第7章數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換7.1數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換7.2A/D轉(zhuǎn)換7.3典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片7.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)字量（Digit）和模擬量（Analog）數(shù)字量：從鍵盤讀入的字符代碼，送往磁盤存儲(chǔ)的文

件信息等。

模擬量：語音信號(hào)，送往VGA顯示器的視頻信號(hào)，以

及工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度、流量等物理量。它們隨

著時(shí)間連續(xù)變化。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)和加工的

數(shù)字量（A/D轉(zhuǎn)換，ADC），或者把數(shù)字量轉(zhuǎn)換

成模擬量(D/A轉(zhuǎn)換，DAC)。D/A與A/D轉(zhuǎn)換是計(jì)算機(jī)用于多媒體、工業(yè)控制等領(lǐng)

域的一項(xiàng)重要技術(shù)。圖7-1模擬量輸入輸出通道1．傳感器（變送器）把外部的物理量（例如：聲音、溫度、壓力、流量

等）轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號(hào)。2．A/D轉(zhuǎn)換器（AnalogDigitConverter,ADC）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)。AD轉(zhuǎn)換器輸入模擬信號(hào)通常有以下幾種電壓范圍：

單極性0~5V、0~10V、0~20V;

雙極性±2.5V、±5V、±10V等。3．信號(hào)處理傳感器輸出的信號(hào)比較微弱，需要經(jīng)過放大，獲得ADC

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)的

影響，需要加接濾波電路，濾去干擾信號(hào)。4．多路開關(guān)（Multiplexer）需要監(jiān)測(cè)或控制的模擬量往往多于一個(gè)?？梢允褂枚嗦?/p>

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)ADC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。5．采樣/保持器（SampleHolder）如果在一次轉(zhuǎn)換期間，輸入的模擬量有較大的變化，

那么轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差，甚至發(fā)生錯(cuò)誤。A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)不變的電路稱為采樣/保持

電路。轉(zhuǎn)換開始之前，采樣/保持電路采集輸入信號(hào)（采樣）轉(zhuǎn)換進(jìn)行過程中，它向A/D轉(zhuǎn)換器保持固定的輸出

（保持）。6．D/A轉(zhuǎn)換器（DigitAnalogConverter,DAC）:D/A轉(zhuǎn)換器將成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。7.1數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換7.1.1數(shù)/模轉(zhuǎn)換原理7.1.2D/A轉(zhuǎn)換芯片—DAC0832圖7-21.權(quán)電阻D/A圖7-32.R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一次數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換需要的時(shí)間，

稱為D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般在500ns(納秒,1ns=10-9s)左右。為了保存由計(jì)算機(jī)送來的數(shù)字信號(hào)，通常還需要配置一

個(gè)“數(shù)據(jù)寄存器”，向D/A轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)。圖7-47.1.2D/A轉(zhuǎn)換芯片—DAC08321．DAC0832的引腳信號(hào)DI0~DI7：8位數(shù)字量輸入。ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)，高電平有效；CS#：輸入寄存器選擇信號(hào)，低電平有效；WR1#：輸入寄存器的“寫”選通信號(hào)，低電平有效。輸入寄存器的鎖存信號(hào)LE1#=(CS#+WR1#)#·ILE。

LE1#=1，輸入鎖存器狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)變化；

LE1#=0時(shí)，鎖存輸入數(shù)據(jù)。XFER#：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移控制信號(hào)，低電平有效；WR2#：DAC寄存器的“寫”選通信號(hào)。DAC寄存器的鎖存信號(hào)LE2#=WR2#+XREF#。

LE2#=1時(shí)，DAC寄存器的輸出跟隨輸入變化；

LE2#=0時(shí)，鎖存輸入寄存器狀態(tài)。VREF：基準(zhǔn)電壓輸入。（＋10V～－10V）DAC0832的引腳信號(hào)Rfb：反饋信號(hào)輸入，芯片內(nèi)已連接有反饋電阻。IOUT1和IOUT2：電流輸出引腳。IOUT1與IOUT2

的和為常數(shù)，IOUT1隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。Vcc是工作電源；DGND是數(shù)字地，AGND為模擬

信號(hào)地。DAC0832的引腳信號(hào)為了保證轉(zhuǎn)換精度，模擬信號(hào)部分應(yīng)使用高精度基

準(zhǔn)電源VREF和獨(dú)立的地線。為了避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，提高輸出的

穩(wěn)定性，減少誤差，應(yīng)把數(shù)字地和模擬地分開：模擬地：模擬信號(hào)及基準(zhǔn)電源的參考地；數(shù)字地：工作電源地，數(shù)據(jù)、地址、控制等數(shù)字

信號(hào)邏輯地。D/A轉(zhuǎn)換器的輸出一般都要接運(yùn)算放大器，微小信

號(hào)經(jīng)放大后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件。DAC0832的引腳信號(hào)圖7-5DAC0832的連接2.DAC0832的應(yīng)用直通輸入：把CS#,WR1#,WR2#,XREF#都接地，由

微機(jī)的并口（例如8255）向0832輸出。單緩沖：地址選通PORT0連接CS#。I/O寫信號(hào)IOW#同

時(shí)連接到WR1#、WR2#和XREF#。執(zhí)行一次輸出指令可

以將數(shù)據(jù)寫入。雙緩沖方式：

在輸出一個(gè)模擬信號(hào)的同時(shí)，可送入下一個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)

多個(gè)DAC同時(shí)輸出新的模擬量。

DAC0832占用兩個(gè)端口地址，地址線A0=0時(shí)選中第一級(jí)，A0=1時(shí)選中第二級(jí)。

輸出一個(gè)數(shù)據(jù)需要執(zhí)行兩條輸出指令：第一條指令將數(shù)據(jù)寫入0832的輸入寄存器；第二條指令將數(shù)據(jù)從輸入寄存器送入DAC寄存器圖7-52.DAC0832的應(yīng)用MOVAL,NUM ；被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送ALMOVDX,PORT0 ；輸入寄存器偶地址送DXOUTDX,AL ；數(shù)據(jù)送到輸入寄存器INCDX ；A0=1OUTDX,AL ；數(shù)據(jù)送入DAC寄存器雙緩沖方式輸出程序輸出三角波的程序段S0： MOVAL，0 ;AL中置初值0，

S1: CALLOUTPUT ；輸出三角波的上升段

INC AL

JNZ S1

DEC AL

S1： CALLOUTPUT ；輸出三角波的下降段

DECAL ；產(chǎn)生下降段下一個(gè)值

JNZ S2 ；

JMP S1 ；下降段結(jié)束，

;輸出下一個(gè)三角波輸出鋸齒波的程序段

MOV AL,0J1：CALL OUTPUT ；輸出當(dāng)前值

INC AL ；產(chǎn)生下一個(gè)輸出值

JMP J1OUTPUT PROC NEAR

MOVDX,PORT0 ；DAC0832端口地址

OUTDX,AL

INCDX

OUTDX,AL;

PUSHAX

MOVAX,N ；延時(shí)的時(shí)間常數(shù)

WT: DEC AX

JNZWT ；延時(shí)

POP AX

RET

OUTPUT ENDP子程序“OUTPUT”

7.2A/D轉(zhuǎn)換7.2.1信號(hào)變換中的采樣、量化和編碼7.2.2A/D轉(zhuǎn)換原理7.2.3A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)7.2.1信號(hào)變換中的采樣、量化和編碼1.采樣采樣：模擬信號(hào)的大小隨著時(shí)間不斷地變化，按一定的規(guī)律和周期取出其中的某一瞬時(shí)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。采樣定理：采樣頻率要高于或至少等于輸入信號(hào)最高頻率的2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4～8倍。采樣保持：對(duì)于變化較快的輸入模擬信號(hào)，A/D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信號(hào)值。2.量化量化是把采樣值取整為最小單位的整數(shù)倍。量化的最小單位稱為量化單位Δ，它等于輸入

信號(hào)的最大值/數(shù)字量的最大值，對(duì)應(yīng)于數(shù)字量1。模數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系也可以用曲線表示圖7-73.編碼量化得到的數(shù)值通常用二進(jìn)制表示。對(duì)有正負(fù)極性（雙極性）的模擬量一般采用偏移碼表示。

例如，8位二進(jìn)制偏移碼10000000代表數(shù)值0，

00000000代表負(fù)電壓滿量程，

11111111代表正電壓滿量程

（數(shù)值為負(fù)時(shí)符號(hào)位為0，為正時(shí)符號(hào)位為1）。7.2.2A/D轉(zhuǎn)換原理這種方式的轉(zhuǎn)換中有兩個(gè)積分時(shí)間：

T0：用模擬輸入電壓對(duì)電容積分的時(shí)間

這個(gè)時(shí)間是固定的；

T1：以電容充電后的電壓為初值，對(duì)參考電源

VRef反向積分，也就是積分電容被放電至

零所需的時(shí)間（或T2）。1.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖7-8雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器Vi/VRef=T1/T0。由于VRef、T0固定，通過測(cè)量放電時(shí)間T1，可求出輸入模擬電壓Vi的大小。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換測(cè)量輸入電壓Vi在T0時(shí)間內(nèi)的平均值，所以對(duì)常態(tài)干擾（串模干擾）有很強(qiáng)的抑制作用，尤其對(duì)正負(fù)波形對(duì)稱的干擾信號(hào)，抑制效果更好。雙積分型的A/D轉(zhuǎn)換器電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，但是轉(zhuǎn)換速度比較慢，通常為ms級(jí)，一般用于低頻信號(hào)的測(cè)量。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器圖7-92.逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)換速度較快，轉(zhuǎn)換時(shí)間在1～100μs以內(nèi)，

分辨率可達(dá)18位，適用于高精度、高頻信號(hào)

的A/D轉(zhuǎn)換；（2）轉(zhuǎn)換時(shí)間固定，不隨輸入信號(hào)的大小而變化；（3）抗干擾能力較雙積分型弱。采樣時(shí)，干擾信號(hào)會(huì)造成較大的誤差，需要采取適當(dāng)?shù)臑V波措施。圖7-103.跟蹤計(jì)數(shù)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器圖7-114.∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（設(shè)輸入模擬量Vin=1/4VREF）∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器以串行數(shù)據(jù)流方式輸出結(jié)果；轉(zhuǎn)換精度為1LSB；

轉(zhuǎn)換完成后，比較器輸出0/1相間的數(shù)字流；輸入模擬量Vin發(fā)生變化，輸出數(shù)字流隨之變化。模擬量輸入端接有多路開關(guān)時(shí)，通道切換后要等

待足夠長(zhǎng)的時(shí)間，才能讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果?！?△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度高，常用于高分辨率（常見為16、18、24位）的中、低頻信號(hào)測(cè)量。AD7714是一個(gè)∑-△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片，轉(zhuǎn)換精度24位?！?△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器1.分辨率分辨率反映A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入微小變化的響應(yīng)能力，用數(shù)字量最低位（LSB）所對(duì)應(yīng)的模擬輸入電平值(Δ)表示。分辨率直接與轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)，也可以用數(shù)字量的位數(shù)來表示分辨率。注意：分辨率與精度是兩個(gè)不同的概念。

分辨率高的轉(zhuǎn)換器，精度不一定高。7.2.3A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)2.精度(有絕對(duì)精度和相對(duì)精度兩種)（1）絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差等于實(shí)際轉(zhuǎn)換結(jié)果與理論轉(zhuǎn)換結(jié)果之差。也可以用數(shù)字量的最小有效位（LSB）的分?jǐn)?shù)值表示。例如:±1LSB，±1/2LSB，±1/4LSB等（2）相對(duì)誤差相對(duì)誤差是指數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬輸入量的實(shí)際值與

理論值之差，用模擬電壓滿量程的百分比表示。例：10位A/D芯片，輸入滿量程10V，

絕對(duì)精度±1/2LSB（△＝9.77mV）絕對(duì)精度為：1/2△（＝4.88mV）相對(duì)精度為：4.88mV/10V＝0.048％。3.轉(zhuǎn)換時(shí)間

完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。

（發(fā)出轉(zhuǎn)換命令信號(hào)到轉(zhuǎn)換結(jié)束的時(shí)間） 轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率。

例：AD574的轉(zhuǎn)換時(shí)間25μs，

轉(zhuǎn)換速率為40KHz（=1/25μs）4.量程量程：被轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍，

分單極性、雙極性兩種類型。單極性常見量程為0～5V，0～10V，0～20V；雙極性量程常為－5V～＋5V，－10V～+10V。5.邏輯電平與輸出方式 多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)與TTL電平兼容，以并行方式輸出。 ∑-△A/D轉(zhuǎn)換芯片以串行方式輸出數(shù)據(jù)，這對(duì)單片機(jī)類CPU連接是很方便的。6.工作溫度范圍 溫度會(huì)對(duì)比較器、運(yùn)算放大器、電阻網(wǎng)絡(luò)等部件的工作產(chǎn)生影響。 A/D轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍一般為0～70℃。 軍用品為－55℃～＋125℃。7.3典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片逐次逼近型8位A/D轉(zhuǎn)換芯片；片內(nèi)有8路模擬開關(guān)，可以同時(shí)連接8路模擬量；單極性，量程為0～5V；典型的轉(zhuǎn)換速度100μs；片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與CPU總線連接；有較高的性能價(jià)格比，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。7.3.1ADC0809圖7-121.模擬輸入部分模擬輸入部分由8選1多路開關(guān)，地址鎖存與譯碼邏輯組成。從IN0~IN7引腳輸入8路單端模擬信號(hào)；由三位地址輸入ADDA，ADDB，ADDC譯碼選擇8路中的一路，ALE為高電平時(shí)，三個(gè)地址信號(hào)被鎖存。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。3.基準(zhǔn)電壓輸入VREF(+)和VREF(－)它們決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值對(duì)轉(zhuǎn)換精度要求不高時(shí)，可以把VREF(+)接到Vcc（+5V）電源上，VREF(－)接GND（地）為了避免數(shù)字脈沖信號(hào)對(duì)基準(zhǔn)電源的干擾，可以設(shè)置獨(dú)立的VREF(+)和VREF(－)，加在兩個(gè)引腳的電壓必須滿足以下條件：

VREF(+)+VREF(－)=Vcc，偏差值≤±0.1V Vcc≥VREF(+)≥VREF(－)≥0圖7-134．ADC0809的時(shí)序（1）ALE信號(hào)鎖存地址信號(hào)ADDA~ADDC。對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)進(jìn)入0809（2）START脈沖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換（3）轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC變?yōu)楦唠娖剑嚎梢宰鳛闋顟B(tài)信號(hào)由CPU查詢；可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)通知CPU。（4）CPU在查詢式I/O程序或中斷服務(wù)程序中：執(zhí)行輸入指令（讀ADC0809數(shù)據(jù)端口）；該指令經(jīng)地址譯碼電路產(chǎn)生OE信號(hào)，0809內(nèi)三態(tài)緩沖器被打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)入CPU。ADC0809的工作過程ADC0809與系統(tǒng)有三種常見的連接方法：（1）占用三個(gè)I/O端口： 端口1用來向0809輸出模擬通道號(hào)并鎖存； 端口2用于啟動(dòng)轉(zhuǎn)換； 端口3讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果。（2）占用二個(gè)I/O端口： 端口1輸出模擬通道號(hào)并鎖存，同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換； 端口2讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果。（3）通過并行接口芯片（例如8255A）連接。5.ADC0809芯片應(yīng)用舉例圖7-14ADC0809芯片應(yīng)用舉例START:MOVAL,98H ;8255A方式字：方式0，A口輸入，B口輸出 MOV DX,03FFFH;8255A控制端口地址 OUT DX,AL ;送8255A方式字 MOV AL,0BH ;通道號(hào)3、ALE信號(hào) MOV DL,0FDH ;8255A的B口地址 OUT DX,AL ;送通道號(hào)3及ALE信號(hào) MOV AL,1BH ;增加啟動(dòng)信號(hào)START OUT DX,AL ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換ADC0809轉(zhuǎn)換程序 MOV AL,0BH ; OUTDX, AL ;撤銷START信號(hào)

MOVDL,0FEH ;8255A的C口地址TST:IN AL,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 MOVDL,0FCH ;8255PA端口地址 IN AL,DX ;從A端口讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果 ………ADC0809轉(zhuǎn)換程序（續(xù)）1.AD轉(zhuǎn)換器AD574的主要特性：美國(guó)AD公司的產(chǎn)品12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，8位/12位A/D轉(zhuǎn)換12位數(shù)據(jù)可以一次輸出，也可以分二次輸出三態(tài)緩沖輸出；帶有基準(zhǔn)源和時(shí)鐘；轉(zhuǎn)換時(shí)間：25μs（12位）；分辨率：12位；精度：±1LSB。7.3.2AD574AAD574共有28根引腳，DIP封裝（1）12位數(shù)字量輸出：DB11~DB0（2）模擬量輸入：10VIN及20VIN，雙極性±5V或

±10V輸入，單極性0～＋10V或0~+20V輸入AD574的引腳信號(hào)CS#－片選信號(hào)，低電平有效。CE－芯片允許信號(hào)，高電平有效。R/C#－讀出和轉(zhuǎn)換控制信號(hào)，=1為讀，=0為轉(zhuǎn)換。12/8#－數(shù)據(jù)輸出格式選擇控制線，＝1時(shí)12位同時(shí)輸出；＝0時(shí)高8位、低四位分兩次輸出，左對(duì)齊格式A0－字節(jié)方式下的高/低字節(jié)選擇控制線。STS－狀態(tài)輸出信號(hào)線轉(zhuǎn)換過程中，STS為高電平轉(zhuǎn)換完成后，該腳為低電平。BIP－輸入信號(hào)極性選擇，接地時(shí)輸入單極性信號(hào)；接+10V時(shí)輸入雙極性模擬信號(hào)（輸出偏移碼）（3）AD574的控制信號(hào)：圖7-15AD574的引腳信號(hào)圖7-163.AD574的輸入連接圖7-174.AD574A的輸出接口（字節(jié)方式）以8位總線接口為例，直接讀?。ü潭ㄑ訒r(shí)）方式實(shí)現(xiàn)一次轉(zhuǎn)換的程序如下：

OUT80H,AL ；啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換 CALLDELAY ；延時(shí)，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 INAL,80H ；讀入高8位 MOVAH,AL INAL,81H ；讀入低位字節(jié)，轉(zhuǎn)換值在AX的高12位中 MOV CL,4 SHR AX, CL ；把轉(zhuǎn)換值移入AX低12位7.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)某公司電鍍線微機(jī)集散控制系統(tǒng)：一個(gè)以工控PC（PC－Busindustrialcomputer）為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)功能：檢測(cè)電鍍工藝參數(shù)（溫度、電流、安培小時(shí)累計(jì)）電鍍槽溫度控制，加料控制。行車控制圖7-18電鍍線微機(jī)集散控制系統(tǒng)工業(yè)控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以往用單片機(jī)，單板機(jī)配以各種AD，DA芯片自行設(shè)計(jì)模擬量輸入輸出通道。優(yōu)點(diǎn)：成本低，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：軟硬件開發(fā)周期長(zhǎng)，難度大。工控PC特點(diǎn)：使用標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)箱，整機(jī)抗震、防塵能力強(qiáng)；有抗干擾能力極強(qiáng)的電源和主板，能24小時(shí)連續(xù)工作。軟件開發(fā)以高級(jí)語言為主，設(shè)計(jì)周期短，軟件的調(diào)試、移植較匯編語言方便。配有有各種商品化的I/O、A/D、D/A接口卡，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，用戶可迅速組裝成一套完整數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)升級(jí)方便。7.4.1工控PC簡(jiǎn)介多功能ISA總線接口卡：16路開關(guān)量I/O16路A/D（12位）1路D/AA/D轉(zhuǎn)換使用AD574，配以16路模擬開關(guān)及量程切換占用16個(gè)端口地址，基地址由開關(guān)設(shè)定7.4.2PCL818多功能接口卡（1）中斷方式采樣及數(shù)字濾波 對(duì)8個(gè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)定時(shí)巡回采集 在1CH定時(shí)中斷服務(wù)程序中(每55ms進(jìn)入一次)對(duì)8路溫度模擬量進(jìn)行查詢式輸入，一路A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間小于40μs，8路采樣所耗費(fèi)的時(shí)間小于0.5ms。7.4.3數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)（2）采用移動(dòng)算術(shù)平均方法進(jìn)行“數(shù)字濾波”。構(gòu)造一個(gè)“先進(jìn)先出（FIFO）”隊(duì)列，每采樣一次，把15個(gè)數(shù)據(jù)順序向前移動(dòng)一個(gè)位置，新的數(shù)據(jù)放入這個(gè)隊(duì)列的尾部。將本次的采樣值與前15次采樣值相加，求出的平均值作為本次的采樣值。本例中，對(duì)于8個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，構(gòu)造了二維數(shù)組ti[8][16]，每一路溫度存入數(shù)組的一行ti[i]，濾波后（3）非線性標(biāo)度變換實(shí)際的傳感器存在著“非線性”，可以把溫度K和轉(zhuǎn)換值A(chǔ)D之間的關(guān)系近似看作由3個(gè)點(diǎn)表示的二條“折線”。測(cè)量每個(gè)傳感器的三點(diǎn)6個(gè)坐標(biāo)值，N路A/D有N×6個(gè)參數(shù)，將這些數(shù)據(jù)存放在TEMP.TXT文件中。根據(jù)每個(gè)傳感器的6個(gè)坐標(biāo)值(k1，k2，k3，ad1，ad2，ad3)計(jì)算相應(yīng)的物理量。

測(cè)量值A(chǔ)D和它所對(duì)應(yīng)的溫度K之間的轉(zhuǎn)換公式為：

AD>AD2時(shí)：

K=K2+(K3-K2)(AD-AD2)/(AD3-AD2) AD<AD2時(shí)：

K=K1+(K2-K1)(AD-AD1)/(AD2-AD1)圖7-19三點(diǎn)式折線補(bǔ)償法（4）更換傳感器后，需要修改對(duì)應(yīng)的參數(shù)：調(diào)整生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工況使溫度達(dá)到k2，測(cè)定出相應(yīng)的A/D值NewAD2。相同型號(hào)傳感器的轉(zhuǎn)換曲線形態(tài)基本相同，其余點(diǎn)（AD1、AD3）用下面公式修正（上、下移動(dòng)）： AD2=NewAD2 AD1＝AD1＋（NewAD2－AD2） AD3=AD3+（NewAD2－AD2）新的參數(shù)值需要寫入?yún)?shù)文件“TEMP.TXT”供以后使用 傳感器參數(shù)的整定 /*符號(hào)名、全局變量和函數(shù)聲明*/#include“dos.h”#defineN8 /*采樣點(diǎn)數(shù)*/#defineBASE0x300 /*AD818卡基地址*/#defineINTERRUPT0x1c/*定時(shí)中斷類型號(hào)*/int ad;staticunsignedt[N],tkad[N][6],tad[N],t1[N][16];voidfarhandler(); /*函數(shù)handler()聲明*/voidinterruptfar(*oldhandler)(); /*定義oldhandler為指向中斷服務(wù)程序的指針*/3.溫度數(shù)據(jù)采集程序

main() {FILE*fp; inti,j; ………….. oldhander=getvect(INTERRUPT); /*讀出原1CH中斷向量*/

setvect(INTERRUPT,handler); /*把新的1CH中斷向量寫入向量表*/主函數(shù)（1）----設(shè)定中斷向量*/if(fp=fopen(“TEMP.TXT”,“r”)==NULL) {printf(“CannotopenTEMP.TXT\n”); exit(1);} /*打開標(biāo)定參數(shù)文件*/for(i=0;i<=N-1;i++)for(j=0;j<=5;j++)fscanf(fp,“%d”,tkad[i][j]); /*把標(biāo)定參數(shù)讀入數(shù)組tkad[N][6]*/…………..主函數(shù)（2）----讀傳感器參數(shù)文件kad（k,k1,k2,k3,ad1,ad2,ad3）int*k,k1,k2,k3,ad1,ad2,ad3；/*函數(shù)kad把測(cè)量得到的值ad轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度值k*/{floatkf；

if(ad>ad2){kf=((float)(ad－ad2)/(ad3－ad2))*(k3－k2); *k=k2+（int）kf;}else {kf=((float)(ad－ad1)/(ad2－ad1))*(k2－k1); *k=k1+（int）kf;}/*轉(zhuǎn)換結(jié)果通過指針k返回*/}kad----傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)AD818(intscan) {intlbit,hbit,it=0,result;outportb(BASE+2,scan);/*向AD818輸出通道號(hào)*/

outportb(BASE+1,0);/*AD輸入量程控制*/outportb(BASE+9,0);/*不使用中斷或DMA*/outportb(BASE+0,0);/*啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換*/AD818----AD轉(zhuǎn)換函數(shù)（1）Do{it=it+1;result=inportb(BASE+8)&128;}while(result!=0&&it<=10000);/*讀出AD狀態(tài)寄存器，查詢EOC，等待AD轉(zhuǎn)換完成*/lbit=inportb(BASE+0)