AD轉(zhuǎn)換器及其接口設(shè)計(jì)

1、13.5 AD轉(zhuǎn)換器及其接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器及其接口設(shè)計(jì)一、一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理二、二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)三、三、A/D轉(zhuǎn)換器及其連接轉(zhuǎn)換器及其連接四、四、典型典型A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器2一、一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理轉(zhuǎn)換器的基本原理模擬輸入量模擬輸入量數(shù)字輸出量數(shù)字輸出量000001010011100101110111 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7vA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬輸入量模擬輸入量數(shù)字輸出量數(shù)字輸出量3工作原理工作原理特點(diǎn)特點(diǎn)計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清楚結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清楚轉(zhuǎn)換速度慢、精度低，少用轉(zhuǎn)換速度慢、精度低，少用雙積分式雙積分式精度

2、高、轉(zhuǎn)換速度慢，常用精度高、轉(zhuǎn)換速度慢，常用逐次逼近式逐次逼近式轉(zhuǎn)換速度較快、精度較高轉(zhuǎn)換速度較快、精度較高常用常用高速并行式高速并行式 轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格高轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格高4C為計(jì)數(shù)器控制端：為計(jì)數(shù)器控制端： C=1，開(kāi)始計(jì)數(shù)；，開(kāi)始計(jì)數(shù)； C=0，停止計(jì)數(shù)。，停止計(jì)數(shù)。q計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換由8位位D/A轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、8位計(jì)數(shù)器和比較器組成。位計(jì)數(shù)器和比較器組成。8 8位位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器D D7 7-D-D0 08 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 A- -+ +CLKCLKEOCEOCS S開(kāi)始轉(zhuǎn)換開(kāi)始轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束C C比較器比較器V Vi iV V0 0CLRCLR模擬輸

3、入電壓模擬輸入電壓D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出D0D7計(jì)數(shù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)鐘S=0，使，使8位計(jì)數(shù)器清位計(jì)數(shù)器清“0”，S=1，使計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。，使計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。5啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)S： S端端 ：使：使8位計(jì)數(shù)器清位計(jì)數(shù)器清“0”， S端端 ： 計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器準(zhǔn)備計(jì)數(shù)。 8位位D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量00H 0V電壓輸出電壓輸出Vo。 當(dāng)當(dāng)ViVo時(shí)，時(shí)， C=1, 計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)始計(jì)數(shù)， 只要只要ViVo ，C=1，計(jì)數(shù)器不斷計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器不斷計(jì)數(shù)， 當(dāng)當(dāng)VoVi時(shí)時(shí), C=0，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。 D7-D0為為Vi所對(duì)

4、應(yīng)的數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)了所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 C的的 表示表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)束， 可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)或作為查詢用?？梢宰鳛橹袛嗾?qǐng)求信號(hào)或作為查詢用。6.A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間V Vi iV V0 0t t0 0S啟動(dòng)S啟動(dòng)EOC結(jié)束EOC結(jié)束計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間圖轉(zhuǎn)換時(shí)間圖7 雙積分型雙積分型ADC又稱(chēng)雙斜率又稱(chēng)雙斜率ADC。 它的工作原它的工作原理是，對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓進(jìn)行兩次積分，理是，對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓進(jìn)行兩次積分，變換成變換成，并，并，計(jì)數(shù)器的輸出就是轉(zhuǎn)換后，計(jì)數(shù)器的輸出就是轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，的數(shù)字量，如圖如圖所示。所示。：由集成運(yùn)放和：由

5、集成運(yùn)放和RC積分環(huán)節(jié)組成，其輸入端積分環(huán)節(jié)組成，其輸入端接控制開(kāi)關(guān)接控制開(kāi)關(guān)S1。S1由定時(shí)信號(hào)控制，可以將由定時(shí)信號(hào)控制，可以將的輸入模擬電壓和參考電壓分別加在積分器，進(jìn)的輸入模擬電壓和參考電壓分別加在積分器，進(jìn)行兩次行兩次的積分。其輸出接比較器的輸入端。的積分。其輸出接比較器的輸入端。1.1.組成組成q雙積分式雙積分式A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換8:其作用是其作用是。當(dāng)當(dāng)uO0時(shí)，比較器輸出時(shí)，比較器輸出uC=0; 當(dāng)當(dāng)uO Uf，予以保留予以保留此位的此位的“1” 。第二個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)第二個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，SAR 置為置為11000000碼，經(jīng)碼，經(jīng)過(guò)過(guò)DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋電壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋電壓Uf

6、512102427682.V因因U Ui i U Uf f ，故保留此位，故保留此位“1 1”。15第三個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)第三個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，SAR 狀態(tài)置為狀態(tài)置為11100000，經(jīng)，經(jīng)DA 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋電壓壓Uf7 68102428963.V，因因Ui Uf ，SAR 此位應(yīng)置此位應(yīng)置“ 0 ”。SAR 狀態(tài)改為狀態(tài)改為11000000。第四個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)第四個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，SAR 狀態(tài)又置狀態(tài)又置為為11010000，.。16tU123456781.02410.24Ui5.127.688.968.328.08.168.248.288.30V時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖1234

7、5678逐次逼近比較過(guò)程逐次逼近比較過(guò)程脈沖脈沖 1SAR置為置為 100000002110000003111000001100000041101000011000000511001000611001100711001110811001111逐次逼近式逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換的過(guò)程可用下表說(shuō)明轉(zhuǎn)換的過(guò)程可用下表說(shuō)明。178位逐次逼近位逐次逼近AD轉(zhuǎn)換過(guò)程轉(zhuǎn)換過(guò)程 次數(shù)次數(shù) SAR中中 的數(shù)碼的數(shù)碼D/產(chǎn)生的產(chǎn)生的 (V) 去去留碼留碼 判斷判斷 本次操作后本次操作后SAR 中的數(shù)碼中的數(shù)碼 1 2 3 4 5 6 7 8 10000000 11000000 11100000 11010000 110

8、01000 11001100 11001110 11001111 5.12 7.68 8.96 8.32 8.0 8.16 8.24 8.28 ，留留1 ，留留1 ，留留0 ，留留0 ，留留1 ，留留1 ，留留1 ，留留1 10000000 11000000 11000000 11000000 11001000 11001100 11001110 11001111UfUUfiUUfiUUfiUUfiUUfiUUfiUUfiUUfi18由上表可見(jiàn)由上表可見(jiàn)： 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)8 次比較之后次比較之后，SAR 的數(shù)據(jù)寄存的數(shù)據(jù)寄存器中所建立的數(shù)碼器中所建立的數(shù)碼11001111即為轉(zhuǎn)換結(jié)果即為轉(zhuǎn)換結(jié)果。

9、數(shù)碼對(duì)應(yīng)的反饋電壓數(shù)碼對(duì)應(yīng)的反饋電壓Uf = 8.28 V，它與它與輸入的模擬電壓輸入的模擬電壓Ui= 8.3 V相差相差0.02V，不過(guò)不過(guò)兩者的差值已小于兩者的差值已小于1LSB所對(duì)應(yīng)的量化電壓所對(duì)應(yīng)的量化電壓0.04V 。 逐次逼近式逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果通轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)字量輸出鎖存器并行輸出。過(guò)數(shù)字量輸出鎖存器并行輸出。 19比較三種比較三種A/D轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)換方式 計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換速度慢，價(jià)格低，適用于慢速系統(tǒng)；轉(zhuǎn)換速度慢，價(jià)格低，適用于慢速系統(tǒng)； 雙積分式雙積分式A/D轉(zhuǎn)換分辨率高，抗干擾性好，但轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換分辨率高，抗干擾性好，但轉(zhuǎn)換速度較慢，適用于中速系統(tǒng)。

10、較慢，適用于中速系統(tǒng)。 逐次逼近型逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換精度高、轉(zhuǎn)換速度快、易受干擾。轉(zhuǎn)換精度高、轉(zhuǎn)換速度快、易受干擾。 微機(jī)系統(tǒng)中大多數(shù)采用逐次逼近型微機(jī)系統(tǒng)中大多數(shù)采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換方法。轉(zhuǎn)換方法。20二、二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)1. 分辨率分辨率2. 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度3. 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率211分辨率分辨率指指A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小模擬輸入量，轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小模擬輸入量，或指轉(zhuǎn)換器滿量程模擬輸入量被分離的級(jí)數(shù)。或指轉(zhuǎn)換器滿量程模擬輸入量被分離的級(jí)數(shù)。模擬輸入量模擬輸入量數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出量輸出量000001010011000001010011 1v

11、 2v 3v 4v 5v 6v 7v輸入輸入 輸出輸出 -0.50.5v 000 0.51.5v 001 1.52.5v 010 、 5.56.5v 110 6.57.5v 111 在在ADC中，模擬量和數(shù)字量之間不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系中，模擬量和數(shù)字量之間不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系222轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度實(shí)際輸出的數(shù)字量與理論輸出的數(shù)字量之間的偏差。實(shí)際輸出的數(shù)字量與理論輸出的數(shù)字量之間的偏差。 反應(yīng)反應(yīng)ADC的實(shí)際輸出接近理想輸出的精確程度的實(shí)際輸出接近理想輸出的精確程度。 ADC的分辨率通常用能轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量位數(shù)表示。的分辨率通常用能轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量位數(shù)表示。 如：如：8位位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的分辨率

12、分辨率為為8位位。10位位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的分辨率分辨率為為10位位。 這種偏差由兩部分構(gòu)成：這種偏差由兩部分構(gòu)成：a: a: 量化誤差量化誤差。量化誤差是把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為。量化誤差是把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量（這一過(guò)程稱(chēng)為量化）時(shí)必然存在的，是離散的數(shù)字量（這一過(guò)程稱(chēng)為量化）時(shí)必然存在的，是不可避免的。例如，不可避免的。例如，8 8位位ADCADC，單極性輸入，單極性輸入0 05V5V，數(shù)字，數(shù)字量為量為0 0255255，它能分辨的最小輸入信號(hào)是，它能分辨的最小輸入信號(hào)是=5V/256=5V/25620mV20mV，如，如4.984.985.00V5.00V輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)字均為

13、輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)字均為255255，這是不，這是不可避免的。可避免的。b: b: 器件誤差器件誤差。器件誤差是由于器件制造精度、溫。器件誤差是由于器件制造精度、溫度漂移等造成的，可以通過(guò)提高產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)降低。度漂移等造成的，可以通過(guò)提高產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)降低。23 由于在一定范圍內(nèi)的模擬值產(chǎn)生相同的數(shù)字量，由于在一定范圍內(nèi)的模擬值產(chǎn)生相同的數(shù)字量，取該范圍內(nèi)的中間模擬值計(jì)算。取該范圍內(nèi)的中間模擬值計(jì)算。 A/DA/D轉(zhuǎn)換精度用數(shù)字量的最低有效位（轉(zhuǎn)換精度用數(shù)字量的最低有效位（LSBLSB）來(lái)表）來(lái)表示。如果模擬量在示。如果模擬量在( (/2)/2)范圍內(nèi)，都產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)，都產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量，稱(chēng)為

14、這個(gè)唯一數(shù)字量，稱(chēng)為這個(gè)ADCADC是無(wú)誤差的，或者稱(chēng)其精是無(wú)誤差的，或者稱(chēng)其精度為度為0LSB0LSB。如果模擬量在如果模擬量在- -+范圍內(nèi)，都產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯范圍內(nèi)，都產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量，這個(gè)一數(shù)字量，這個(gè)ADCADC的精度為的精度為1/2LSB 1/2LSB 。如果模擬量在如果模擬量在(+3/4(+3/43/4)3/4)范圍內(nèi)，都產(chǎn)范圍內(nèi)，都產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量，這個(gè)生相對(duì)應(yīng)的唯一數(shù)字量，這個(gè)ADCADC的精度為的精度為1/4LSB1/4LSB。243轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間指完成一次指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，從啟動(dòng)信號(hào)開(kāi)始到轉(zhuǎn)換結(jié)束，

15、得到穩(wěn)定數(shù)字量的時(shí)間。從啟動(dòng)信號(hào)開(kāi)始到轉(zhuǎn)換結(jié)束，得到穩(wěn)定數(shù)字量的時(shí)間。轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換率是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。25三、三、A/D轉(zhuǎn)換器及其連接轉(zhuǎn)換器及其連接1. A/D轉(zhuǎn)換器分類(lèi)轉(zhuǎn)換器分類(lèi)2. A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接26 1. A/D轉(zhuǎn)換器分類(lèi)轉(zhuǎn)換器分類(lèi)l 按工作原理分按工作原理分l 按輸入方式分按輸入方式分l 按輸出方式分按輸出方式分l 按性能特點(diǎn)分按性能特點(diǎn)分l 按輸出是否帶三態(tài)緩沖分按輸出是否帶三態(tài)緩沖分27l 按模擬量輸入方式分按模擬量輸入方式分單極性單極性ADC、雙極性雙極性ADCl 按數(shù)字量輸出方式分按數(shù)字量輸出方式分 并行并行ADC、串行串行ADCl

16、按工作原理分按工作原理分計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式ADC、 雙積分式雙積分式ADC逐次逼近式逐次逼近式ADC、并行式并行式ADC28l 按性能特點(diǎn)分按性能特點(diǎn)分按分辨率分按分辨率分4位、位、6位、位、8位、位、10位、位、12位、位、14位、位、16位、位、 、 、按轉(zhuǎn)換速度分按轉(zhuǎn)換速度分 低速、中速、高速、超高速低速、中速、高速、超高速（轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為（轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為1s、1ms、1us、1ns）按轉(zhuǎn)換精度分按轉(zhuǎn)換精度分低精度、中精度、高精度、超高精度低精度、中精度、高精度、超高精度29l 按輸出是否帶三態(tài)緩沖分按輸出是否帶三態(tài)緩沖分帶可控三態(tài)緩沖帶可控三態(tài)緩沖ADC 如：如： ADC0809 不帶可控三

17、態(tài)緩沖不帶可控三態(tài)緩沖ADC 如：如： AD570、ADC12102. A/D轉(zhuǎn)換器及其連接轉(zhuǎn)換器及其連接 1) A/D轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào)轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào) 2) A/D轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接30 1) A/D轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào)轉(zhuǎn)換器的典型信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量模擬量輸入信號(hào)輸入信號(hào) 模擬量輸入信號(hào)模擬量輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào) 轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)換完成(結(jié)束）信號(hào)結(jié)束）信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào) 數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)2) A/D轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接轉(zhuǎn)換器各信號(hào)與系統(tǒng)的連接31注意注意A/

18、D轉(zhuǎn)換器允許輸入的模擬值范圍轉(zhuǎn)換器允許輸入的模擬值范圍, 不要超出范圍不要超出范圍 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào) 為充分發(fā)揮為充分發(fā)揮A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率，輸入量應(yīng)與轉(zhuǎn)換量程相稱(chēng)。轉(zhuǎn)換器的分辨率，輸入量應(yīng)與轉(zhuǎn)換量程相稱(chēng)。 模擬量輸入信號(hào)模擬量輸入信號(hào)例如例如 某某A/D轉(zhuǎn)換的范圍為轉(zhuǎn)換的范圍為 010V, 輸入的模擬信號(hào)為輸入的模擬信號(hào)為05V， 則應(yīng)將輸入信號(hào)放大則應(yīng)將輸入信號(hào)放大2倍，再送入倍，再送入A/D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。進(jìn)行轉(zhuǎn)換。32 數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)r 輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的輸

19、出不帶可控三態(tài)緩沖器的ADCr 輸出帶可控三態(tài)緩沖器的輸出帶可控三態(tài)緩沖器的ADCr 輸出位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的輸出位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的ADC33PC 總線總線I/O讀讀 時(shí)序時(shí)序A15A0CLKIORT4T1T2T3TwD7D0執(zhí)行執(zhí)行 IN AL, DX 時(shí)時(shí)：在在IOR的上升沿控制三態(tài)門(mén)，的上升沿控制三態(tài)門(mén)，數(shù)字量進(jìn)入數(shù)字量進(jìn)入CPUr 輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的ADCPC總總線線IOR不帶不帶可控三態(tài)可控三態(tài)ADC模擬量模擬量輸輸 入入數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線 0 0 地地址址譯譯碼碼三三態(tài)態(tài)門(mén)門(mén)11數(shù)字量輸出不能直接與總線相連。數(shù)字量輸出不能直接與總線相連。需

20、加三態(tài)門(mén)才能與數(shù)據(jù)總線相連。需加三態(tài)門(mén)才能與數(shù)據(jù)總線相連。34q 輸出帶可控三態(tài)緩沖器的輸出帶可控三態(tài)緩沖器的ADCPC 總線總線I/O讀時(shí)序讀時(shí)序A15A0CLKIORT4T1T2T3TwD7D0執(zhí)行執(zhí)行 IN AL, DX時(shí)時(shí)：在在IOR的上升沿打開(kāi)三態(tài)門(mén)，的上升沿打開(kāi)三態(tài)門(mén)，數(shù)字量進(jìn)入數(shù)字量進(jìn)入CPU數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線帶帶可控三態(tài)可控三態(tài)ADC模擬量模擬量輸輸 入入PC總總線線IOR地地址址譯譯碼碼地址線地址線 0 0 11其數(shù)字量輸出可直接與微機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。其數(shù)字量輸出可直接與微機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。35r 輸出數(shù)字量位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的輸出數(shù)字量位數(shù)超過(guò)微機(jī)數(shù)據(jù)總線的ADCPC總總線線數(shù)

21、據(jù)線數(shù)據(jù)線 8位位12位位ADC模擬量模擬量輸輸 入入12位位?ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果不能一次進(jìn)入的轉(zhuǎn)換結(jié)果不能一次進(jìn)入CPU，需按字節(jié)分多次讀取。，需按字節(jié)分多次讀取。36總線總線12位位A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線D7D0模擬量模擬量輸輸 入入IOR低低8位位三三態(tài)態(tài)0 0 地地址址譯譯碼碼地址線地址線 0 0 高高4位位三三態(tài)態(tài)低低8位位高高4位位D3D0port_Lport_H1111讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到buffer中中:IN Al, port_LMOV buffer, ALIN AL, port_HMOV buffer+1, AL37 A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)8位位DAC寄

22、存器寄存器8位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE1111118位位輸入輸入寄存器寄存器q 對(duì)對(duì)D/A芯片，只要數(shù)字信號(hào)進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路，芯片，只要數(shù)字信號(hào)進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路， 就開(kāi)始就開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換，無(wú)啟動(dòng)信號(hào)。轉(zhuǎn)換，無(wú)啟動(dòng)信號(hào)。38q 對(duì)一個(gè)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行對(duì)一個(gè)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)，在一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之后，應(yīng)再發(fā)啟動(dòng)信號(hào)，在一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之后，應(yīng)再發(fā)啟動(dòng)信號(hào)，開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。q 而而A/D芯片，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，芯片，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，均受啟動(dòng)信號(hào)控制

23、，在啟動(dòng)信號(hào)有效之后，均受啟動(dòng)信號(hào)控制，在啟動(dòng)信號(hào)有效之后，才開(kāi)始一次才開(kāi)始一次A/D轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)數(shù)字量。轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)39A/D啟動(dòng)信號(hào)的形式有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的形式有電平啟動(dòng)和脈沖啟動(dòng) 脈沖啟動(dòng)脈沖啟動(dòng)對(duì)脈沖啟動(dòng)的對(duì)脈沖啟動(dòng)的 ADC，如如ADC0804、ADC0809、ADC1210可用可用CPU執(zhí)行輸出指令時(shí)發(fā)出的片選信號(hào)和寫(xiě)信號(hào)組合得到執(zhí)行輸出指令時(shí)發(fā)出的片選信號(hào)和寫(xiě)信號(hào)組合得到PC總總線線IOW地地址址譯譯碼碼地址線地址線 0 0 11

24、模擬量模擬量輸輸 入入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)OUT DX, AL40電平啟動(dòng)電平啟動(dòng) 對(duì)電平啟動(dòng)的對(duì)電平啟動(dòng)的ADC，如，如AD570、AD571、AD572，該信號(hào)必須保持到該信號(hào)必須保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，中途不能撤除；轉(zhuǎn)換結(jié)束，中途不能撤除；否則會(huì)停止轉(zhuǎn)換，得到錯(cuò)誤結(jié)果。否則會(huì)停止轉(zhuǎn)換，得到錯(cuò)誤結(jié)果。CPU可通過(guò)并行接口對(duì)可通過(guò)并行接口對(duì)ADC芯片發(fā)電平形式的啟動(dòng)信號(hào)。芯片發(fā)電平形式的啟動(dòng)信號(hào)。PC總總線線IOW地地址址譯譯碼碼地址線地址線 0 0 11模擬量模擬量輸輸 入入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器OUT DX, ALA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線鎖鎖存存器

25、器41 轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)換完成EOC信號(hào)信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量輸入信號(hào)模擬量輸入信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)A/D 轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間，轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間，在轉(zhuǎn)換完一個(gè)數(shù)據(jù)之后，在轉(zhuǎn)換完一個(gè)數(shù)據(jù)之后， A/D芯片會(huì)發(fā)出一個(gè)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)。芯片會(huì)發(fā)出一個(gè)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)。 (相當(dāng)于輸入設(shè)備的準(zhǔn)備好信號(hào)相當(dāng)于輸入設(shè)備的準(zhǔn)備好信號(hào))42 將將A/D芯片看作一個(gè)輸入設(shè)備，芯片看作一個(gè)輸入設(shè)備， CPU可采用下列可采用下列 四種方法，讀取四種方法，讀取A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果：的轉(zhuǎn)換結(jié)果：q 程序延時(shí)方式（同步方式）程序延時(shí)方式（同步方式）q 程序查詢方式程序查詢

26、方式q 中斷方式中斷方式q 等待方式等待方式數(shù)字量輸出信號(hào)數(shù)字量輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量模擬量輸入信號(hào)輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)四種方式對(duì)四種方式對(duì)EOC信號(hào)的處理各不相同信號(hào)的處理各不相同43q 程序延時(shí)方式（同步方式）程序延時(shí)方式（同步方式）A 程序延時(shí)方式下，程序延時(shí)方式下， 硬件連線上未利用轉(zhuǎn)換完成信號(hào)硬件連線上未利用轉(zhuǎn)換完成信號(hào)啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換讀取讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果延時(shí)延時(shí)等待等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束YN轉(zhuǎn)換下一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換下一數(shù)據(jù)?通過(guò)查閱手冊(cè)了解通過(guò)查閱手冊(cè)了解A/D轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)所需時(shí)間，轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)據(jù)所需時(shí)間，在在CPU啟動(dòng)

27、啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，轉(zhuǎn)換之后，執(zhí)行一個(gè)固定延時(shí)程序執(zhí)行一個(gè)固定延時(shí)程序， 延時(shí)應(yīng)延時(shí)應(yīng)大于等于大于等于A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間，的轉(zhuǎn)換時(shí)間，然后然后CPU再讀取再讀取A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果的轉(zhuǎn)換結(jié)果。44q 程序查詢方式程序查詢方式PC總總線線IOR地地址址譯譯碼碼地址線地址線 0 0 11模擬量模擬量輸輸 入入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器IN AL, DXA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換完成信號(hào)完成信號(hào)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線三三態(tài)態(tài)門(mén)門(mén)轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)換完成EOC信號(hào)通過(guò)并行端口，送入信號(hào)通過(guò)并行端口，送入CPU。在在CPU啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換之后，轉(zhuǎn)換之后，CPU不斷查詢不斷查詢A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，一旦該信號(hào)有效，一旦該信號(hào)有效，

28、 CPU讀取讀取A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果。的轉(zhuǎn)換結(jié)果。45啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換讀取讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果YNN Y查詢查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)是否有效？信號(hào)是否有效？轉(zhuǎn)換下一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換下一數(shù)據(jù)?程序查詢方式流程程序查詢方式流程46r 中斷方式中斷方式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器模擬量模擬量輸入信號(hào)輸入信號(hào)數(shù)字量數(shù)字量輸出信號(hào)輸出信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)轉(zhuǎn)換完成信號(hào)IRQ4PC總線總線用用A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)中斷申請(qǐng)，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)中斷申請(qǐng)，CPU采用中斷方式讀取采用中斷方式讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。轉(zhuǎn)換結(jié)果。47主程序主程序發(fā)中斷結(jié)束命令發(fā)中斷結(jié)束命令EOIIRET中斷返回中斷返回開(kāi)始開(kāi)始讀取讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果中斷子程中斷子程設(shè)置中斷向量設(shè)置中斷向量設(shè)置設(shè)置8259A，允許中斷，允許中斷STI開(kāi)中斷開(kāi)中斷設(shè)置設(shè)置8259A，禁止中斷，禁止中斷返回返回DOSCLI關(guān)中斷關(guān)中斷開(kāi)始開(kāi)始N啟動(dòng)啟動(dòng)A