第二章輸入輸出接口與過程通道

2.1數(shù)字量輸入輸出通道2.2A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3模擬量輸入通道2.4D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.5模擬量輸出通道2.6硬件抗干擾技術(shù)2.1數(shù)字量輸入輸出通道一、數(shù)字量輸入輸出接口技術(shù)1、數(shù)字量輸入接口設(shè)片選端口地址為port可用下列指令完成取數(shù)：MOVDX，portINAL，DX三態(tài)門緩沖器74LS244用來隔離輸入和輸出線路，在兩者之間起緩沖作用。74LS244有8個通道可輸入8個開關(guān)狀態(tài)圖2.1數(shù)字量輸入接口概念:接口、過程通道、過程通道的組成2.1數(shù)字量輸入輸出通道2、數(shù)字量輸出接口片選端口地址為port完成數(shù)據(jù)輸出控制的指令為：MOVAL，DATAMOVDX，portOUTDX，AL74LS273有8個通道可輸出8個開關(guān)狀態(tài)并可驅(qū)動8個輸出裝置

圖2.2數(shù)字量輸出接口2.1數(shù)字量輸入輸出通道（2）大功率輸入調(diào)理電路在高壓和低壓間用光電耦合器進(jìn)行隔離圖2.5大功率輸入調(diào)理電路三、數(shù)字量輸出通道1、數(shù)字量輸出通道的結(jié)構(gòu)主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動電路、輸出口地址譯碼器電路等組成

圖2.6數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)2.1數(shù)字量輸入輸出通道2、輸出驅(qū)動電路（1）小功率直流驅(qū)動電路a、功率晶體管輸出驅(qū)動繼電器電路因負(fù)載呈電感性，所以輸出必須加裝克服反電勢的保護(hù)二極管D，J為繼電器的線圈圖2.7功率晶體管輸出驅(qū)動繼電器b、達(dá)林頓陣列輸出驅(qū)動繼電器電路MC1416是達(dá)林頓陣列驅(qū)動器內(nèi)含7個達(dá)林頓復(fù)合管，每個管的電流都在500mA以上，截止時承受100V電壓。為了防止組件反向擊穿，可使用內(nèi)部保護(hù)二極管

圖2.8MC1416驅(qū)動7個繼電器2.1數(shù)字量輸入輸出通道（2）大功率交流驅(qū)動電路固態(tài)繼電器（SSR）是一種四端有源器件如圖，輸入輸出之間采用光電耦合器進(jìn)行隔離。零交叉電路可使交流電壓變化到零伏附近時讓電路接通，從而減少干擾。電路接通后，由觸發(fā)器給出晶閘管器件的觸發(fā)信號圖2.9固態(tài)繼電器及用法2.2模擬量輸入通道

2.2.1、模擬量輸入通道的組成

圖2.10模擬量輸入通道的組成結(jié)構(gòu)由圖可知，模擬量輸入通道一般由I/V變換，多路轉(zhuǎn)換器，采樣保持器，A/D轉(zhuǎn)換器，接口及控制邏輯等組成2.2模擬量輸入通道2.2.3、多路轉(zhuǎn)換器多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開關(guān),多路開關(guān)是用來切換模擬電壓信號的鍵元件。利用多路開關(guān)可將各個輸入信號依次地或隨機(jī)地連接到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上。常用的多路開關(guān)有CD4051。它是單端的8通道開關(guān)，有三根二進(jìn)制的控制輸入端和一根禁止輸入端INH(高電平禁止)。片上有二進(jìn)制譯碼器，可由A、B、C三個二進(jìn)制信號在8個通道種選擇一個，使輸入和輸出接通。而當(dāng)INH為高電平時，不論A、B、C為何值，8個通道均不通。2.13CD4051原理圖2、量化

所謂量化，就是采用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。將采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為量化過程，執(zhí)行量化動作的裝置是A/D轉(zhuǎn)換器。字長為n的A/D轉(zhuǎn)換器把Ymin～Ymax范圍內(nèi)變化的采樣信號，變換為數(shù)字0～2n-1，其最低有效位（LSB）所對應(yīng)的模擬量q稱為量化單位。2.3模擬量輸入通道例:12位A/D轉(zhuǎn)換器,V=10.24V2410.mvq502122.==由此得：對于一定的轉(zhuǎn)換時間，誤差的百分?jǐn)?shù)和信號頻率成正比，所以一般要限制信號的頻率范圍。2.3模擬量輸入通道（2）采樣保持原理A/D轉(zhuǎn)換過程（即采樣信號的量化過程）需要時間，這個時間稱為A/D轉(zhuǎn)換時間。在采樣期間，如果輸入信號變化較大，就會引起轉(zhuǎn)換誤差。所以在一般情況下采樣信號都不直接送到A/D轉(zhuǎn)換器，還需加保持器作信號保持。采樣保持器的基本組成:由輸入輸出緩沖器A1，A2和采樣開關(guān)K，保持電容CH等組成。2.16采樣保持器的組成2.3模擬量輸入通道（3）常用的采樣保持器常用的集成采樣保持器有LF398、AD582等，其原理結(jié)構(gòu)如圖2.17（a）（b）所示。采用TTL邏輯電平控制2采樣和保持。LF398的采樣控制電平為“1”，保持電平為“0”，AD582相反。OFFSET用于零位調(diào)整。保持電容CH通常外接的，取值與采樣頻率和精度有關(guān)。減少CH可提高采樣頻率但降低精度。選擇采樣保持器的主要因素有獲取時間、電壓下降率等。2.17集成采樣保持器的原理結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)1.轉(zhuǎn)換時間2.分辨率3.線性誤差4.量程5.對基準(zhǔn)電源的要求常用的A/D轉(zhuǎn)換方式:逐次逼近式、雙斜積分式2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3.1、A/D轉(zhuǎn)換器1、8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809ADC0809芯片介紹8位逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換器分辨率為8位，即為1/28≈0.39%模擬電壓轉(zhuǎn)換范圍是0～

+5V標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時間為100s采用28腳雙立直插式封裝

可見ADC0809由：8通道模擬開關(guān)、通道選擇邏輯（地址鎖存與譯碼）、8位A/D轉(zhuǎn)換器及三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成（1）各引腳功能：IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器。ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。上升沿時鎖存3位通道選擇信號。A、B、C：3位地址線即模擬量通道選擇線。ALE為高電平時，地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表3-2。START：啟動A/D轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平有效。上升沿時將轉(zhuǎn)換器內(nèi)部清零，下降沿時啟動A/D轉(zhuǎn)換。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)OE：輸出允許信號，輸入，高電平有效。該信號用來打開三態(tài)輸出緩沖器，將A/D轉(zhuǎn)換得到的8位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總線上。D0～D7：8位數(shù)字量輸出。D0為最低位，D7為最高位。由于有三態(tài)輸出鎖存，可與主機(jī)數(shù)據(jù)總線直接相連CLOCK：外部時鐘脈沖輸入端。當(dāng)脈沖頻率為640kHz時，A/D轉(zhuǎn)換時間為100s。VREF+，VREF-：基準(zhǔn)電壓源正、負(fù)端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電壓范圍，通常VREF+=5VDC，VREF-=0VDC。Vcc：工作電源，5VDC。GND：電源地。2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)（4）三態(tài)輸出鎖存緩沖器該部分用于存放轉(zhuǎn)換結(jié)果D，輸出允許信號OE為高電平時，D由DO7~DO0上輸出；OE為低電平輸入時，數(shù)據(jù)輸出線DO7~DO0為高阻態(tài)。圖2.19ADC0809的轉(zhuǎn)換時序圖2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A

AD574A是一種高性能的12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，

AD574A芯片介紹AD574A是一種高性能的12位逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換器分辨率為1/212=0.024%或為12位轉(zhuǎn)換時間為25μs,適合于在高精度快速采樣系統(tǒng)中使用內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體與ADC0809類似，由12位A/D轉(zhuǎn)換器、控制邏輯、三態(tài)輸出鎖存緩沖器與10V基準(zhǔn)電壓源構(gòu)成，可以直接與主機(jī)數(shù)據(jù)總線連接，但只能輸入一路模擬量AD574A也采用28腳雙立直插式封裝

各引腳功能如下：Vcc：工作電源正端，+12VDC或+15VDC。VEE：工作電源負(fù)端，12VDC或15VDC。VLogic：邏輯電源端，+5VDC。DGND，AGND：數(shù)字地，模擬地。REFOUT：基準(zhǔn)電壓源輸出端，芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源為+10.00V1％。REFIN：基準(zhǔn)電壓源輸入端，如果REFOUT通過電阻接至REFIN，則可用來調(diào)量程。2、12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A

：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平表示正在轉(zhuǎn)換，低電平表示已轉(zhuǎn)換完畢。

DB0-DB11：12位輸出數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出鎖存，可與主機(jī)數(shù)據(jù)線直接相連。

CE：片能用信號，輸入，高電平有效。：片選信號，輸入，低電平有效。

R/：讀/轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平為讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，低電平為起動A/D轉(zhuǎn)換。2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)12/：數(shù)據(jù)輸出方式選擇信號，輸入，高電平時輸出12位數(shù)據(jù)，低電平時與A0信號配合輸出高8位或低4位數(shù)據(jù)。A0：字節(jié)信號，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)，A0為低電平可使AD574A產(chǎn)生12位轉(zhuǎn)換，A0為高電平可使AD574A產(chǎn)生8位轉(zhuǎn)換。在讀數(shù)狀態(tài)，如果12/為低電平，A0為低電平時，則輸出高8位數(shù)，而A0為高電平時，則輸出低4位數(shù)；如果12/為高電平，則A0的狀態(tài)不起作用。2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)

10VIN:模擬信號輸入，量程范圍為10V20VIN：模擬信號輸入，量程范圍為20V

BIPOFF：雙權(quán)性偏置端

表模擬輸入信號的幾種接法2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)圖2.21是AD574A的單、雙極性應(yīng)用時的線路連接方法，以及零點和滿度調(diào)整方法

（a）單極性（b）雙極性圖2.21AD574A的輸入信號連接方法2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)啟動與讀操作時序如圖2.22：STS為AD574A的狀態(tài)輸出信號。啟動后，STS為高電平表示正在轉(zhuǎn)換；25us后轉(zhuǎn)換結(jié)束，STS為低電平。CPU可用查詢方式或中斷方式了解轉(zhuǎn)換過程是否結(jié)束。圖2.22AD574A的工作時序2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.3.2、A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)1、ADC0809與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口8255A的A組和B組都工作于方式0，端口A為輸入口，端口C上半部分為輸入下半部分為輸出口.ADC0809的ALE與START引腳相連接，將PC0~PC2輸出的3位地址鎖存入ADC0809的地址鎖存器并啟動A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809的EOC輸出信號端同OE輸入控制端相連接，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，開放數(shù)據(jù)緩沖器EOC信號還連接到PC7，CPU通過查詢PC7的狀態(tài)而控制數(shù)據(jù)的輸入過程圖2.23ADC0809與PC機(jī)接口假設(shè)8255A已經(jīng)初始化，地址為2C0H~2C3H。ADC0809PROCNEAR；程序開始 MOV CX,8；計數(shù)器置初值為8（8路輸入信號） CLD；方向標(biāo)志位DF置0，數(shù)據(jù)按增地址存儲 MOV BL,00H

；模擬通道地址存BL

LEA DI,DATABUF；將DI指針指向DATABUF開始的地址NEXTA:MOV DX,02C2H；C口地址 MOV AL,BL OUT DX,AL；從IN0開始轉(zhuǎn)換 INC DX；控制器口地址 MOV AL,00000111B

；輸出啟動信號，PC3=1，即START=1，上升沿，并鎖存地址

OUT DX,AL；啟動A/D轉(zhuǎn)換 NOPNOPMOVAL,00000110B；置START下降沿,形成ALE,START脈沖OUT DX,AL DEC DX；DX=02C2H，C口地址NOSC: INAL,DX;檢測轉(zhuǎn)換結(jié)束信號

TESTAL,80H

JNZNOSC；EOC=1

則等待，檢測EOC下降沿NOEOC:IN AL,DX TEST AL,80H JZ NOEOC

；EOC=0,則等待，檢測EOC上升沿，轉(zhuǎn)換結(jié)束

MOV DX,02C0H

；A口地址

IN AL,DX；讀取數(shù)據(jù) STOS DATABUF；把AL中的數(shù)據(jù)存到DI所指內(nèi)存單元，并自動修改地址指針，使（DI）（DI）+1 INC BL

；修改模擬通道地址

LOOP NEXTA；CX-1，并判斷CX=0？

RET ADC0809 ENDP 2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、AD574與PC總線工業(yè)控制接口AD574A的12/8控制引腳和Vlogic相連接,A0接地,使工作于12位轉(zhuǎn)換和讀出方式.8255A的A組和B組都工作于方式0,端口A,B和端口C上半部分規(guī)定為輸入,端口C的下半部分規(guī)定為輸出

圖2.24AD574A與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口2.3A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)AD574A數(shù)據(jù)的程序段（假設(shè)已完成對8255A的初始化編程，8255A地址為2C0H~2C3H）

MOV DX,02C2H MOV AL,00H OUT DX,AL；使-CS，R/-C=0 NOP NOP MOV AL,04H

；使CE=1,啟動轉(zhuǎn)換

OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,03H；使CE=0，-CS=1，R/-C=1 OUT DX,AL

POLLING:IN AL,DX ；查詢STS狀態(tài) TESTAL,80H JNZ POLLING；STS=1,則等待（表正在轉(zhuǎn)換）

MOV AL,01H；使-CS=0，R/-C=1 OUTDX,AL NOP MOV AL,05H；使CE=1，允許讀出 OUTDX,AL MOVDX,02C0H；A口地址 IN AL,DX；讀DB11-DB8到AL中 AND AL,0FH；去掉AL中高4位的干擾 MOVBH,AL；轉(zhuǎn)存入BX的高8位 INC DX；B口地址 IN AL,DX

；讀DB7~DB0

MOVBL,AL；轉(zhuǎn)存入BX的低8位 INC DX MOV AL,03H；使CE=0，-CS=1

OUTDX,AL

；結(jié)束讀出操作利用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A，采用保持器LF398，多路開關(guān)CD4051,8255A并行接口，我們能設(shè)計出PC總線工業(yè)控制機(jī)的模擬量輸入通道電路模板。該模板主要技術(shù)指標(biāo)：●8通道模擬量輸入●12位分辨率●輸入量程為單極性0~10V●A/D轉(zhuǎn)換時間為25us●應(yīng)答方式為查詢

圖2.25給出了模擬量輸入通道的詳細(xì)原理電路圖2.4模擬量輸入通道設(shè)計該模板采集一個數(shù)據(jù)的過程如下：（1）通道選擇將模擬量輸入的通道號寫入8255A的端口C低4位（PC0~PC3），使LF398的工作狀態(tài)受AD574A的STS控制,AD574A未轉(zhuǎn)換期間STS=0，LF398處于采樣狀態(tài)。（2）啟動AD574A進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換通過8255A的端口C的PC4~PC6輸出控制信號啟AD574A。AD574A轉(zhuǎn)換期間，STS=1，LF398處于保持狀態(tài)。（3）查詢AD574A是否轉(zhuǎn)換結(jié)束讀8255A的端口A，了解STS是否已由高電平變?yōu)榈碗娖健＃?）讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果若查詢到STS由1變?yōu)?，則讀8255A的端口A和端口B，便可得到轉(zhuǎn)換結(jié)果.2.4模擬量輸入通道2.4模擬量輸入通道設(shè)8255A的地址為2C0H~2C3H，8255A已經(jīng)初始化，采樣值存入數(shù)據(jù)段中的采樣值緩沖區(qū)BUF。其8通道數(shù)據(jù)采集的程序流程圖如圖2.26所示。8通道數(shù)據(jù)采集程序：AD574APROCNEARCLDLEADI，BUFMOVBL，00000000B；CE=0，-CS=0，R/-C=0MOVCX，8；8通道計數(shù)器ADC:MOVDX，2C2HMOVAL，BLOUTDX，AL；多路開關(guān)有效，且為0通道NOPNOPORAL，01000000B；CE=1，啟動A/DOUTDX，ALANDAL，10111111B；CE=0OUTDX，ALMOVDX，2C0H；8255A斷口A地址PULLING：INAL，DX；測試STSTESTAL，80HJNZPOLLINGMOVAL，BLORAL，00010000B；R/-C=1MOVDX，2C2HOUTDX，ALORAL，01000000B；CE=1OUTDX，ALMOVDX，2C0H；讀高4位INAL，CXANDAL，0FHMOVAH，ALINCDX；讀低8位INAL，DXSTOSW；存入內(nèi)存INCBLLOOPADCMOVAL，00111000B；CE=0；-CS=R/-C=1MOVDX，2C2HOUTDX，ALRETAD574AENDP2.5模擬量輸出通道一、模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)型式1、一個通路設(shè)置一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式這種結(jié)構(gòu)下，微處理器和通路之間通過獨立的接口緩沖器傳送信息。優(yōu)點：轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠缺點：使用較多的D/A轉(zhuǎn)換器。圖2.27一個通路一個D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)2、多個通路共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式見圖2.28。由于共用一個D/A轉(zhuǎn)換器，所以必須在微型機(jī)控制下分時工作。2.5模擬量輸出通道圖2.28共用D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)一、D/A轉(zhuǎn)換原理圖2.29T型電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器

假設(shè)D3、D2、D1、D0全為1，則BS3、BS2、BS1、BS0全部與“1”端相連。根據(jù)電流定律，有：

由于開關(guān)BS3~BS0的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)D3、D2、D1、D0控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式：考慮到放大器反相端為虛地，故：選取Rfb=R，可以得到：

對于n位D/A轉(zhuǎn)換器，它的輸出電壓VOUT與輸入二進(jìn)制數(shù)B(Dn-1~D0)的關(guān)系式可寫成：結(jié)論：由上述推導(dǎo)可見，輸出電壓除了與輸入的二進(jìn)制數(shù)有關(guān)，還與運(yùn)算放大器的反饋電阻

Rfb以及基準(zhǔn)電壓VREF有關(guān)。2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)

常見的D/A轉(zhuǎn)換器的類型包括：電流輸出型：輸出為電流形式，通常要轉(zhuǎn)化為電壓?？赏饨踊騼?nèi)設(shè)放大器從而輸出電壓，速度因外接外大器有滯后電壓輸出型：轉(zhuǎn)換速度快，僅用于高陰抗負(fù)載乘算型：在基準(zhǔn)電壓輸入上加交變信號，能輸出數(shù)字輸入和基準(zhǔn)輸入電壓相乘的結(jié)果，完成乘法運(yùn)算。2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)

二、D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

分辨率：是指D/A轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量，即當(dāng)輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時所對應(yīng)輸出模擬量的變化量，它取決于能轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高。其分辨率與二進(jìn)制位數(shù)n呈下列關(guān)系：分辨率=滿刻度值/（2n-1）=VREF/2n

通常用D/A轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)來表示，如8位、10位、12位。表示D/A轉(zhuǎn)換器輸入二進(jìn)制的最低有效位LSB與滿量程輸出1/2n相對應(yīng)。

建立時間（穩(wěn)定時間）：是指輸入數(shù)字信號的變化為滿量程時，其輸出達(dá)到穩(wěn)定（一般穩(wěn)定到與終值相差±1/2LSB的模擬量范圍）所需時間，也稱穩(wěn)定時間，一般為幾個us線性誤差：實際輸出電流或電壓偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大誤差輸出電平類型：一是電壓輸出，一般為5~10V,一是電流輸出，其值為20mA~3A2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)三、D/A轉(zhuǎn)換器1、8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832主要性能指標(biāo)：分辨率為8位單一電源供電（5~15V)基準(zhǔn)電壓VREF工作范圍為-10V~+10V電流穩(wěn)定時間為1us邏輯輸入電平與TTL電平兼容20腳雙列直插式封裝同系列芯片還有DAC0830、DAC08312、組成原理其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.30所示圖2.30DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)它主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換器、相應(yīng)的選通控制邏輯四部分組成。其中8位的D/A轉(zhuǎn)換器采用R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。輸出是與輸入數(shù)字與比例的電流信號，需外接運(yùn)放才能得到模擬電壓輸出。Rfb為外部運(yùn)放的反饋電阻。內(nèi)部有兩個鎖存器（寄存器）：輸入鎖存器和DAC鎖存器，分別由LE1、LE2控制。2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)DAC0832管腳功能DI0～DI7：數(shù)據(jù)輸入線，其中DI0為最低有效位LSB，DI7為最高有效位MSB。CS：片選信號，輸入線，低電平有效。WR1：寫信號1，輸入線，低電平有效。ILE：輸入允許鎖存信號，輸入線，高電平有效當(dāng)ILE、和同時有效時，8位輸入寄存器端為高電平"1"，此時寄存器的輸出端Q跟隨輸入端D的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平"0"時，原D端輸入數(shù)據(jù)被鎖存于Q端，在此期間D端電平的變化不影響Q端。

2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)XFER(TransferControlSignal):傳送控制信號，輸入線，低電平有效。IOUT1：DAC電流輸出端1，一般作為運(yùn)算放大器差動輸入信號之一。IOUT2：DAC電流輸出端2，一般作為運(yùn)算放大器另一個差動輸入信號。Rfb：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運(yùn)算放大器的輸出端。VREF：基準(zhǔn)電壓源端，輸入線，10VDC～

10VDC。VCC：工作電壓源端，輸入線，5VDC～

15VDC。2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、12位D/A轉(zhuǎn)換器DAC1210圖2.31是DAC1210的內(nèi)部原理框圖，其原理和控制信號功能基本上同DAC0832，兩點不同：一是它是12位的，有12條數(shù)據(jù)輸入線。二是可以用字節(jié)控制信號BYTE1/BYTE2控制數(shù)據(jù)的輸入圖2.31DAC1210內(nèi)部原理圖2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)二、D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)1、8位D/A轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口該電路由8位D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832、運(yùn)算放大器、地址譯碼電路組成。若DAC0832的口地址為300H，則8位二進(jìn)制數(shù)7FH轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序為：MOVDX，300HMOVAL，7FHOUTDX，ALHLT圖2.328位D/A轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2、12位D/A轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口該電路采用12位D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC1210、輸出放大器、地址譯碼器等電路組成。端口地址譯碼器譯出Y0、Y1、Y2三個口地址，設(shè)為300H、301H、302H，這三個口地址用來控制DAC1210工作方式和進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換圖2.3312位D/A轉(zhuǎn)換器與PC總線工業(yè)控制機(jī)接口2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)設(shè)Y0,Y1,Y2的口地址為300H、301H、302H，將12位二進(jìn)制數(shù)83FH轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序為：

MOV DX,300H MOV AL,83H ;送高8位數(shù)據(jù) OUT DX,AL MOV DX,301H MOV AL,0F0H;送低4位數(shù)據(jù)問：為什么不是0FH而是F0H呢？ OUT DX,AL MOV DX,302H OUT DX,AL ;12數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換

HLT二、D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式有電流輸出及電壓輸出方式。單極性與雙極性電壓輸出電路在實際應(yīng)用中，通常采用D/A轉(zhuǎn)換器外加運(yùn)算放大器的方法，把D/A轉(zhuǎn)換器的電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。圖2.34給出D/A轉(zhuǎn)換器的單極性與雙極性輸出電路如果參考電壓為+5v,則Vout1為:0～-5v,Vout2為:±5v.圖2.34D/A轉(zhuǎn)換器的單極性與雙極性輸出2.6D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.7V/I變換1、集成V/I轉(zhuǎn)換器ZF2B20ZF2B20是通過V/I變換的方式產(chǎn)生一個與輸入電壓成比例的輸出電流輸入電壓范圍:0～10v輸出電流范圍:4～20mA利用ZF2B20實現(xiàn)V/I轉(zhuǎn)換極為方便，圖2.36（a）所示電路是一種帶初值校準(zhǔn)的0~10V到4~20mA轉(zhuǎn)換電路；圖2.36（b）是一種帶滿刻度校準(zhǔn)的0~10V到0~20mA轉(zhuǎn)換電路圖2.35ZF2B20引腳圖圖2.36V/I轉(zhuǎn)換電路2、集成V/I轉(zhuǎn)換器AD694AD694是一種4~20mA轉(zhuǎn)換器。AD694的主要特點是：●輸出范圍4~20mA，0~20mA●輸入范圍0~2V或0~20V●電源范圍+4.5~36V●可與電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器直接配合使用，實現(xiàn)程控電流輸出●具有開路或超限報警功能圖2.37為AD694的引腳圖。對于不同的電源電壓、輸入輸出范圍，其引腳接線也各不相同。圖2.37AD694引腳圖2.7V/I變換2.8模擬量輸出通道設(shè)計1、模擬量輸出通道設(shè)計圖2.38是一種8通道的模擬量輸出通道的電路原理圖。該電路采用DAC0832作8位D/A轉(zhuǎn)換器，通過一多路開關(guān)CD4051，可由程序控制，將轉(zhuǎn)換結(jié)果從8通道中的某一通道中送出，送出的結(jié)果以電流形式輸出。圖2.38八通道模擬量輸出通道電路圖2.8模擬量輸出通道該電路使用兩個口地址，它由譯碼器譯出，設(shè)300H為DAC0832的端口地址，301H為CD4051的端口地址。8個輸出數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存數(shù)據(jù)段BUF0~BUF7這8個連續(xù)單元中，輸出子程序如下：DOUT PROC NEAR MOV DX,300H MOV CX,8 MOV AH,0 MOV BX,OFFSETBUF0NEXT: MOV AL,[BX] OUT DX,AL INC DX

MOV AL,AH

OUT DX,AL CALL DELAY INC AH DEC DX INC BX LOOP NEXT RET DOUT ENDP2.9硬件抗干擾技術(shù)一、過程通道抗干擾技術(shù)1、串模干擾及其抑制技術(shù)（1）串模干擾所謂串模干擾是指疊加在被測信號上的干擾噪聲。串模干擾也稱為常態(tài)干擾。如圖2.41所示（2）串模干擾的抑制技術(shù)串模干擾的抑制方法應(yīng)從干擾信號的特性和來源入手，分別對不同情況采取相應(yīng)的措施。一般情況下，串模干擾均比被測信號變化快，故常用二級阻容低通濾波網(wǎng)絡(luò)作為A/D轉(zhuǎn)換器的輸入濾波器，如圖2.42所示2、共模干擾及其抑制方法（1）共模干擾所謂共模干擾是指A/D轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。共模干擾也稱為共態(tài)干擾。如圖2.43所示。（2）共模干擾的抑制方法a、變壓器隔離：利用變壓器把模擬信號電路與數(shù)字信號電路隔離開來，就