代碼按權(quán)的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量分量，然后用線性疊加原理將各位代碼對(duì)應(yīng)的模擬輸出量相加，其和就是與數(shù)字量成正比的模擬量。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字量往模擬電流的轉(zhuǎn)換，再利用運(yùn)算放大器來(lái)完成模擬電流到模擬電壓的轉(zhuǎn)換。所以，要把一個(gè)數(shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓，需要兩個(gè)環(huán)節(jié)。有些D/A轉(zhuǎn)換器芯片只包含前一個(gè)環(huán)節(jié)，有些包含兩個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于前一種，需外接運(yùn)算放大器?；緟?shù)：分辨率精度線性度建立時(shí)間（轉(zhuǎn)換時(shí)間）溫度系數(shù)9.2.2DAC1210轉(zhuǎn)換器芯片及其接口1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2、工作方式（1）單緩沖方式將輸入鎖存器和DAC寄存器兩級(jí)輸入當(dāng)作一級(jí)輸入。硬件連接如下：

（2）雙緩沖方式是將數(shù)據(jù)經(jīng)輸入鎖存器和DAC寄存器兩級(jí)輸入到D/A轉(zhuǎn)換器。對(duì)于與16位數(shù)據(jù)總線連接時(shí)，分別看作兩個(gè)端口予以控制，寫(xiě)兩次。對(duì)于與8位數(shù)據(jù)總線連接時(shí)，寫(xiě)三次。硬件連接如下：

3、輸出方式

由于DAC1210屬于電流輸出型的D/A轉(zhuǎn)換器，需用運(yùn)算放大器將電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。一般電壓輸出分為單極性和雙極性?xún)煞N。單極性輸出方式：雙極性輸出方式：

4、應(yīng)用舉例

例1如圖所示,向DAC1210連續(xù)不斷地輸出數(shù)據(jù),即可得到相應(yīng)的電壓信號(hào)。設(shè)端口地址為PORT,編寫(xiě)產(chǎn)生連續(xù)方波的程序。

MOVDX，PORTLP：MOVAX，0OUTDX，AXCALLRLY；延時(shí)MOVAX，0FFFHOUTDX，AXCALLRLYJMPLP

例2同上題,編寫(xiě)產(chǎn)生連續(xù)三角波的程序。

MOVDX，PORTXORAX，AXW1：OUTDX，AXINCAXNOPCMPAX，0FFFHJNZW1W2：OUTDX，AXDECAXNOPCMPAX，0JNZW2JMPW1

例3同上題,編寫(xiě)產(chǎn)生連續(xù)梯形波的程序。

MOVDX，PORTXORAX，AXOUTDX，AXW3：CALLRLY1W1：INCAXOUTDX，AXNOPCMPAX，0FFFHJNZW1CALLRLY2W2：DECAXOUTDX，AXNOPCMPAX，0JNZW2JMPW39.2.3DAC與CPU接口時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、數(shù)據(jù)鎖存問(wèn)題2、模擬信號(hào)輸出問(wèn)題3、D/A位數(shù)多于數(shù)據(jù)總線位數(shù)問(wèn)題

（可采用兩級(jí)鎖存的辦法）

或

9.3A/D轉(zhuǎn)換器芯片及其接口技術(shù)`9.3.1采樣和量化注意:采樣時(shí)必須要符合采樣定理,即采樣頻率f0大于等于輸入信號(hào)最高頻率fm的2倍。量化：以一定的量化單位，把離散的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散的階躍量的過(guò)程。通常用“四舍五入”的方法使之整量化。9.3.2A/D工作原理9.3.3A/D性能參數(shù)

分辨率量化誤差轉(zhuǎn)換時(shí)間精度漏碼9.3.4ADC0809一、原理框圖二、應(yīng)用舉例1、查詢(xún)法

假設(shè)僅對(duì)模擬通道IN0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。采用查詢(xún)方式的程序如下(對(duì)0通道采樣一個(gè)點(diǎn))：OUT50H，AL；選通IN0，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換NOPW：INAL，41H；輸入EOC標(biāo)志TESTAL，01HJZW；未結(jié)束，返回等待INAL，49H；結(jié)束，把結(jié)果送入AL中

若對(duì)IN0～I(xiàn)N78個(gè)通道的模擬量各采樣100個(gè)點(diǎn)：MOVBX，OFFSETWP；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指針MOVCL，100；設(shè)置計(jì)數(shù)初值N：MOVDX，0050HP：OUTDX，AL；選通一個(gè)通道，啟動(dòng)A/DNOPW：INAL，41H；輸入EOC標(biāo)志TESTAL，01H；測(cè)試狀態(tài)JZW；未結(jié)束，返回等待INAL，49H；結(jié)束，讀數(shù)據(jù)MOV［BX］，AL；存數(shù)INCBX；修改存儲(chǔ)地址指針I(yè)NCDX；修改A/D通道地址CMPDX，0058H；判斷8個(gè)通道是否轉(zhuǎn)換完JNZP；未完，返回啟動(dòng)新通道DECCL；100個(gè)點(diǎn)是否采樣完了，JNZN；未完返回再啟動(dòng)IN0HLT；100個(gè)點(diǎn)完了，暫停（參考書(shū)）例9．5有如下接口原理圖，如圖所示。編寫(xiě)出對(duì)IN0～I(xiàn)N7八個(gè)模擬量各采樣100個(gè)點(diǎn)的簡(jiǎn)化匯編源程序。解根據(jù)譯碼電路，ADC0809的START地址為85H,EOC地址為81H，OE地址為83H。完成題目要求的程序如下：.MODELSMALL.DATABLOCKDB800DUP(?).CODE.STARTUP

LEADI，BLOCKMOVCX，100；循環(huán)100次，次數(shù)送CXPP：MOVBL，0LL：MOVAL，BL；BL用來(lái)選擇通道OUT85H，AL；啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器NOPNOP；延遲，避免虛假EOC信號(hào)W：INAL，81HTESTAL，01HJZW；檢測(cè)EOC，判斷轉(zhuǎn)換結(jié)束否？；若轉(zhuǎn)換未結(jié)束，繼續(xù)檢測(cè)INAL，83HMOV[DI]，AL；若轉(zhuǎn)換好，讀數(shù)并存入內(nèi)存INCDIINCBL；下一個(gè)通道CMPBL，08HJNZLL；八個(gè)通道是否轉(zhuǎn)換完？若否，；繼續(xù)下一個(gè)通道轉(zhuǎn)換LOOPPP.EXITEND2、中斷法

假設(shè)ADC0809端口地址為98H，僅對(duì)模擬通道IN3進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。采用中斷響應(yīng)法的程序?yàn)镃LIMOVAL，03HOUT98H，AL；選通IN3，并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換NOPNOPSTI而在中斷服務(wù)程序中用一條指令I(lǐng)NAL，98H；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量若對(duì)IN0~IN78個(gè)通道的模擬量各采樣100個(gè)點(diǎn)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量采用中斷方式8259A邊沿觸發(fā)，自動(dòng)結(jié)束，非緩沖方式，單片使用中斷類(lèi)型碼為70—77H，偶地址假設(shè)為20H，奇地址為21H的程序如下(偽指令省略)：WPDB800DUP（？）MOVAL，13H；ICW1OUT20H，ALMOVAL，70H；ICW2OUT21H，ALMOVAL，03H；ICW4OUT21H，ALPUSHDSMOVAX，0MOVDS，AXMOVBX，OFFSETXYMOVSI，SEGXYMOV［01CCH］，BXMOV［01CEH］，SIPOPDSMOVCX，100MOVDI，0FFSETWPSTIPP：MOVBL，00HLL：MOVAL，BLOUT98H，ALHLTINCBLCMPBL，08HJNZLLDECCXJNZPPHLT中斷服務(wù)程序：XY：PUSHAXSTIINAL，98HMOV［DI］，ALINCDICLIPOPAXIRET（參考書(shū)）例9．7有如圖所示的接口原理圖。設(shè)：該系統(tǒng)8259A的八個(gè)中斷類(lèi)型碼為70H～77H，邊沿觸發(fā)。寫(xiě)出對(duì)IN1一個(gè)模擬量采樣并轉(zhuǎn)換十個(gè)點(diǎn)的程序片段。

解由接口圖分析可知ADC0809的START地址為89H，OE地址為98H；8259A的地址為A8H和A9H。完成對(duì)IN1一個(gè)模擬量采樣并轉(zhuǎn)換十個(gè)點(diǎn)的程序片段如下。

；建立向量表PUSHDSMOVAX，0MOVDS，AXMOVBX，OFFSET

INT-SERV；

INT-SERV為中斷服務(wù)程序首地址MOV[01C8H]，BX；72H×4＝01C8HMOVBX，SEG

INT-SERVMOV[01CAH]，BXPOPDS；初始化8259AMOVAL，13HOUT0A8H，AL；ICW1MOVAL，70HOUT0A9H，AL；ICW2MOVAL，01HOUT0A9H，AL；ICW4

MOVBX，OFFSETWP