1、Page 1Page 2第第8 8章章 A/D A/D和和D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DAC0832Page 3了解了解DAC0832DAC0832的結(jié)構(gòu)和工作原理。的結(jié)構(gòu)和工作原理。理解理解D/AD/A轉(zhuǎn)換器的編程及其應(yīng)用。轉(zhuǎn)換器的編程及其應(yīng)用。了解了解ADC0809ADC0809轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理。轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理。理解理解A/DA/D轉(zhuǎn)換器的編程及其應(yīng)用。轉(zhuǎn)換器的編程及其應(yīng)用。Page 4Page 5 數(shù)字量（Digit）和模擬量（Analog）為了使用計(jì)算機(jī)對(duì)模擬量進(jìn)行采集、加工和為了使用計(jì)算機(jī)對(duì)模擬量進(jìn)行采集、加工和輸出，需要把模擬量轉(zhuǎn)換成便于數(shù)字計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和輸出，需要把模擬量

2、轉(zhuǎn)換成便于數(shù)字計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和加工的數(shù)字量（加工的數(shù)字量（A/DA/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，ADCADC），），或者把數(shù)字量轉(zhuǎn)或者把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量換成模擬量( (D/AD/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，DAC)DAC)。Page 6模擬量輸入輸出通道模擬量輸入輸出通道工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程溫度溫度流量流量傳感傳感器器變送變送器器多多路路開開關(guān)關(guān)采采樣樣保保持持器器A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器換器數(shù)數(shù)字字量量微微機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)控制控制數(shù)字量數(shù)字量I/O接口接口鎖鎖存存器器D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換放大放大驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模擬量模擬量電壓電壓量量信號(hào)信號(hào)處理處理信號(hào)信號(hào)處理處理Page 71 傳感器（變送器） 把外部的物理量（例如：聲音、溫度、壓力、把外部

3、的物理量（例如：聲音、溫度、壓力、流量等）轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號(hào)。流量等）轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號(hào)。2 A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 將電壓表示的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送計(jì)算機(jī)將電壓表示的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送計(jì)算機(jī)處理，它是輸入通道的核心環(huán)節(jié)。處理，它是輸入通道的核心環(huán)節(jié)。Page 83 信號(hào)處理 傳感器輸出的信號(hào)比較微弱，需要經(jīng)過傳感器輸出的信號(hào)比較微弱，需要經(jīng)過放大放大獲得獲得ADCADC所要求的輸入電平范圍。所要求的輸入電平范圍。 安裝在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器及其傳輸線路容易受到干擾信號(hào)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器及其傳輸線路容易受到干擾信號(hào)的影響，需要加接的影響，需要加接濾波濾波電路，濾去干擾信號(hào)。電路，濾去干擾信

4、號(hào)。4 多路開關(guān)多路開關(guān) 需要監(jiān)測(cè)或控制的模擬量往往多于一個(gè)?？梢允褂枚嘈枰O(jiān)測(cè)或控制的模擬量往往多于一個(gè)?？梢允褂枚嗦纺M開關(guān)，輪流接通其中的一路，使多個(gè)模擬信號(hào)共用路模擬開關(guān)，輪流接通其中的一路，使多個(gè)模擬信號(hào)共用一個(gè)一個(gè)ADCADC進(jìn)行進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。Page 95 采樣/保持器 A/DA/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)不變的電路稱為采樣轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)不變的電路稱為采樣/ /保持保持電路電路。 轉(zhuǎn)換開始之前，采樣轉(zhuǎn)換開始之前，采樣/ /保持電路采集輸入信號(hào)保持電路采集輸入信號(hào)( (采樣采樣) )。 轉(zhuǎn)換進(jìn)行過程中，它向轉(zhuǎn)換進(jìn)行過程中，它向A/DA/D轉(zhuǎn)換器保持固定的輸出轉(zhuǎn)換器保

5、持固定的輸出( (保保持持) )。6 D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 D/AD/A轉(zhuǎn)換器將成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。轉(zhuǎn)換器將成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。Page 10數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換Page 11 數(shù)字量是由一位一位的數(shù)字量是由一位一位的二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)位構(gòu)成的數(shù)位構(gòu)成的，每個(gè)數(shù)位都代表一定的權(quán)。每個(gè)數(shù)位都代表一定的權(quán)。 把一個(gè)數(shù)字量變成模擬量把一個(gè)數(shù)字量變成模擬量，必須把每一位上必須把每一位上的代碼按照權(quán)來轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量的代碼按照權(quán)來轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量，再把各模再把各模擬量相加擬量相加，這樣這樣，得到的總的模擬量便對(duì)應(yīng)得到的總的模擬量便對(duì)應(yīng)于于給給定的數(shù)據(jù)定的數(shù)據(jù)。 通常用通常用T T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)

6、現(xiàn)數(shù)字量向模擬電流的轉(zhuǎn)型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字量向模擬電流的轉(zhuǎn)換；再利用運(yùn)算放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信換；再利用運(yùn)算放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。號(hào)。Page 12RfA-+模擬量模擬量輸出輸出運(yùn)算運(yùn)算放大器放大器Vo權(quán)電阻權(quán)電阻位切換開關(guān)位切換開關(guān)d3d2d1d0VR二進(jìn)制輸入二進(jìn)制輸入2R4R8RR權(quán)電阻權(quán)電阻D/AD/APage 13D/AD/A轉(zhuǎn)換的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換的主要性能指標(biāo)（1 1）分辨率）分辨率 分辨率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示。分辨率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示。 在分辨率為在分辨率為n n位的位的D/AD/A轉(zhuǎn)換器中，輸出電壓能轉(zhuǎn)換器中，輸出電壓能區(qū)分區(qū)分2 2n n個(gè)不同的輸

7、入二進(jìn)制代碼狀態(tài)，能給出個(gè)不同的輸入二進(jìn)制代碼狀態(tài)，能給出2 2n n個(gè)個(gè)不同等級(jí)的輸出模擬電壓。不同等級(jí)的輸出模擬電壓。（2 2）精度）精度 精度是指某一數(shù)字量的理論輸出值和經(jīng)精度是指某一數(shù)字量的理論輸出值和經(jīng)DACDAC轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的實(shí)際輸出值之差。換的實(shí)際輸出值之差。Page 14（3 3）線性誤差線性誤差指數(shù)字量變化時(shí)，指數(shù)字量變化時(shí)，D/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化的程度。關(guān)系變化的程度。（4 4）轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間指數(shù)字量從輸入到完成轉(zhuǎn)換、輸出達(dá)到最終值并指數(shù)字量從輸入到完成轉(zhuǎn)換、輸出達(dá)到最終值并穩(wěn)定為止所需的時(shí)間。穩(wěn)定為止所需的時(shí)間。Page 15Pa

8、ge 16DAC0832DAC0832主要特性：主要特性：1.1.分辨率分辨率8 8位；位；2.2.電流建立時(shí)間電流建立時(shí)間1 1SS；3.3.數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；4.4.輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；5.5.邏輯電平輸入與邏輯電平輸入與TTLTTL電平兼容；電平兼容；6.6.單一電源供電（單一電源供電（5 5V V15V15V）；）；7.7.低功耗，低功耗，2020mWmW。Page 17DAC0832DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8 8位位輸入輸入寄存器寄存器8 8位位DACDAC寄存器寄存器8

9、8位位D/AD/A寄存器寄存器D DI I7D7DI I0 0ILEILELE1LE1LE2LE2CSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFERVREFVREFIOUT2IOUT2IOUT1IOUT1RFBRFBAGNDAGND( (模擬地模擬地 ) )Page 188 8位輸入寄存器位輸入寄存器用于存放用于存放CPUCPU送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由沖和鎖存，由LE1LE1加以控制。加以控制。8 8位輸入寄存器位輸入寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由LE2LE2控制?？刂啤? 8位位D/AD/A寄存器寄存器由由8 8位

10、位T T型電阻網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)組成，電子開關(guān)受型電阻網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)組成，電子開關(guān)受8 8位位DACDAC寄存器的輸出控制，寄存器的輸出控制，T T型電阻網(wǎng)絡(luò)能輸出型電阻網(wǎng)絡(luò)能輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流。與數(shù)字量成正比的模擬電流。Page 19T T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/AD/A轉(zhuǎn)換就是要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換就是要將數(shù)字量D D轉(zhuǎn)換成與之成正比的模轉(zhuǎn)換成與之成正比的模擬量擬量V V，即：即：V= RV= RD D ，其中其中R R為比例系數(shù)。為比例系數(shù)。數(shù)模轉(zhuǎn)換（數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/AD/A）電路形式是多種多樣的，多數(shù)電路形式是多種多樣的，多數(shù)采用采用T T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)。Page 20在在T

11、 T型解碼網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源型解碼網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源V VREFREF。二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的每一位的每一位didi（i=0,1,2i=0,1,2）對(duì)應(yīng)一個(gè)電阻對(duì)應(yīng)一個(gè)電阻2 2R R，并由該并由該二進(jìn)制值二進(jìn)制值didi控制一個(gè)雙向電子開關(guān)控制一個(gè)雙向電子開關(guān)KiKi。Page 21n 從從A點(diǎn)看：點(diǎn)看： I0=VA/(2R); I1=2I0n B點(diǎn)左邊的網(wǎng)絡(luò)電路可簡(jiǎn)化一個(gè)點(diǎn)左邊的網(wǎng)絡(luò)電路可簡(jiǎn)化一個(gè)2R的等效電阻，與的等效電阻，與A點(diǎn)點(diǎn)同樣原理可得同樣原理可得 ： I1=VB/(2R); I2=2I1n 最后將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電路等效為一個(gè)阻值為最后將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電路等效為一個(gè)阻值為R的電阻，則由的

12、電阻，則由H點(diǎn)：點(diǎn)：I =VREF/R I7=I/21、 I6=I/22、 I5=I/23、 I4=I/24、 I3=I/25、 I2=I/26、 I1=I/27、 I0=I/28n 當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為11111111時(shí)，總電流：時(shí)，總電流： Io1=I/28*(27+26+25+24+23+22+21+20)Page 22n 輸出電壓：輸出電壓： Vo = -Io1*Rfb =-(VREF/R)/28) *(27+26+25+24+23+22+21+20)*Rfbn 推廣到一般情況，對(duì)于推廣到一般情況，對(duì)于n位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)D， 其輸出電其輸出電壓為：壓為： V=(VREF *Rf

13、b) /(R*2n )*DPage 23DAC0832DAC0832的引腳信號(hào)的引腳信號(hào)20201919181817171616151514141313121211111 12 23 34 45 56 67 78 89 91010 V VCCCC ILEILE WR2WR2 XFERXFER DI4DI4 DI5DI5 DI6DI6 DI7DI7IOUT1IOUT1IOUT2IOUT2 CSCS WR1WR1 AGNDAGNDDI3DI3DI2DI2DI1DI1DI0DI0VREFVREFRFBRFBDGNDDGNDPage 24n D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線位數(shù)據(jù)輸入線n ILE: 數(shù)據(jù)鎖存允

14、許控制信號(hào)輸入線，高電平有效；數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效；n CS: 片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；有效；n WR1: 為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。n XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。 n WR2：為為DAC寄存器寫選通輸入線。寄存器寫選通輸入線。n Iout1:電流輸出線。當(dāng)輸入全為電流輸出線。當(dāng)輸入全為1時(shí)時(shí)Iout1最大。最大。 n Iout2: 電流輸出線。其值與電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。之和為一常數(shù)。Page 25DAC0832

15、DAC0832的工作方式的工作方式直通方式直通方式當(dāng)當(dāng)ILEILE接高電平，接高電平，CSCS、WR1WR1、WR2WR2和和XFERXFER都接數(shù)字地都接數(shù)字地時(shí)，時(shí)，DACDAC處于直通方式，處于直通方式，8 8位數(shù)字量一旦到達(dá)位數(shù)字量一旦到達(dá)DI7DI7DI0DI0輸入端，就立即加到輸入端，就立即加到8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成模擬量。模擬量。單緩沖方式單緩沖方式 只要把兩個(gè)寄存器中的任何一個(gè)接成直通方式，只要把兩個(gè)寄存器中的任何一個(gè)接成直通方式，而用另一個(gè)鎖存器數(shù)據(jù)，而用另一個(gè)鎖存器數(shù)據(jù)，DACDAC就可處于單緩沖工作就可處于單緩沖工作方式。方式。Page 2

16、6+-Voport數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線地址地址譯碼譯碼PC總線總線IOWA0A9D0D7+5VCSDAC0832DI0DI7IOUT1IOUT2RFBXFER WR2WR1ILE單緩沖工作方式單緩沖工作方式: : 輸入寄存器輸入寄存器工作于工作于受控受控狀態(tài)狀態(tài)DACDAC寄存器寄存器工作于工作于直通直通狀態(tài)狀態(tài)Page 27D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換IOUT2DI7DI0LEIOUT1LECSWR1ILE&WR2XFER&輸入輸入寄存寄存RFB-+VoIOWA9A0D7D0+5VPC總線總線port地址地址譯碼譯碼DAC寄存寄存轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, da

17、ta ;取數(shù)字量取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, ALPage 28port數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線地址地址譯碼譯碼PC總線總線IOWA0A9D0D7+5VXFERDAC0832DI0DI7+-VoIOUT1IOUT2RFBCS WR1WR2ILE單緩沖工作方式單緩沖工作方式 : 輸入寄存器輸入寄存器工作于工作于直通直通狀態(tài)狀態(tài)DAC寄存器寄存器工作于工作于受控受控狀態(tài)狀態(tài)Page 29IOUT2DI7DI0LECSWR1ILE&輸入輸入寄存寄存VoD7D0+5VPC總線總線portWR2IOWA9A0XFERD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LEIOUT1RFB-+DAC寄存寄存地址地址譯碼譯碼&

18、amp;轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, ALPage 30雙緩沖方式雙緩沖方式 把把DAC083DAC0832 2的輸入鎖存器和的輸入鎖存器和DACDAC寄存器都接成受控鎖寄存器都接成受控鎖存方式。這種方式適用于多路存方式。這種方式適用于多路D/AD/A同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。系統(tǒng)。DAC0832PC總線總線數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 線線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2CS地地址址譯譯碼碼A0A9XFERVREF-5Vport1port2DGNDAG

19、NDPage 31IOUT2DI7DI0LECSWR1ILE&輸入輸入寄存寄存VoD7D0+5VPC總線總線port2WR2IOWA9A0XFERD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LEIOUT1RFB-+DAC寄存寄存地地址址譯譯碼碼&port1轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量取數(shù)字量MOV DX，port1OUT DX, AL ;打開第一級(jí)鎖存打開第一級(jí)鎖存MOV DX, port2OUT DX, AL ;打開第二級(jí)鎖存打開第二級(jí)鎖存Page 32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。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。思考思考

20、：相應(yīng)的程序如何編寫？：相應(yīng)的程序如何編寫？地地址址譯譯碼碼port1XFERWR2CSWR1ILE+D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換DI7DI0Vo1port2XFERWR2CSWR1ILE+D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換DI7DI0Vo2port3DAC0832DAC0832D7D0A9A0IOWPC總線總線+5v+5vPage 33例例1 連線如圖，計(jì)算當(dāng)數(shù)字量為連線如圖，計(jì)算當(dāng)數(shù)字量為0CDH時(shí)的輸出時(shí)的輸出Vo。數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地地址址譯譯碼碼A0A9XFERVREF-5Vport1port2轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)的程序段：轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)

21、據(jù)的程序段：MOV AL, 0CDHMOV DX，port1OUT DX, ALMOV DX, port2OUT DX, ALPage 34DAC0832DAC0832的應(yīng)用的應(yīng)用DAC0832D7-D0D7-D0PORT0PORT1譯碼器CSXFERWR1WR2IOWILEVref+5VIout1Iout2Rfb模擬地R2RVref-+2RVout-+地址M/IOPage 35輸出鋸齒波的程序段MOVMOVAL,0AL,0J1J1： CALL CALL OUTPUTOUTPUT；輸出當(dāng)前值輸出當(dāng)前值INCINCALAL；產(chǎn)生下一個(gè)輸出值產(chǎn)生下一個(gè)輸出值JMPJMPJ1J1Page 36輸出三

22、角波的程序段S0S0： MOVMOVALAL， 0 0；ALAL中置初值中置初值0 0，S1:S1:CALLCALL OUTPUTOUTPUT；輸出三角波的上升段輸出三角波的上升段INCINCALALJNJNC CS1S1S S2 2： CALLCALL OUTPUTOUTPUT；輸出三角波的下降段輸出三角波的下降段DECDECALAL；產(chǎn)生下降段下一個(gè)值產(chǎn)生下降段下一個(gè)值JNZ JNZ S2S2； JMPJMPS1S1；下降段結(jié)束，下降段結(jié)束，；輸出下一個(gè)三角波；輸出下一個(gè)三角波 Page 37OUTPUTOUTPUTPROCPROC NEARNEAR MOVMOVDX, PORT0DX,

23、PORT0 ；DAC0832DAC0832端口地址端口地址 OUTOUTDX, ALDX, ALINCINCDXDXOUTOUTDX, AL DX, AL PUSHPUSH AXAXMOVMOVAX, NAX, N；延時(shí)的時(shí)間常數(shù)延時(shí)的時(shí)間常數(shù)WT: WT: DECDECAXAXJNZJNZWT WT ；延時(shí)延時(shí)POPPOPAXAXRETRETOUTPUTOUTPUTENDPENDP子程序子程序“OUTPUT”O(jiān)UTPUT” Page 38A/D 轉(zhuǎn)換Page 39信號(hào)變換中的采樣、量化和編碼由于輸入的模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)量，所以一般由于輸入的模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)量，所以一般的的A/DA/

24、D轉(zhuǎn)換過程為：轉(zhuǎn)換過程為： 取樣、保持、量化和編碼。取樣、保持、量化和編碼。 模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)采樣保持量化編碼Page 401. 采樣和保持采樣：采樣：模擬信號(hào)的大小隨著時(shí)間不斷地變化，模擬信號(hào)的大小隨著時(shí)間不斷地變化，A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換實(shí)際上是按一定的周期對(duì)各瞬時(shí)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。實(shí)際上是按一定的周期對(duì)各瞬時(shí)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。采樣保持：采樣保持：對(duì)于變化較快的輸入模擬信號(hào)，對(duì)于變化較快的輸入模擬信號(hào)，A/DA/D轉(zhuǎn)換前轉(zhuǎn)換前可采用采樣保持器，使得在轉(zhuǎn)換期間保持固定的模擬可采用采樣保持器，使得在轉(zhuǎn)換期間保持固定的模擬信號(hào)值。信號(hào)值。采樣定理：采樣定理：采樣頻率要高于或至少等于輸入信號(hào)最高采樣頻率要高于或

25、至少等于輸入信號(hào)最高頻率的頻率的2 2倍。實(shí)際應(yīng)用中，采樣頻率可以達(dá)到信號(hào)最高倍。實(shí)際應(yīng)用中，采樣頻率可以達(dá)到信號(hào)最高頻率的頻率的4 48 8倍。倍。Page 41量化：量化：量化是把采樣量化是把采樣值取整為最小單位值取整為最小單位的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。編碼：編碼：把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。 2. 量化和編碼0 01 12 23 34 45 56 67 7 待待轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換模模擬擬量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換后后數(shù)數(shù)字字量量0 00 00 00 00 01 10 01 10 0 0 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 0Page 42000001010

26、011100101110111t0 t1 t2 t3t4 t5t6t7t8 t9t采樣量化結(jié)果采樣量化結(jié)果量化區(qū)間量化區(qū)間010 101 110 111 111 110 100 011010 001V(t)Page 43A/DA/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1、分辨率n ADC的分辨率是指使輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。n 常用二進(jìn)制的位數(shù)表示。n 例如12位ADC的分辨率就是12位，或者說分辨率為滿刻度FS的1/212。 一個(gè)10V滿刻度的12位ADC能分辨輸入電壓變化最小值是10V1/212=2.4mV。Page 442、量化誤差n 量化誤差是ADC的有

27、限位數(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行量化而引起的誤差。n 實(shí)際上，要準(zhǔn)確表示模擬量，ADC的位數(shù)需很大甚至無窮大。一個(gè)分辨率有限的ADC的階梯狀轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的ADC轉(zhuǎn)換特性曲線（直線）之間的最大偏差即是量化誤差。Page 45Page 463、偏移誤差n 偏移誤差是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零的值，所以有時(shí)又稱為零值誤差。n 假定ADC沒有非線性誤差，則其轉(zhuǎn)換特性曲線各階梯中點(diǎn)的連線必定是直線，這條直線與橫軸相交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值就是偏移誤差。Page 474、絕對(duì)精度n 在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值，稱為絕對(duì)精度。5、轉(zhuǎn)換速率n ADC的轉(zhuǎn)換速

28、率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。n 而完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間（包括穩(wěn)定時(shí)間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。Page 48A/D 轉(zhuǎn)換原理這種方式的轉(zhuǎn)換中有這種方式的轉(zhuǎn)換中有兩個(gè)積分時(shí)間兩個(gè)積分時(shí)間：T0T0：用模擬輸入電壓對(duì)電容積分（充電）的時(shí)間這個(gè)時(shí)間用模擬輸入電壓對(duì)電容積分（充電）的時(shí)間這個(gè)時(shí)間是固定的；是固定的；T1T1：以電容充電后的電壓為初值，對(duì)參考電源以電容充電后的電壓為初值，對(duì)參考電源V VRefRef反向積反向積分，也就是積分電容被放電至零所需的時(shí)間。分，也就是積分電容被放電至零所需的時(shí)間。1.雙積分型雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器Page 49 雙積分型雙積分型A

29、/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓輸入電壓輸入電壓KVout-+。積分器積分器CFR檢零檢零比較器比較器數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出(a) 雙積分雙積分A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)VA1VA2V1V2V1V2T0T2T1t(b) 模擬信號(hào)大小與積分時(shí)間的關(guān)系模擬信號(hào)大小與積分時(shí)間的關(guān)系時(shí)鐘時(shí)鐘控制邏輯控制邏輯計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器VRefViPage 50 逐次逼近式逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器8位D/A轉(zhuǎn)換器逐次逼近寄存器緩沖寄存器控制電路D7D0CLK啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換結(jié)束比較器：ViV0輸出為“1” ViV0輸出為“0”Vi輸出模擬電壓V0+-逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器Page 51典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809

30、 逐次逼近型逐次逼近型8位位A/D轉(zhuǎn)換芯片；轉(zhuǎn)換芯片； 片內(nèi)有片內(nèi)有8路模擬開關(guān)，可以同時(shí)連接路模擬開關(guān)，可以同時(shí)連接8路模擬量；路模擬量； 單極性，量程為單極性，量程為05V； 典型的轉(zhuǎn)換速度典型的轉(zhuǎn)換速度 100s； 片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與CPU總線連接；總線連接； 有有較高的性能價(jià)格比較高的性能價(jià)格比，適用于對(duì)精度和采樣速度要求適用于對(duì)精度和采樣速度要求 不高的場(chǎng)合或一般的工業(yè)控制領(lǐng)域不高的場(chǎng)合或一般的工業(yè)控制領(lǐng)域。Page 52n ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)8路模擬開關(guān)地址鎖存譯碼電子開關(guān)逐次逼近寄存器控制與時(shí)序解碼網(wǎng)絡(luò)START CLK三態(tài)門V

31、CCGNDVREF(+)VREF(-)OEEOCIN0IN7ADDCADDBADDAALEADC0809引腳與內(nèi)部結(jié)構(gòu)Page 53n ADC0809引腳功能如下：n IN0IN7：模擬量輸入，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬量。n ALE：通道鎖存信號(hào)，高電平有效。在高電平時(shí)將通道選擇ABC鎖存。 n A、B、C：通道選擇，用于選擇模擬通道。被選模擬通道與ABC的關(guān)系如下表所示。n D0D7：數(shù)字量輸出，是轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。n START：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，正脈沖啟動(dòng)ADC0809開始轉(zhuǎn)換。n EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，通知CPU可以讀數(shù)據(jù)。Page 54Page 55n OE：輸出允許信號(hào)

32、，由CPU送來，高電平時(shí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D0D7數(shù)據(jù)線上。n CLK：工作時(shí)鐘輸入端。其頻率為640kHz。n Vcc：工作電源，+5V。n GND：地線。n VR+、VR-：參考電壓輸入端。通常情況下VR+與Vcc相連， VR-與GND相連。 Page 56A/D轉(zhuǎn)換器接口基本原理與方法轉(zhuǎn)換器接口基本原理與方法（1） ALE信號(hào)鎖存地址信號(hào)信號(hào)鎖存地址信號(hào)ADDAADDC。（2） START脈沖啟動(dòng)脈沖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換（3） 轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC變?yōu)楦唠娖剑鹤優(yōu)楦唠娖剑?可以作為狀態(tài)信號(hào)由可以作為狀態(tài)信號(hào)由CPU查詢；查詢； 可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)通知可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)通知CPU。（4） CPU在查詢式在查詢式I/O程序或中斷服務(wù)程序中：程序或中斷服務(wù)程序中： 執(zhí)行輸入指令（讀執(zhí)行輸入指令（讀ADC0809數(shù)據(jù)端口）；數(shù)據(jù)端口）； 該指令經(jīng)地址譯碼電路