第十一章模擬接口教學(xué)重點(diǎn)

DAC0832的應(yīng)用

ADC0809的應(yīng)用1.模擬量與數(shù)字量模擬量——連續(xù)變化的物理量數(shù)字量——時(shí)間和數(shù)值上都離散的量模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADCDAC數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器11.1概述微型計(jì)算機(jī)在實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,常常要測(cè)試和處理連續(xù)變化的模擬量,如電壓、溫度、壓力、流量等。計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字量,因此,必須在被控對(duì)象和CPU之間設(shè)置轉(zhuǎn)換器以實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的相互轉(zhuǎn)換。D/A和A/D接口就是分別實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的連接電路。2.計(jì)算機(jī)模擬輸入輸出系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)1現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)2現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)n微型計(jì)算機(jī)放大器放大器放大器多路開(kāi)關(guān)低通濾波傳感器低通濾波傳感器低通濾波傳感器A/D轉(zhuǎn)換器采樣保持器數(shù)字信號(hào)受控對(duì)象控制信號(hào)模擬信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換器放大驅(qū)動(dòng)電路…11.2D/A轉(zhuǎn)換器DAC數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器模擬量數(shù)字量11.2.1D/A轉(zhuǎn)換的基本原理1.基本概念數(shù)字量：大小由二進(jìn)制數(shù)表示的量。

D/A轉(zhuǎn)換器：將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器。

數(shù)字量

→按權(quán)相加

→模擬量101B＝1×22＋0×21＋1×20＝5D設(shè)K=1,n=3,則輸出vO=D2+D1+D0輸入數(shù)字量與輸出電壓之間的關(guān)系可用轉(zhuǎn)換特性來(lái)表示。

從圖中可見(jiàn),每一個(gè)二進(jìn)制代碼的數(shù)字信號(hào),通過(guò)位數(shù)的計(jì)算,都可對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值。式中K=1,意味著每個(gè)數(shù)字量代表1v,每一個(gè)二進(jìn)制代碼的數(shù)字信號(hào)都對(duì)應(yīng)一個(gè)模擬電壓值。

轉(zhuǎn)換精度應(yīng)該指出,相鄰兩個(gè)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)值是不連續(xù)的,它們中間的差值由系數(shù)K來(lái)決定。輸入數(shù)字信號(hào)位數(shù)越多,K越小，輸出模擬信號(hào)越接近連續(xù)模擬信號(hào),轉(zhuǎn)換的精度也就越高。2.DAC電路介紹兩種實(shí)現(xiàn)

D/A轉(zhuǎn)換電路。

1）權(quán)電阻D/A

構(gòu)成：權(quán)電阻、位切換開(kāi)關(guān)、反饋電阻和運(yùn)算放大器。1/2R工作過(guò)程：圖中,D3～D0是被轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)字量,它們用來(lái)控制位切換開(kāi)關(guān),取值0時(shí)位開(kāi)關(guān)斷開(kāi),該位無(wú)電流輸入;取值1時(shí)開(kāi)關(guān)合上,該位有電流輸入。權(quán)電阻的阻值按二進(jìn)制的權(quán)值配置

,開(kāi)關(guān)接通時(shí),放大器的各路輸入電流是VR/(8R)、VR/(4R)、VR/(2R)、VR/(R),其中VR為基準(zhǔn)電壓。經(jīng)運(yùn)算放大器反相求和,輸出的模擬量與輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)d3,d2,d1,d0成比例。

運(yùn)放輸入端有4個(gè)支路,從4個(gè)開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)到全部閉合,運(yùn)算放大器可以得到16種不同的電流輸入。這就是說(shuō),通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò),可以把0000～1111轉(zhuǎn)換成大小不同的電流,從而可以在運(yùn)算放大器輸出端得到大小不同的電壓。如果由數(shù)字0000每次增1,一直變化到1111,那么,就可以得到一個(gè)階梯波電壓,如圖所示。RO=1/2R2）T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：如圖所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只需要

R和2R兩種電阻。工作過(guò)程:開(kāi)關(guān)K0~K3受二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)位

D0~D3控制，取0時(shí)開(kāi)關(guān)與地相連,該位無(wú)電流輸入;取1

時(shí)開(kāi)關(guān)與參考電壓VR接通,

該位有電流輸入。支路電阻：從圖中可以看到,不管開(kāi)關(guān)倒向哪一邊,都可以認(rèn)為是接“地”。節(jié)點(diǎn)A、B、C、D等效電阻為R,

這樣就很容易算出各點(diǎn)的電位。VD＝VREFVC＝VREF/2VB＝VREF/4VA＝VREF/8I0＝VA/2R＝VREF/（8×2R）I1＝VB/2R＝VREF/（4×2R）I2＝VC/2R＝VREF/（2×2R）I3＝VD/2R＝VREF/（1×2R）總電流I＝I0D0+I1D1+I2D2+I3D3

＝VREF/2R×（1/8D0＋1/4D1＋1/2D2＋D3）RO＝RVo＝－I×RO

＝－VREF×[（D020＋D121＋D222＋D323）/24]

=-VREF×D/24輸出電壓Vo＝－（D/2n）×VREF3.D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)

1)分辨率:D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字量變化一個(gè)LSB所對(duì)應(yīng)的模擬量的變化量。即分辨率=VREF

/(V)

式中n

為D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。位數(shù)多分辨率也就高。例如,一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換8位二進(jìn)制數(shù),若轉(zhuǎn)換后的電壓滿量程是5V,

則它能分辨的最小電壓為

5V/256=19.53mV。分辨率取決于D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。2)轉(zhuǎn)換時(shí)間：數(shù)字量輸入到輸出達(dá)到最終值并穩(wěn)定為止所需的時(shí)間。電流型D/A轉(zhuǎn)換較快，(ns)

電壓型D/A轉(zhuǎn)換較慢，取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。3)精度：指D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出電壓與理論值之間的誤差。一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位,例如±(1/2)LSB。11.2.2DAC0832芯片DAC0832是典型的8位電流輸出型通用DAC芯片1.DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF輸入寄存器DGNDDI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER

●一個(gè)T型電阻網(wǎng)絡(luò),用來(lái)實(shí)現(xiàn)D/A

轉(zhuǎn)換,它需要外接運(yùn)算放大器,才能得到模擬電壓輸出。

●兩級(jí)鎖存器,輸入和DAC寄存器。

2.DAC0832的引腳定義·CS片選信號(hào),它和允許輸入鎖存信號(hào)

ILE合起來(lái)決定WR1是否起作用?！LE允許鎖存信號(hào),高電平有效;·WR1輸入寄存器的“寫(xiě)”選通信號(hào),低電平有效。它作為第一級(jí)鎖存信號(hào)將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器中,WR1必須和

CS、ILE同時(shí)有效。·WR2DAC寄存器的“寫(xiě)”選通信號(hào)。它將鎖存在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)送到8位DAC

寄存器中進(jìn)行鎖存,此時(shí),傳送控制信號(hào)XFER必須有效?！?/p>

XFER傳送控制信號(hào),用來(lái)控制WR2?！I7～DI0數(shù)據(jù)輸入端,DI7為最高位?！OUT1

、IOUT2模擬電流輸出端。

IOUT1

隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。當(dāng)DAC寄存器中全為1時(shí),

輸出電流最大,當(dāng)DAC寄存器中全為0時(shí),輸出電流為0。·RFB反饋電阻引出端,DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻,所以,RFB端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端,這樣,

相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間。·VREF參考電壓輸入端,-10～+10V?！CC

芯片供電電壓,+5～+15V,最佳工作狀態(tài)是+15V?！GND模擬量地,即模擬電路接地端?！GND數(shù)字量地。3.工作方式兩級(jí)緩沖寄存器都是直通鎖存器LE＝1，直通（輸出等于輸入）LE＝0，鎖存（輸出保持不變）LE2LE1DAC0832輸入寄存器DI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout1直通方式LE1＝LE2＝1輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器本課程要求掌握LE2LE1DAC0832輸入寄存器DI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout1單緩沖方式LE1＝1，或者LE2＝1兩個(gè)寄存器之一始終處于直通狀態(tài)另一個(gè)寄存器處于受控狀態(tài)（緩沖狀態(tài)）LE2LE1DAC0832輸入寄存器DI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout1雙緩沖方式兩個(gè)寄存器都處于受控（緩沖）狀態(tài)能夠?qū)σ粋€(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的同時(shí)輸入另一個(gè)數(shù)據(jù)；適用于多片DAC0832系統(tǒng)LE2LE1DAC0832輸入寄存器DI0～DI7D/A轉(zhuǎn)換器DAC寄存器Iout14.輸出方式

DAC0832為電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換芯片,使用時(shí),Rfb,IOUT1,IOUT2等3個(gè)引腳外接運(yùn)算放大器,以便將轉(zhuǎn)換后的電流變換成電壓輸出。若外接一個(gè)運(yùn)算放大器為單極性輸出;若使用了兩個(gè)運(yùn)算放大器為雙極性輸出。單極性電壓輸出Vout＝－Iout1×Rfb＝－（D/28）×VREFRfbIout2Iout1Vout+_AGNDADIVREF單極性電壓輸出：例子設(shè)VREF＝－5VD＝FFH＝255時(shí)，最大輸出電壓：Vmax＝（255/256）×5V＝4.98VD＝00H時(shí)，最小輸出電壓：Vmin＝（0/256）×5V＝0VD＝01H時(shí)，最低有效位（LSB）電壓：

VLSB＝（1/256）×5V＝19.53mVVout＝－（D/2n）×VREF輸出精度的調(diào)整RfbIout2Iout1Vout+_AGND調(diào)零電位器調(diào)滿刻度電位器電源+5VADI10K1M1KVREF雙極性輸出地線的連接DGNDAGND模擬電路數(shù)字電路ADCDAC模擬電路數(shù)字電路模擬地?cái)?shù)字地公共接地點(diǎn)5.DAC0832芯片與主機(jī)的連接例：通過(guò)DA0832輸出正向鋸齒波2次數(shù)據(jù)輸出的時(shí)間間隔02LSB1LSB255LSB254LSB鋸齒波周期8255地址為218H～21BH程序

舉例

MOV DX，21BH MOVAL，80H OUT DX，AL MOVDX，219H MOVAL，10H OUT DX，AL MOV DX，218H MOVAL，0HL1：OUTDX，ALCALLDELAY;調(diào)延時(shí)子程序

INC AL JMP L1改變延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短,即改變了正鋸齒的斜率,也就是改變了鋸齒波的周期。例：三角波是如何產(chǎn)生的?

硬件電路仍如下圖所示。要實(shí)現(xiàn)三角波輸出,將從0開(kāi)始逐漸遞增的數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換器,直到FFH,再?gòu)腇FH依次遞減到0,重復(fù)上述過(guò)程,可得到周期性的三角波電壓波形,如下圖所示。程序如下:LOOP:MOVAL,00HLOOP1:OUT80H,AL；80H為0832地址

INCALCALLDELAY;延時(shí)子程序

CMPAL,0FFHJNZLOOP1;遞增LOOP2:OUT80H,ALDECALCALLDELAYCMPAL,00HJNZLOOP2;遞減

JMPLOOP;重復(fù)11.3A/D轉(zhuǎn)換器模擬量數(shù)字量模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC

11.3.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理ADC是把模擬量(通常是模擬電壓)信號(hào)轉(zhuǎn)換為n位二進(jìn)制數(shù)字量信號(hào)的電路。A/D轉(zhuǎn)換一般可以分為兩個(gè)步驟:

取樣量化。1.取樣由于模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)的,而數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和量值上都是離散的,所以進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí),先要按數(shù)字信號(hào)的節(jié)拍對(duì)模擬電壓取樣,使它變成時(shí)間上離散的信號(hào)?？梢?jiàn),取樣就是對(duì)模擬信號(hào)周期性地抽取樣值,使模擬信號(hào)變成時(shí)間上離散的脈沖串,但其取樣值仍取決于取樣時(shí)間內(nèi)輸入模擬信號(hào)的大小。2.量化：把取樣電壓化為最小單位電壓整數(shù)倍的過(guò)程為量化。設(shè)一臺(tái)8位計(jì)算機(jī),一個(gè)數(shù)據(jù)字只有256種代碼,即00000000,00000001,??,11111111。采樣后的數(shù)值,必須轉(zhuǎn)換為這256種代碼,計(jì)算機(jī)才能接受并處理。每一組代碼都對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的模擬電平,因?yàn)橐粋€(gè)采樣值往往不恰好是某一代碼的電平值。為此,選擇電平最接近的代碼來(lái)替代這個(gè)采樣值,這個(gè)過(guò)程稱為量化(即把模擬量用相應(yīng)的數(shù)字量來(lái)表示)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程是量化過(guò)程量化單位：量化過(guò)程中所取的最小數(shù)量單位。量化誤差：由于取樣電壓不一定能被量化單位整除,所以量化前后不可避免地存在誤差。

量化誤特點(diǎn)：①無(wú)法消除。

②ADC的位數(shù)越多,量化誤差越小。

例如,把0～4V的模擬電壓轉(zhuǎn)換成三位二進(jìn)制數(shù)表示的數(shù)字信號(hào),

量化單位Δ=4V/8=0.5V。模擬電壓在0～0.5V之間取000;

在0.5～1V之間取001;

在1～1.5V之間取010。

完成量化編碼工作的電路是ADC。

ADC種類很多,按工作原理的不同,可分為間接ADC和直接ADC。間接ADC是先將輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間或頻率,然后再將這些中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,如中間量是時(shí)間的雙積分型ADC較為常用;直接ADC則直接將輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,常用的有并聯(lián)比較型ADC和逐次逼近型ADC。11.3.1A/D轉(zhuǎn)換電路基本原理常用的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)計(jì)數(shù)器式逐次逼近式雙積分式

1.計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換構(gòu)成：計(jì)數(shù)器、比較器、D/A轉(zhuǎn)換器比較器輸出為C。當(dāng)C=1時(shí),計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)；

C=0時(shí),則停止計(jì)數(shù)。工作過(guò)程:①啟動(dòng)信號(hào)S由高電平變?yōu)榈碗娖?使計(jì)數(shù)器清0,當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)恢復(fù)高電平時(shí),計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。②開(kāi)始時(shí)D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo為

0,運(yùn)算放大器在同相端的輸入電壓作用下,輸出高電平,從而使計(jì)數(shù)信號(hào)C為1。③

計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù),D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓Vo不斷上升。在Vo小于Vi時(shí),

運(yùn)算放大器的輸出總是保持高電平。當(dāng)

Vo﹦Vi時(shí),比較器的輸出變?yōu)榈碗娖?即C為0。④計(jì)算器停止計(jì)數(shù),這時(shí)候的數(shù)字輸出量

D7～D0就是與模擬輸入電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。計(jì)數(shù)信號(hào)C的負(fù)向跳變也是A/D

轉(zhuǎn)換的結(jié)束信號(hào),它用來(lái)通知其他電路,

當(dāng)前已經(jīng)完成一次A/D轉(zhuǎn)換。缺點(diǎn)：計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換的缺點(diǎn)是速度比較慢,特別是模擬電壓比較大時(shí),轉(zhuǎn)換速度更慢。設(shè)想對(duì)于一個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō),計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始進(jìn)行計(jì)數(shù),如果輸入模擬量為最大值,那么,要計(jì)到255時(shí),才完成轉(zhuǎn)換,這樣,相當(dāng)于需要255個(gè)計(jì)數(shù)脈沖周期。很容易算出,對(duì)于12位的A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō),最長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間達(dá)4095個(gè)脈沖周期。2.雙積分式A/D轉(zhuǎn)換雙積分式A/D轉(zhuǎn)換的電路原理如圖所示。包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)電源。工作過(guò)程：①對(duì)輸入模擬量進(jìn)行固定時(shí)間的積分。②然后轉(zhuǎn)換為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分。③記錄反向積分時(shí)間。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分的時(shí)間T正比于輸入模擬電壓。因此,只要用標(biāo)準(zhǔn)的高頻時(shí)鐘脈沖測(cè)定反向積分花費(fèi)的時(shí)間,就可以得到輸入模擬電壓所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量,即實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。特點(diǎn)：精度高、干擾小,但是速度慢。3.逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換是用得最多的一種A/D轉(zhuǎn)換方法,A/D轉(zhuǎn)換集成電路芯片通常都采用這種方式工作。如圖所示。工作過(guò)程：①逐次逼近寄存器進(jìn)行計(jì)數(shù)。

▲啟動(dòng)信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí),逐次逼近寄存器清0,這時(shí),D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓Vo也為0,

▲啟動(dòng)信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí),轉(zhuǎn)換開(kāi)始,同時(shí),逐次逼近寄存器工作時(shí)與普通計(jì)數(shù)器不同,它不是從低位往高位逐一進(jìn)行計(jì)數(shù)和進(jìn)位,而是從最高位開(kāi)始,通過(guò)設(shè)置試探值來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。②逐次比較過(guò)程在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí),控制電路使逐次逼近寄存器的輸出為10000000,D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo就成為滿量程值的

128/256。這時(shí),如果Vo大于Vi,比較器的輸出為低電平,控制電路據(jù)此清除逐次逼近寄存器中的最高位;

如果Vo小于或等于Vi,則比較器輸出高電平,控制電路使最高位的1保留下來(lái)。此時(shí)逐次逼近寄存器的內(nèi)容為

10000000,下一個(gè)時(shí)鐘脈沖使D6為1。于是,逐次逼近寄存器的值為11000000,D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo到達(dá)滿量程值的192/256。此后,如果Vo大于Vi,則比較器輸出為低電平,從而使次高位D6復(fù)位;如果Vo小于Vi,則比較器輸出為高電平,從而保留次高位D6為1。再下一個(gè)時(shí)鐘脈沖對(duì)D5位置1,然后根據(jù)對(duì)Vo和Vi的比較,決定保留還是清除D5位上的1??重復(fù)上述過(guò)程,直到D0=1,再與輸入電壓比較。③結(jié)果輸出經(jīng)過(guò)N次比較以后,逐次逼近寄存器中得到的值就是轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換結(jié)束以后,控制電路送出一個(gè)低電平作為結(jié)束信號(hào),這個(gè)信號(hào)的下降沿將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器,從而得到數(shù)字量輸出。

特點(diǎn)：

①對(duì)半比較法，逐次逼近寄存器首先將最高位置1,取最大允許電壓的1/2與輸入電壓比較；此后,次高位置1,相當(dāng)于在1/2

范圍中再作對(duì)半搜索。

②速度快，用8個(gè)時(shí)鐘脈沖就可以完成8位轉(zhuǎn)換。11.3.2ADC0809芯片具有A/D轉(zhuǎn)換的基本功能CMOS工藝制作8位逐次逼近式ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s包含擴(kuò)展部件多路開(kāi)關(guān)三態(tài)鎖存緩沖器1.構(gòu)成：ADC0809的邏輯結(jié)構(gòu)如圖,

其內(nèi)部分為三個(gè)部分。

1）模擬輸入部分

8選1多路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼邏輯電路。

IN0～I(xiàn)N7引腳：輸入8路單端模擬信號(hào),由三位地址

ADDA,ADDB,ADDC

選擇8路中的一路輸入。

ALE：高電平鎖存三個(gè)地址。2）A/D變換器部分由逐次逼近寄存器SAR(8位)、比較器、電阻網(wǎng)絡(luò)等控制邏輯組成。基準(zhǔn)電壓VREF(+)和VREF(-)決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值3）輸出鎖存緩沖器

OE：輸出允許，高電平有效2.ADC0809的時(shí)序

ADC0809的一次轉(zhuǎn)換分為以下幾個(gè)階段:1)模擬信號(hào)選擇在ALE信號(hào)的作用下,地址引腳

ADDA～ADDC上的信號(hào)被鎖存。隨后,

由地址引腳選擇的模擬信號(hào)被多路開(kāi)關(guān)接通,進(jìn)入ADC0809;2)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器在啟動(dòng)脈沖START的作用下,A/D

轉(zhuǎn)換開(kāi)始。3)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC由低電平變?yōu)楦唠娖?該信號(hào)可以作為狀態(tài)信號(hào)由CPU查詢,

也可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)通知CPU,

一次A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成。4)數(shù)據(jù)輸出

CPU執(zhí)行讀ADC0809數(shù)據(jù)端口的指令,該指令經(jīng)地址譯碼電路產(chǎn)生

OE有效信號(hào),打開(kāi)輸出三態(tài)緩沖器,轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)入CPU。ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ADC0809地址鎖存和譯碼OE通道選擇開(kāi)關(guān)ADDAADDBADDC1N0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78位三態(tài)鎖存緩沖器DACVcc比較器CLOCKSTARTGNDVREF(+)VREF(-)ALE逐次逼近寄存器SAR定時(shí)和控制D0D1D2D3D4D5D6D7EOC28個(gè)管腳的功能：（1）IN0-IN78個(gè)模擬量輸入（2）START啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)（高電平有效）（3）EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)（轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，轉(zhuǎn)換完了為高電平）（4）OE輸出允許信號(hào)（高電平有效）（5）CLK實(shí)時(shí)時(shí)鐘（6）ALE：地址鎖存允許，高電平有效，允許CBA所示通道被選中。（7）ADDC.ADDB.ADDA:通道號(hào)端子，接地址線A2.A1.A0（8）D7-D0數(shù)字量輸出端（9）VREF（+）=+5VVREF（-）=0V（10）VCC：電源電壓+5V（11）GRD：地11.3.3ADC芯片的應(yīng)用1、接口的任務(wù)：

1）發(fā)啟動(dòng)信號(hào)

2）讀轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)

3）讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)2、接口形式：

1）用I/O接口芯片。

2）與CPU直接相連例：通過(guò)8255A與8086系統(tǒng)的接口。

ADC0809的輸出數(shù)據(jù)通過(guò)8255A的

PA口輸入給CPU,而地址輸入信號(hào)

ADDA、ADDB和ADDC以及地址鎖存信號(hào)ALE由8255A的PB口的PB3～PB0

提供。A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)信息EOC則由PC4輸入。CLK必須外加時(shí)鐘

(1MHz以下)。以查詢方式讀取A/D

轉(zhuǎn)換后的結(jié)果,A口為輸入,B口為輸出,均為方式0,PC4為輸入。D0~D7A/D轉(zhuǎn)換程序如下:START:MOVAL,98H;8255A方式字:

方式0,A口輸入,B口輸出

MOVDX,0323H;8255A控制端口地址

OUTDX,AL;送8255A方式字

MOVAL,0BH;選IN3輸入端和地址輸入信號(hào)

MOVDX,321H;8255A的B口地址

OUTDX,AL;送IN3通道地址,

同時(shí)使ALE=1MOVAL,1BH;PB4=1,亦START=1OUTDX,AL;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

MOVAL,0BH;OUTDX,AL;PB4=0,亦START=0MOVDX,322H;8255A的C口地址TST:INAL,DX;讀C口狀態(tài)

ANDAL,10H;查詢EOC狀態(tài)

JZTST;如未轉(zhuǎn)換完,再測(cè)試,

轉(zhuǎn)換完則繼續(xù)

MOVDX,320H;8255PA端口地址

INAL,DX;從A端口輸入轉(zhuǎn)換結(jié)果例:ADC0809通過(guò)8255A同8086CPU

的接口如圖所示。

Y0的地址范圍為80H～83H,Y1的地址范圍為84H～87H,8255A設(shè)定為方式0工作,

從輸入通道IN5輸入1個(gè)模擬量,

試編寫(xiě)經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量讀入8086CPU的AL的控制程序?

工作過(guò)程(1)通過(guò)8255A的PB口選中所需輸入通道IN5,啟動(dòng)ADC0809轉(zhuǎn)換,啟動(dòng)信號(hào)正脈沖送ADC0809的START

和ALE引腳;(2)查詢8255A的PC7以確定ADC0809

是否轉(zhuǎn)換結(jié)束;(3)若A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束(PC7為高電平),

需打開(kāi)ADC0809的輸出緩沖器(使

OE有效),然后讀入A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。

MOVAL,88HOUT83H,ALMOVAL,05HOUT81H,ALADDAL,10HOUT81H,AL;產(chǎn)生ALE上升沿

SUBAL,10HOUT81H,AL；產(chǎn)生START下降升沿LOP:INAL,82HTESTAL,80H；檢測(cè)EOC信號(hào)

JZLOPINAL,84HHLT例AD0809的IN0輸入一個(gè)0～5V的電壓。若電壓為0～1.25V，則第一個(gè)燈亮；電壓為1.25～2.5V，則第二個(gè)燈亮；電壓為2.5～3.75V，則第三個(gè)燈亮；電壓為3.75～5V，則第四個(gè)燈亮。D0D7D7~D08255初始化啟動(dòng)0809選擇通道0EOC=1？讀數(shù)據(jù)》1.25V？》2.5V》3.75VPB0亮PB1亮PB2亮PB3亮NNNN

MOV DX，21BH MOV AL，90H OUT DX，AL ；初始化8255 MOVDX，220H OUTDX，AL ；啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，無(wú)所謂 ；送什么數(shù)，只是使IOW和Y4均為0LOOP1： MOV DX，218HL1： INAL，DX ；讀入EOC狀態(tài)

AND AL，01H JZL1 ；AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束

MOV DX，220H IN AL，DX ；讀入轉(zhuǎn)換后的電壓值

MOV AH，AL ；送AH暫存

CMP AL，40H ；將此值與1.25V對(duì) ；應(yīng)的40H比較

JGE BIG1 ；若大，則轉(zhuǎn)移至BIG1 MOV DX，219H MOV AL，0FEH OUT DX，AL ；否則，PB0對(duì)應(yīng)燈亮

JMP LOOP1 ；無(wú)條件轉(zhuǎn)移至LOOP1BIG1：CMPAL，80H ；將此值與2.5V對(duì) ；應(yīng)的80H比較

JGE BIG2 ；若大，則轉(zhuǎn)移至BIG2

MOV DX，219H MOV AL，0FDH OUT DX，AL；否則，PB1對(duì)應(yīng)燈亮

JMP LOOP1 ；無(wú)條件轉(zhuǎn)移至LOOP1BIG2：CMP AL，C0H ；將此值與3.75V對(duì) ；應(yīng)的C0H比較

JGE BIG3 ；若大，則轉(zhuǎn)移至BIG3 MOV DX，219H MOV AL，0FBH OUT DX，AL ；否則，PB2對(duì)應(yīng)燈亮

JMP LOOP1 ；無(wú)條件轉(zhuǎn)移至LOOP1BIG3：MOV DX，219H MOV AL，07H OUT DX，AL ；PB3對(duì)應(yīng)燈亮

JMP LOOP1 ；無(wú)條件轉(zhuǎn)移至LOOP1課堂練習(xí)試完成