1、1、在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與檢測(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)系。計(jì)算機(jī)接口技術(shù)就是研究計(jì)算機(jī)控制器與外圍設(shè)備交換信息的技術(shù)，它在計(jì)算機(jī)控制中占有相當(dāng)重要的地位。,2、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)概括起來(lái)一般分為如下幾種： 人機(jī)交互接口技術(shù)。一般包括鍵盤接口技術(shù)、顯示接口技術(shù)、打印接口技術(shù)等。 計(jì)算機(jī)過(guò)程輸入接口技術(shù)。一般包括AD轉(zhuǎn)換接口技術(shù)、頻率量輸入接口技術(shù)、開關(guān)量輸入接口技術(shù)等。 計(jì)算機(jī)過(guò)程輸出接口技術(shù)。一般包括DA轉(zhuǎn)換接口技術(shù)、頻率量輸出接口技術(shù)、開關(guān)量輸出接口技術(shù)等。 系統(tǒng)間通信接口技術(shù)。一般包括CAN通信技術(shù)、RS232、RS485通信技術(shù)等。,3、人機(jī)交互接口是操

2、作者與機(jī)電一體化系統(tǒng)(主要是計(jì)算機(jī)控制器)之間進(jìn)行信息交換的接口。按信息的傳遞方向，人機(jī)接口可以分為兩大類：輸入接口與輸出接口。人機(jī)交互接口具有專用性、低速性、高性價(jià)比等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需要予以考慮。 4、人機(jī)交互接口的作用：操作者通過(guò)輸入接口向計(jì)算機(jī)控制器輸入各種控制命令，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求完成的各項(xiàng)功能及任務(wù)；同時(shí)計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果等信息。,4、常用的輸入設(shè)備：按鈕、開關(guān)、撥碼盤、鍵盤、觸摸屏等。,5、常用的輸出設(shè)備：狀態(tài)指示燈、揚(yáng)聲器、數(shù)碼管顯示器、LCD顯示器等。,6、對(duì)于一些二值化的控制命令和參數(shù)，可采用開關(guān)作為人機(jī)交互的輸入

3、設(shè)備。如啟動(dòng)/停止，前進(jìn)/后退等。,7、結(jié)合簡(jiǎn)單開關(guān)輸入電路原理圖，說(shuō)明電路功能及如何選擇上拉電阻的大小。P277 電路功能：1）實(shí)現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)向邏輯電平的轉(zhuǎn)換，供單片機(jī)采樣； 2）當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，高電平5V送給單片機(jī)采樣； 3）當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，低電平0V送給單片機(jī)采樣。 電阻選擇： 1）阻值不能過(guò)大，阻值過(guò)大會(huì)降低傳輸?shù)母唠娖街担?2）阻值不能過(guò)小，阻值過(guò)小會(huì)增大電路功耗； 3）上拉電阻應(yīng)全面考慮開關(guān)的觸點(diǎn)電流和整個(gè)電路的功耗再確定，通常10K左右。,8、抖動(dòng)的危害及硬件去抖與軟件去抖。P278 硬件去抖：利用電容的積分作用消除按鍵機(jī)械振動(dòng)帶來(lái)的信號(hào)抖動(dòng)；利用施密特觸發(fā)器將信號(hào)波形轉(zhuǎn)換成上升沿和下

4、降沿陡峭的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)供控制器采集。 軟件去抖：檢測(cè)到開關(guān)狀態(tài)后，延時(shí)一段時(shí)間再進(jìn)行檢測(cè)，若兩次檢測(cè)到的開關(guān)狀態(tài)相同則認(rèn)為有效，否則按鍵抖動(dòng)處理。延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于抖動(dòng)時(shí)間。,圖4.3 硬件去抖電路及其工作原理,9、若機(jī)電一體化系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，如修正系數(shù)、控制目標(biāo)等，采用撥碼盤較為方便，這種方式具有保持性。,10、 BCD撥碼盤的輸入輸出狀態(tài)表,11、當(dāng)需要輸入的指令或參數(shù)比較多時(shí)，可以選擇鍵盤作為輸入接口。常見的鍵盤為4X4矩陣式鍵盤。 12、結(jié)合下圖說(shuō)明4X4矩陣鍵盤的工作原理。P281,1、當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線呈高電平。2、當(dāng)鍵盤上某鍵按下時(shí)，則該鍵對(duì)應(yīng)的行線與列線被短路，此時(shí)行線的電平由

5、列線的電位決定。3、行線X0X3接至單片機(jī)的輸入口P1.0P1.3，列線Y0Y3接至單片機(jī)的輸出口P1.4P1.7。4、在單片機(jī)的控制下，依次從P1.4P1.7掃描輸出低電平，則通過(guò)對(duì)P1.0P1.3的讀取即可判斷按鍵閉合的狀態(tài)。,圖4.7 掃描方式鍵盤接口電路,13、設(shè)計(jì)按鍵處理程序時(shí)，應(yīng)考慮的四項(xiàng)功能。P281 判斷鍵盤上有無(wú)按鍵閉合 在掃描線P1.7P1.4上全部送0，然后讀取P1.3P1.0狀態(tài)，若全部為1，則無(wú)按鍵閉合，若不全為1，則有鍵閉合。 去除按鍵的機(jī)械抖動(dòng) 延時(shí)10ms，重新掃描按鍵狀態(tài)，若仍不全為1，則認(rèn)為按鍵閉合有效，否則認(rèn)為前述按鍵閉合是由機(jī)械抖動(dòng)或干擾引起。 判斷閉合

6、按鍵的鍵號(hào) 掃描按鍵，讀取閉合按鍵鍵號(hào)。 功能操作 CPU對(duì)按鍵的一次閉合僅進(jìn)行一次功能操作。等待閉合按鍵釋放后，再將鍵號(hào)送入存儲(chǔ)器。,14、對(duì)于一些二值化的狀態(tài)顯示，可以采用簡(jiǎn)單的LED發(fā)光管來(lái)指示。如運(yùn)行/停止，正常/故障等。 15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于三極管的狀態(tài)指示燈控制電路，并說(shuō)明電路的工作原理。 1）三極管的作用是電流放大，電阻的作用是限定電流，使流過(guò)LED的電流剛好大于點(diǎn)亮電流； 2）當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，三極管截止，LED燈不亮； 3）當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，LED燈點(diǎn)亮。,圖4.10 狀態(tài)指示燈控制電路,16、對(duì)于簡(jiǎn)單參數(shù)的顯示，如溫度、電壓、電流等可以采用數(shù)碼管來(lái)完成，其

7、具有成本低、可靠性強(qiáng)、控制靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛的輸出設(shè)備。數(shù)碼管有兩類：共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。,17、對(duì)于共陽(yáng)極數(shù)碼管，若a、b、c、d、e、f、g、dp控制引腳的狀態(tài)依次為00000011,則顯示值為數(shù)字“0”；對(duì)于共陰極數(shù)碼管，若a、b、c、d、e、f、g、dp控制引腳的狀態(tài)依次為10011110,則顯示值為字符“E”。,18、點(diǎn)亮LED數(shù)碼管有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。靜態(tài)顯示時(shí)，較小的電流能得到較高的亮度，所以可以由單片機(jī)IO口直接驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)顯示方法適合與顯示位數(shù)少的情況。當(dāng)位數(shù)較多時(shí)，用

8、靜態(tài)顯示需要占用太多的IO口，所以，一般采用動(dòng)態(tài)顯示的方法。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，即掃描點(diǎn)亮。數(shù)碼管的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和掃描間隔時(shí)間有關(guān)。通過(guò)調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高亮度、高穩(wěn)定的顯示。動(dòng)態(tài)顯示需要電流較大，一般需要在單片機(jī)和數(shù)碼管之間增加驅(qū)動(dòng)電路。,19、對(duì)于文本、圖形等復(fù)雜參數(shù)的顯示，可以采用LCD液晶屏來(lái)完成，其具有低壓微功耗、顯示信息量大、顯示內(nèi)容直觀等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛的輸出設(shè)備。從顯示內(nèi)容來(lái)分，LCD液晶屏有字段型、點(diǎn)陣字符型和點(diǎn)陣圖形型三類。,20、下圖是HC16202字符型LCD模塊與單片機(jī)接口電路圖，說(shuō)明關(guān)鍵引

9、腳RS、R/W、E、V0的作用，并分析控制端口地址。,RS是數(shù)據(jù)/指令選擇端，高電平時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)訪問(wèn)指令寄存器； R/W是讀寫選擇端，高電平時(shí)表示讀LCD模塊，低電平時(shí)表示寫LCD模塊； E為L(zhǎng)CD使能信號(hào)，高電平時(shí)芯片使能，可以工作； V0是LCD亮度調(diào)節(jié)端，隨著輸入電壓的變化亮度也隨之變化。 寫指令端口地址為10H 讀指令端口地址為12H 寫數(shù)據(jù)端口地址為11H 讀數(shù)據(jù)端口地址為13H,20、下圖是HC16202字符型LCD模塊與單片機(jī)接口電路圖， 說(shuō)明關(guān)鍵引腳RS、R/W、E、V0的作用，并分析控制端口地址。,圖4.17 HC16202字符型LCD模塊與單片機(jī)接口電路,21

10、、在一個(gè)機(jī)電一體化產(chǎn)品中，控制微機(jī)要對(duì)機(jī)械裝置進(jìn)行有效控制，使其按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，完成預(yù)定的任務(wù)，就必須隨時(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)檢測(cè)各種工作和運(yùn)行參數(shù)，如位置、速度、轉(zhuǎn)矩、壓力、溫度等?？刂葡到y(tǒng)檢測(cè)的信號(hào)概括起來(lái)有三種：開關(guān)信號(hào)(如限位開關(guān)、時(shí)間繼電器等)、模擬信號(hào)(如熱敏電阻、應(yīng)變片等)、頻率信號(hào)(如霍爾速度傳感器、超聲波無(wú)損探傷等)。針對(duì)不同性質(zhì)的信號(hào)，過(guò)程輸入通道接口要對(duì)其進(jìn)行不同的處理，例如對(duì)模擬信號(hào)必須進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換變成微機(jī)可以接受的數(shù)字量再傳送給微機(jī)。,22、模擬量輸入通道的任務(wù)是對(duì)過(guò)程量（即模擬量）進(jìn)行變換、放大、采樣和模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，使其變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字量并輸入到計(jì)算機(jī)

11、。典型的模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)如圖4.18所示，它主要由傳感器、放大電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換和控制接口電路等組成。,23、模擬量輸入通道是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)采集通道，從信號(hào)的傳感、變換到計(jì)算機(jī)輸入，都必須考慮。具體要解決的問(wèn)題包括信號(hào)拾取、信號(hào)調(diào)節(jié)、A/D轉(zhuǎn)換、電源配置和防止干擾等。,24、多路轉(zhuǎn)換器又稱多路開關(guān)。在分時(shí)檢測(cè)時(shí)，利用多路開關(guān)可將各個(gè)輸入信號(hào)依次地或隨機(jī)地連接到公用放大器或A/D 轉(zhuǎn)換器上。為了提高過(guò)程參數(shù)的檢測(cè)精度，對(duì)多路開關(guān)提出了較高的要求，例如接通電阻要很小、開路電阻要很大、切換速度要快、壽命長(zhǎng)、工作可靠等。,25、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的類型 多路開關(guān)有兩類：一類是

12、機(jī)械觸點(diǎn)式，如干簧繼電器、水銀繼電器和機(jī)械振子式繼電器；另一類是電子式開關(guān)，如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管及集成電路開關(guān)等。,機(jī)械觸點(diǎn)式開關(guān),電子式開關(guān),優(yōu)點(diǎn)是接觸電阻小、斷開時(shí)阻抗高、工作壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是體積大、工作頻率不高(最大400Hz)、剩磁效應(yīng)影響觸點(diǎn)斷開。,優(yōu)點(diǎn)是工作頻率高、開關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻大、不完全隔離，影響小信號(hào)的測(cè)量精度。,26、下圖是集成多路轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)8031的接口電路圖 分析其控制邏輯關(guān)系。,27、為什么要采樣保持？ 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器完成一次完整的轉(zhuǎn)換過(guò)程需要一定的時(shí)間，我們叫轉(zhuǎn)換時(shí)間。對(duì)變化快的模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間將引起轉(zhuǎn)換誤差，這個(gè)誤差我們叫孔徑誤差。信

13、號(hào)頻率越高，孔徑誤差也就越大。為了在滿足轉(zhuǎn)換精度的條件下，提高信號(hào)允許的工作頻率，需要在模/數(shù)轉(zhuǎn)換前加入采樣保持器。 28、選擇采樣保持器時(shí)主要需要考慮的因素：輸入信號(hào)范圍、輸入信號(hào)變化率、多路轉(zhuǎn)換器的切換速度、采集時(shí)間等。若輸入模擬信號(hào)變化緩慢、模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相對(duì)很快，可以不用采樣保持器。,29、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)： 1)轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換時(shí)間是A/D完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)即為轉(zhuǎn)換速率。 2)分辨率。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率習(xí)慣上用輸出二進(jìn)制位數(shù)或BCD碼位數(shù)表示。12位AD的分辨率為1/212。 3）A/D轉(zhuǎn)換精度。A/D轉(zhuǎn)換精度定義為一個(gè)實(shí)際A/D轉(zhuǎn)換器與

14、一個(gè)理想A/D轉(zhuǎn)換器在量化值上的差值，可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差表示。 30、ADC0809是一種8路模擬輸入、8位數(shù)字輸出的逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存器組成。模擬開關(guān)的作用是允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器的作用是用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。,31、結(jié)合下圖說(shuō)明ADC0809的工作過(guò)程,ADC0809的工作過(guò)程如下：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到AD轉(zhuǎn)換器。START上升沿將逐次逼

15、近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)ENABLE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。,32、8位AD轉(zhuǎn)換芯片，基準(zhǔn)電壓為5V，若輸出的數(shù)字量為0 x7F，則輸入模擬量電壓值為2.5V 。,圖4.34 ADC0809與8031的接口邏輯,ADC0809的8位數(shù)字量輸出端D0D7，直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線連接，單片機(jī)的P2.7引腳與/RD或/WR控制對(duì)ADC0809的讀寫。8路模擬量輸入端IN0IN7，輸入待采集的模擬信號(hào)。A

16、、B、C：模擬量輸入通道地址選擇線，其8種編碼分別對(duì)應(yīng)IN0IN7。,33、ADC0809與單片機(jī)的接口,單片機(jī)控制ADC時(shí)，可采用查詢和中斷控制兩種方式。查詢方式是單片機(jī)把啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后執(zhí)行別的程序，同時(shí)對(duì)0809的EOC引腳的狀態(tài)進(jìn)行查詢，以檢查ADC變換是否已經(jīng)結(jié)束，如查詢到變換已經(jīng)結(jié)束，則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。 中斷控制方式是在啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。0809轉(zhuǎn)換結(jié)束并向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。中斷控制方式效率高，所以特別適用于變換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC。 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是

17、05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。,34、開關(guān)量（數(shù)字量）大致可分為三種形式：機(jī)械有觸點(diǎn)開關(guān)量、電子無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)量和非電量開關(guān)量。不同的開關(guān)量要采用不同的變換方法。 35、繼電器、接觸器、開關(guān)、行程開關(guān)、閥門、按鈕等都屬于機(jī)械有觸點(diǎn)開關(guān)。機(jī)械有觸點(diǎn)開關(guān)常用的三種變換方式：控制系統(tǒng)自帶電源方式、外接電源方式、恒流源方式。控制系統(tǒng)自帶電源方式一般用于開關(guān)安裝位置離控制系統(tǒng)較近的場(chǎng)合，供電電源為直流24V以下；外接電源方式適合于開關(guān)安裝在離控制系統(tǒng)較遠(yuǎn)位置的場(chǎng)合。外接電源可采用直流或交流形式；恒流源方式適用于抗干擾

18、能力要求高、傳輸距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。電流一般取010mA，即觸點(diǎn)閉合時(shí)輸出電流為10mA，觸點(diǎn)斷開時(shí)輸出電流為0。,36、下圖為并聯(lián)式機(jī)械有觸點(diǎn)開關(guān)檢測(cè)電路，開關(guān)K1閉合時(shí)，Vo輸出為高電平；開關(guān)K1斷開時(shí)，Vo輸出為低電平。,圖4.39 并聯(lián)式機(jī)械有觸點(diǎn)開關(guān)檢測(cè)電路,37、固態(tài)繼電器、功率電子器件、模擬開關(guān)、三極管等都屬于電子無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。電子無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)量的特點(diǎn)是開關(guān)速度快、開關(guān)與主電路沒有完全隔離。下圖為串聯(lián)式電子無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)檢測(cè)電路，Vi輸入高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，Vo輸出為低電平；Vi輸入低電平時(shí)，三極管截止，Vo輸出為高電平。,圖4.39 電子無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)量變換電路,38、下圖為開關(guān)量整形與電平

19、變換的典型電路圖，試說(shuō)明電路中各元件的作用及功能。,1、FB5、CT5、C17的作用：去除毛刺尖峰； 2、R1、WD1的作用：利用穩(wěn)壓管WD1設(shè)置導(dǎo)通門限電壓為30V，大于30V，導(dǎo)通，小于30V截止，提高抗干擾能力； 3、光耦TLP1的作用：電氣隔離與電平轉(zhuǎn)換； 4、斯密特觸發(fā)器U10的作用：波形整形，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)；,圖4.41 開關(guān)量整形與電平變換典型電路圖,39、根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能要求，CPU 對(duì)開關(guān)量輸入信號(hào)的處理形式主要有三種：開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)、脈寬測(cè)量和脈沖計(jì)數(shù)。開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)可以由74LS244完成；脈寬測(cè)量和脈沖計(jì)數(shù)可以由8253完成。,40、控制微機(jī)通過(guò)信息采集接口檢測(cè)

20、機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理，發(fā)出有關(guān)控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制輸出接口的匹配、轉(zhuǎn)換、功率放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件去調(diào)節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使其按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。,41、模擬量輸出通道的任務(wù)是把微型機(jī)輸出的數(shù)字量變換成模擬量，這個(gè)任務(wù)主要由D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)完成， DA轉(zhuǎn)換器：即數(shù)模轉(zhuǎn)換器，就是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的器件，常見的有DAC0832、DAC1208等。對(duì)于模擬量輸出通道，要求可靠性高，滿足一定的精度，還必須具有保持的功能。模擬量輸出通道有兩種基本結(jié)構(gòu)形式：獨(dú)立D/A轉(zhuǎn)換器形式和共用D/A轉(zhuǎn)換器形式。,42、在D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計(jì)中，主要考慮的問(wèn)題是D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇、數(shù)字量碼的輸入及模擬量的極性

21、輸出、參考電壓電流源、模擬電量輸出的調(diào)整與分配等。,43、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)。 分辨率：分辨率通常用數(shù)字量的位數(shù)表示，如8位、10位、12位、16位等。分辨率越高，對(duì)輸入量的微小變化的反應(yīng)越靈敏。 輸出形式：電壓輸出形式或電流輸出形式。電流輸出的D/A轉(zhuǎn)換器，如需模擬電壓輸出，可在其輸出端加一個(gè)I-V轉(zhuǎn)換電路。 輸出信號(hào)范圍：一般輸出電壓范圍05V，010V，-5V+5V，-10V+10V等；一般輸出電流的范圍020mA。 轉(zhuǎn)換時(shí)間：完成一次DA轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間。不同型號(hào)、不同分辨率的器件，其轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)短相差很大，可能為幾十納秒到幾微秒。 工作溫度范圍：由于溫度會(huì)對(duì)運(yùn)算放大器

22、和電阻解碼網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)生影響，所以只有在一定的溫度范圍內(nèi)才能保證額定的轉(zhuǎn)換指標(biāo)。較好的轉(zhuǎn)換器件工作溫度為-4085，較差者為070。,44、 D/A轉(zhuǎn)換基本原理 DA轉(zhuǎn)換器的基本功能是將一個(gè)用二進(jìn)制表示的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量。轉(zhuǎn)換的基本方法是將其每一位都轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量(電壓或電流)，然后求疊加和，即得到與數(shù)字量成正比的模擬量，一般的數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是按這一原理設(shè)計(jì)的。 45、R-2R網(wǎng)絡(luò)型DA轉(zhuǎn)換器主要由三部分構(gòu)成，即R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)和受輸入數(shù)字量控制的電子開關(guān)組及運(yùn)算放大器構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn)換器。電子開關(guān)組受輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)D0D7控制，當(dāng)某一位為“1”時(shí)，電子開關(guān)閉合，當(dāng)某一位為“0”時(shí)，則電

23、子開關(guān)斷開。,上圖為R-2R網(wǎng)絡(luò)型DA轉(zhuǎn)換器的原理圖。 思考1：設(shè)VREF=5V，輸入數(shù)字量=11001000，那么DA轉(zhuǎn)換結(jié)果=？ 思考2：設(shè)VREF=5V，要輸出3V的模擬信號(hào)，那么輸入數(shù)字量=？ IREF=REF/R I7= IREF /2 I6= IREF /4 I5= IREF /8 I4= IREF /16 I3= IREF /32 I2= IREF /64 I1= IREF /128 I0= IREF /256 iE=I7D7+I6D6+I5D5+I4D4+I3D3+I2D2+I1D1+I0D0 =VREF/(28R)(27D7+26D6+25D5+24D4+23D3+22D2+21D1+20D0) 通過(guò)放大器將電流iE轉(zhuǎn)換成輸出電壓Vo Vo=-iER =(VREF/28)(27D7+26D6+2