第二章接口(85)

1、2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)1采樣器采樣器 A/D計算機計算機 A/D保持器保持器y(t)y*(t) y(kT) u(kT) u*(kT) u(t)2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)2量化誤差：由于用有限二進制數(shù)字對模擬量化誤差：由于用有限二進制數(shù)字對模擬數(shù)值進行離散取值（量化）而引起的誤數(shù)值進行離散取值（量化）而引起的誤差，用如下表示：差，用如下表示：)()(SnTfnTfe2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)32022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)4y(t)t采樣器采樣器y(t)y*(t)y*(t)2T4Tt原始過程信號原始過程信號信

2、號通過采樣器信號通過采樣器采樣后的信號采樣后的信號過程信號采樣過程示意圖過程信號采樣過程示意圖2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)5 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)6離散系統(tǒng)或采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)或采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)-把連續(xù)變化的量變成離把連續(xù)變化的量變成離 散量后再進行處理的計算機控制系統(tǒng)。散量后再進行處理的計算機控制系統(tǒng)。離散系統(tǒng)的采樣形式離散系統(tǒng)的采樣形式-有周期采樣、多階采樣和隨有周期采樣、多階采樣和隨機采樣。應(yīng)用最多的是周期采樣。機采樣。應(yīng)用最多的是周期采樣。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)7 當某一通道進行當某一通道進行A/DA/D轉(zhuǎn)換時，由

3、于轉(zhuǎn)換時，由于A/D A/D 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換需要一定的時間，如果輸入信號變化較快，換需要一定的時間，如果輸入信號變化較快，就會引起較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了保證就會引起較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了保證A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用采樣保持器。的精度，需要應(yīng)用采樣保持器。 v1 1、數(shù)據(jù)采樣定理、數(shù)據(jù)采樣定理v2 2、采樣保持器、采樣保持器2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)8周期采樣周期采樣-就是以相同的時間間隔進行采就是以相同的時間間隔進行采樣，即把一個連續(xù)變化的模擬信號樣，即把一個連續(xù)變化的模擬信號y y( (t t) )，按一定的時間間隔按一定的時間間隔T T 轉(zhuǎn)變?yōu)樵谒矔r轉(zhuǎn)變?yōu)樵谒矔r0 0

4、，T T，2 2T T，的一連串脈沖序列信號的一連串脈沖序列信號 y y* *( (t t) )，如圖所示。如圖所示。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)90t0T2T3Tt采樣器y( t )*y( t )*y( t )y( t ) T圖2-7 信號的采樣過程采樣器的常用術(shù)語：采樣器的常用術(shù)語：采樣器或采樣開關(guān)采樣器或采樣開關(guān)-執(zhí)行采樣動作的裝置，執(zhí)行采樣動作的裝置，采樣時間或采樣寬度采樣時間或采樣寬度-采樣開關(guān)每次閉合的時間采樣開關(guān)每次閉合的時間采樣周期采樣周期T-T-采樣開關(guān)每次通斷的時間間隔采樣開關(guān)每次通斷的時間間隔 在實際系統(tǒng)中，在實際系統(tǒng)中， T T ，也就是說，可以近似

5、地，也就是說，可以近似地認為采樣信號認為采樣信號y y* *( (t t) )是是y y( (t t) )在采樣開關(guān)閉合時的瞬時在采樣開關(guān)閉合時的瞬時值值。圖 信號的采樣過程 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)10 由經(jīng)驗可知，采樣頻率越高，采樣信由經(jīng)驗可知，采樣頻率越高，采樣信號號 y y* *( (t t) )越接近原信號越接近原信號y y( (t t) )，但若采樣頻，但若采樣頻率過高，在實時控制系統(tǒng)中將會把許多寶率過高，在實時控制系統(tǒng)中將會把許多寶貴的時間用在采樣上，從而失去了實時控貴的時間用在采樣上，從而失去了實時控制的機會。為了使采樣信號制的機會。為了使采樣信號y y

6、* *( (t t) )既不失既不失真，又不會因頻率太高而浪費時間，我們真，又不會因頻率太高而浪費時間，我們可依據(jù)香農(nóng)采樣定理?？梢罁?jù)香農(nóng)采樣定理。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)11香農(nóng)定理指出：為了使采樣信號香農(nóng)定理指出：為了使采樣信號y y* *( (t t) )能完全復(fù)現(xiàn)原信號能完全復(fù)現(xiàn)原信號y y( (t t) )，采樣頻率，采樣頻率f f 至少要為原信號最高有效頻率至少要為原信號最高有效頻率f fmaxmax的的2 2倍，即倍，即f f 2f 2fmaxmax。 采樣定理給出了采樣定理給出了y y* *( (t t) )唯一地復(fù)唯一地復(fù)現(xiàn)現(xiàn)y y( (t t) )所

7、必需的最低采樣頻率。實際所必需的最低采樣頻率。實際應(yīng)用中，常取應(yīng)用中，常取f f （5 51010）f fmaxmax。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)12 6T 4T 2Tt y采樣信號采樣信號y(kT)原信號原信號y(t)恢復(fù)信號恢復(fù)信號yh(t)零階保持器算式零階保持器算式y(tǒng)h(kT+t)=y(kT) 0tT, k=0, 1, 2,由于它只是簡單地由于它只是簡單地外推，故只有當外推，故只有當T T足夠小時，零階保足夠小時，零階保持器才能較好地恢持器才能較好地恢復(fù)原信號。復(fù)原信號。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)13 1、 零階采樣保持器零階采樣保持器-零階

8、采樣保持器零階采樣保持器是在兩次采樣的間隔時間內(nèi)，一直保持采樣是在兩次采樣的間隔時間內(nèi)，一直保持采樣值不變直到下一個采樣時刻。它的組成原理值不變直到下一個采樣時刻。它的組成原理電路與工作波性如圖電路與工作波性如圖 (a)(a)、(b)(b)所示。所示。 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)14INV1A2AHCOUTVSOUTVINVtt圖 2-8 采樣保持器 路電理原)a (性波作工)b(采樣保持圖圖 采樣保持器采樣保持器2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)15采樣保持器由輸入輸出緩沖放大器采樣保持器由輸入輸出緩沖放大器A1A1、A2A2和采樣開關(guān)和采樣開關(guān)S S、保

9、持電容、保持電容CH等組等組成。采樣期間，開關(guān)成。采樣期間，開關(guān)S S閉合，輸入電閉合，輸入電壓壓V VININ通過通過A1A1對對CH快速充電，輸出快速充電，輸出電壓電壓V VOUTOUT跟隨跟隨V VININ變化；保持期間，變化；保持期間，開關(guān)開關(guān)S S斷開，由于斷開，由于A2A2的輸入阻抗很高，的輸入阻抗很高，理想情況下電容理想情況下電容C CH H將保持電壓將保持電壓VCVC不不變，因而輸出電壓變，因而輸出電壓V VOUT=OUT=VCVC也保持恒也保持恒定。定。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)16 顯然，保持電容顯然，保持電容C H的作用十分重要。實際上保持的作用十分

10、重要。實際上保持期間的電容保持電壓期間的電容保持電壓VC在緩慢下降，這是由于保持電在緩慢下降，這是由于保持電容的漏電流所致。保持電壓容的漏電流所致。保持電壓VC的變化率為的變化率為 式中：式中：ID-為保持期間電容的總泄漏電流，它包括放大器的輸入為保持期間電容的總泄漏電流，它包括放大器的輸入電流、開關(guān)截止時的漏電流與電容內(nèi)部的漏電流等。電流、開關(guān)截止時的漏電流與電容內(nèi)部的漏電流等。電容電容CH值值-增大電容增大電容CH值可以減小電壓變化率，但同時又值可以減小電壓變化率，但同時又會增加充電即采樣時間，因此保持電容的容量大小與采會增加充電即采樣時間，因此保持電容的容量大小與采樣精度成正比而與采樣頻

11、率成反比。一般情況下，保持樣精度成正比而與采樣頻率成反比。一般情況下，保持電容電容CH是外接的，所以要選用聚四氟乙烯、聚苯乙烯等是外接的，所以要選用聚四氟乙烯、聚苯乙烯等高質(zhì)量的電容器，容量為高質(zhì)量的電容器，容量為5101000pF。HDCIdtdVc2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)172 2、零階集成采樣保持器、零階集成采樣保持器常用的零階集成采樣保持器有常用的零階集成采樣保持器有AD582AD582、LF198/298/398LF198/298/398等。這里，用等。這里，用TTLTTL邏輯電平控制采樣和保持狀態(tài)，如邏輯電平控制采樣和保持狀態(tài)，如AD582AD582的采樣電

12、平為的采樣電平為“0”0”，保持電平為，保持電平為“1”1”，而，而LF198LF198的則相反。的則相反。圖圖3 39 9 集成采樣保持器集成采樣保持器 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)181） 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指A/D的實際輸出接的實際輸出接近于理想輸出精確程度。近于理想輸出精確程度。A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度可以用絕對誤差和相對誤差來表示。度可以用絕對誤差和相對誤差來表示。 所謂所謂絕對誤差絕對誤差，是指對應(yīng)于一個給定數(shù)字量，是指對應(yīng)于一個給定數(shù)字量A/DA/D轉(zhuǎn)換器的誤差，其誤差的大小由實際模擬轉(zhuǎn)換器的誤差，

13、其誤差的大小由實際模擬量輸入值和理論值之差來度量。絕對誤差包括量輸入值和理論值之差來度量。絕對誤差包括增益誤差，零點誤差和非線性誤差等。增益誤差，零點誤差和非線性誤差等。 相對誤差相對誤差是指絕對誤差與滿刻度值之比，一是指絕對誤差與滿刻度值之比，一般用百分數(shù)來表示，對般用百分數(shù)來表示，對A/DA/D轉(zhuǎn)換器常用最低有轉(zhuǎn)換器常用最低有效值的位數(shù)效值的位數(shù)LSBLSB（Least Significant Bit)Least Significant Bit)）來表示，來表示，1LSB = 11LSB = 1 2 2n n 。1 1、A/DA/D轉(zhuǎn)換器的性能指標轉(zhuǎn)換器的性能指標2.4 2.4 信號轉(zhuǎn)換的

14、工程化技術(shù)信號轉(zhuǎn)換的工程化技術(shù)2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)19（2）分辨率分辨率 分辨率是指分辨率是指A/DA/D轉(zhuǎn)換器對微小輸入信號變化的敏感程轉(zhuǎn)換器對微小輸入信號變化的敏感程度。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時對輸入量微小變化的反應(yīng)越靈敏。度。分辨率越高，轉(zhuǎn)換時對輸入量微小變化的反應(yīng)越靈敏。通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示，如通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示，如8 8位、位、1010位、位、1212位等。分位等。分辨率辨率為為n n，表示它可以對滿刻度的，表示它可以對滿刻度的1/ 21/ 2n n的變化量作出反應(yīng)。的變化量作出反應(yīng)。即：即： 分辨率分辨率 = = 滿刻度值滿刻度值/2/2n n 量化

15、誤差和分辨率是統(tǒng)一的，提高分辨率，可減少量化誤差。量化誤差和分辨率是統(tǒng)一的，提高分辨率，可減少量化誤差。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)20一般來說，位數(shù)一般來說，位數(shù)n n越大，其相對誤差（或絕越大，其相對誤差（或絕對誤差）越小。對誤差）越小。3）轉(zhuǎn)換時間）轉(zhuǎn)換時間 A/DA/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間稱為轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間稱為轉(zhuǎn)換時間。如逐位逼近式轉(zhuǎn)換時間。如逐位逼近式A/D A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間為微秒級，雙積分式轉(zhuǎn)換時間為微秒級，雙積分式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間為毫秒級。的轉(zhuǎn)換時間為毫秒級。4 4）量程：單極性（）量程：單極性（0-10

16、V,0-20V0-10V,0-20V）、雙極）、雙極性性(-5V-+5V,-10V- +10V)(-5V-+5V,-10V- +10V)2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)21例：一個例：一個12位位A/D，輸入電壓范圍，輸入電壓范圍5V（1）分辨率？）分辨率？（2）能夠辨別的最小電壓？）能夠辨別的最小電壓？ 解：1） 2）50.0244*10-2=0.122*10-2 21210*0.0244212022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)222022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)231）8路路8位位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位位2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。

17、）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 3）轉(zhuǎn)換時間為）轉(zhuǎn)換時間為100s4）單個）單個5V電源供電電源供電 5）模擬輸入電壓范圍）模擬輸入電壓范圍05V，不需零點，不需零點和滿刻度校準。和滿刻度校準。 6）工作溫度范圍為）工作溫度范圍為-4085攝氏度攝氏度 7）低功耗，約）低功耗，約15mW。 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)24ADC0809的工作過程是：首先輸入的工作過程是：首先輸入3位地址，并位地址，并使使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位

18、。下降沿上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動啟動 AD轉(zhuǎn)換，之后轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到示轉(zhuǎn)換正在進行。直到AD轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘咀優(yōu)楦唠娖?，指示AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)時，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。果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 1. ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)252. 引腳結(jié)構(gòu)引腳結(jié)構(gòu)ADC

19、0809采用雙列直插式封裝，共有采用雙列直插式封裝，共有28條引腳。條引腳。其引腳結(jié)構(gòu)如圖所示。其引腳結(jié)構(gòu)如圖所示。 IN5D7D6D0D1D2D3D4D5Vref(+)OEGNDVccADDCADC08091109876543220141516171819131211IN3IN4IN7IN6STARTEOCCLOCKVref(-)ALEADDAADDBIN0IN1IN22827262524232221圖圖 ADC0809引腳圖引腳圖2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)26 引腳結(jié)構(gòu)引腳結(jié)構(gòu) （1）IN7IN0：8條模擬量輸入通道條模擬量輸入通道 （2）地址輸入和控制線：）地址輸入

20、和控制線：4條條 （3）數(shù)字量輸出及控制線：）數(shù)字量輸出及控制線：11條條 （4）電源線及其他：）電源線及其他：5條條 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)27各引腳功能如下：各引腳功能如下： IN0IN0IN7IN7：8 8路模擬量輸入端。允許路模擬量輸入端。允許8 8路模擬量分時輸入，路模擬量分時輸入，共用一個共用一個A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 ALEALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。上升沿時鎖：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。上升沿時鎖存存3 3位通道選擇信號。位通道選擇信號。 A A、B B、C C：3 3位地址線即模擬量通道選擇線。位地址線即模擬量通道選擇

21、線。ALEALE為高電平時，為高電平時，地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表格地址譯碼與對應(yīng)通道選擇見表格 。 STARTSTART：啟動：啟動A/DA/D轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平有效。上升沿時轉(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，下降沿時啟動將轉(zhuǎn)換器內(nèi)部清零，下降沿時啟動A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 EOCEOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，高電平有效。 OEOE：輸出允許信號，輸入，高電平有效。該信號用來打開：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，將三態(tài)輸出緩沖器，將A/DA/D轉(zhuǎn)換得到的轉(zhuǎn)換得到的8 8位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總

22、線上。線上。 D0D0D7D7：8 8位數(shù)字量輸出。位數(shù)字量輸出。D0D0為最低位，為最低位，D7D7為最高位。由于為最高位。由于有三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)總線直接相連。有三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)總線直接相連。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)28CLOCKCLOCK：外部時鐘脈沖輸入端。當脈沖頻率為：外部時鐘脈沖輸入端。當脈沖頻率為640kHz640kHz時，時，A/DA/D轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為100100 s s。VR+VR+，VR-VR-：基準電壓源正、負端。取決于被轉(zhuǎn)換：基準電壓源正、負端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電壓范圍，通常的模擬電壓范圍，通常VR+ = VR+ = 5

23、V DC5V DC，VR- = 0V DCVR- = 0V DC。VccVcc：工作電源，：工作電源， 5VDC5VDC。GNDGND：電源地。：電源地。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)29 表表 被選通道和地址的關(guān)系被選通道和地址的關(guān)系C CB BA A選中通道選中通道0 00 00 0IN0IN00 00 01 1IN1IN10 01 10 0IN2IN20 01 11 1IN3IN31 10 00 0IN4IN41 10 01 1IN5IN51 11 10 0IN6IN61 11 11 1IN7IN72022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)30ADC0809ADC

24、0809的內(nèi)部轉(zhuǎn)換時序的內(nèi)部轉(zhuǎn)換時序ALEC.B.ASTARTEOCOEDO7DO0圖2-12 ADC0809的轉(zhuǎn)換時序圖圖 ADC0809ADC0809的轉(zhuǎn)換時序的轉(zhuǎn)換時序2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)31vAD574AAD574A是一種高性能的是一種高性能的1212位逐位逼近式位逐位逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器v分辨率為分辨率為1/21/212 12 = 0.024%= 0.024%v轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為25s,25s,適合于在高精度快速采樣系統(tǒng)中使適合于在高精度快速采樣系統(tǒng)中使用用v內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體與ADC0809ADC0809類似，由類似，由1212位位A

25、/DA/D轉(zhuǎn)換器、控轉(zhuǎn)換器、控制邏輯、三態(tài)輸出鎖存緩沖器與制邏輯、三態(tài)輸出鎖存緩沖器與10V10V基準電壓源構(gòu)成，基準電壓源構(gòu)成，可以直接與主機數(shù)據(jù)總線連接，但只能可以直接與主機數(shù)據(jù)總線連接，但只能輸入一路模擬輸入一路模擬量量vAD574AAD574A也采用也采用2828腳雙立直插式封裝腳雙立直插式封裝2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)32 圖圖 3-17 AD574A3-17 AD574A原理框圖及引腳原理框圖及引腳2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)33V Vcccc：工作電源正端，：工作電源正端，+12 VDC+12 VDC或或+15 VDC+15 VDC。V

26、VEEEE：工作電源負端，：工作電源負端， 12 VDC12 VDC或或 15 VDC15 VDC。V VL L：邏輯電源端，：邏輯電源端，+5 VDC+5 VDC。雖然使用的工作。雖然使用的工作電源為電源為 12VDC12VDC或或 15 VDC15 VDC， 但數(shù)字量輸出及但數(shù)字量輸出及控制信號的邏輯控制信號的邏輯 電平仍可直接與電平仍可直接與TTLTTL兼容。兼容。DGNDDGND，AGNDAGND：數(shù)字地，模擬地。：數(shù)字地，模擬地。REF OUTREF OUT：基準電壓源輸出端，芯片內(nèi)部基準：基準電壓源輸出端，芯片內(nèi)部基準電壓源為電壓源為+10.00 V+10.00 V 1 1。REF

27、 INREF IN：基準電壓源輸入端，如果：基準電壓源輸入端，如果REF OUTREF OUT通通過電阻接至過電阻接至REF INREF IN，則可用來調(diào)量程。，則可用來調(diào)量程。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)34 ：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平表示正在轉(zhuǎn)換，低轉(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。電平表示已轉(zhuǎn)換完畢。 DB0-DB11DB0-DB11：1212位輸出數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出鎖存，位輸出數(shù)據(jù)線，三態(tài)輸出鎖存，可與主機數(shù)據(jù)線直接相連?？膳c主機數(shù)據(jù)線直接相連。 CECE：片能用信號，輸入，高電平有效。：片能用信號，輸入，高電平有效。 ：片選信號，輸入，低電平有效。

28、：片選信號，輸入，低電平有效。 R/ R/ ：讀：讀/ /轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平為讀轉(zhuǎn)換信號，輸入，高電平為讀A/DA/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，低電平為起動轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，低電平為起動A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 12/ 12/ ：數(shù)據(jù)輸出方式選擇信號，輸入，高電：數(shù)據(jù)輸出方式選擇信號，輸入，高電平時輸出平時輸出1212位數(shù)據(jù)，低電平時與位數(shù)據(jù)，低電平時與A0A0信號配合輸信號配合輸出高出高8 8位或低位或低4 4位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。12/ 12/ 不能用不能用TTLTTL電平控電平控制，必須直接接至制，必須直接接至+5V(+5V(引腳引腳1)1)或數(shù)字地或數(shù)字地( (引腳引腳15)15)。STSCSC882022-6

29、-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)35A0A0：字節(jié)信號，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)，：字節(jié)信號，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)，A0A0為低電平可使為低電平可使AD574AD574產(chǎn)生產(chǎn)生1212位轉(zhuǎn)換，位轉(zhuǎn)換，A0A0為高電平可使為高電平可使AD574AD574產(chǎn)生產(chǎn)生8 8位轉(zhuǎn)換。在讀數(shù)狀態(tài)，如果位轉(zhuǎn)換。在讀數(shù)狀態(tài)，如果12/ 12/ 為低電平，為低電平，A0A0為為低電平時，則輸出高低電平時，則輸出高8 8位數(shù)，而位數(shù)，而A0A0為高電平時，則為高電平時，則輸出低輸出低4 4位數(shù)；如果位數(shù)；如果12/ 12/ 為高電平，則為高電平，則A0A0的狀態(tài)的狀態(tài)不起作用。不起作用。CECE、 、R/ R/ 、12/ 12/ 、

30、 A0A0各控制信號的組合各控制信號的組合作用，列于下表作用，列于下表: :。注：注： 表示表示1 1或或0 0都可以。都可以。CSC8882022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)362022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)37 10VIN10VIN，20VIN20VIN，BIP OFFBIP OFF：模擬電壓信號輸入端。模擬電壓信號輸入端。單極性應(yīng)用時，將單極性應(yīng)用時，將BIP OFFBIP OFF接接0 V0 V，雙極性時接，雙極性時接10 10 V V。量程可以是。量程可以是10 V10 V，也可以是，也可以是20 V20 V。輸入信號在。輸入信號在10 V10 V范圍內(nèi)

31、變化時，將輸入信號接至范圍內(nèi)變化時，將輸入信號接至10 VIN10 VIN；在；在20V20V范圍內(nèi)變化時，接至范圍內(nèi)變化時，接至20VIN20VIN。模擬輸入信號的。模擬輸入信號的幾種接法如表所示，相應(yīng)電路如圖所示。幾種接法如表所示，相應(yīng)電路如圖所示。 表表 模擬輸入信號的幾種接法模擬輸入信號的幾種接法2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)38圖圖 AD574AAD574A的輸入信號連接方法的輸入信號連接方法 1081213149AD574AAD574A1081213149零點調(diào)整12V+100kREF OUTREF INBIP OFFBIP OFF量程調(diào)整12V_ 0 0 10V

32、輸入10V輸入(a)(b)001100k00120VININ10VIN10V20VIN001001單極性單極性雙極性雙極性圖 圖 2-14 AD574A的輸入信號連接方法的輸入信號連接方法量程調(diào)整零點調(diào)整0 0 20V輸入0V輸入-5 -5 +5 V輸入V輸入-10 -10 +10V輸入V輸入AGNDAGND2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)39 1 MCS-51和和ADC0809的接口的接口 2 MCS-51和和ADC574的接口的接口返回本章首頁2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)40 ADC0809和8031的接線如圖所示。圖圖 ADC0809和和8031接線圖

33、接線圖地址鎖存.8031ADC0809ALEP0.7P0.0P2.7WRRDINTCKDQQA0A1A2D0D7ABCCLKSTARTALEOEEOC.IN0IN1IN7IN6IN5IN4IN3IN2+2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)41例例 如圖所示，試用查詢和中斷兩種方式編寫程序，如圖所示，試用查詢和中斷兩種方式編寫程序，對對IN5通道上的數(shù)據(jù)進行采集，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入通道上的數(shù)據(jù)進行采集，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入內(nèi)部內(nèi)部RAM20H單元。單元。解：中斷方式程序清單：解：中斷方式程序清單：ORG 0000HMOV DPTR，#7FF5HMOVXDPTR，A ；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)

34、換SETB EASETB EX1；開外中斷；開外中斷1SETB IT1；外中斷請求信號為下跳沿觸；外中斷請求信號為下跳沿觸發(fā)方式發(fā)方式LOOP：SJMP LOOP；等待中斷；等待中斷END2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)42中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序：ORG0013H；外中斷；外中斷1的入口的入口地址地址LJMP1000H；轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序；轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序的入口地址的入口地址ORG1000HMOVXA，DPTR；讀?。蛔x取A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)換數(shù)據(jù)MOV20H，A；存儲數(shù)據(jù)；存儲數(shù)據(jù)RETI；中斷返回；中斷返回2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)43查詢方式程序清單：查詢

35、方式程序清單：ORG0000HMOVDPTR，#7FF5HMOVXDPTR，A；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LOOP：JBP3.3，LOOP；等待轉(zhuǎn)換；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束結(jié)束MOVXA，DPTR；讀??；讀取A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)MOV20H，A；存儲數(shù)據(jù)；存儲數(shù)據(jù)END2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)44例例 如圖所示，試編程對如圖所示，試編程對8個模擬通道上的個模擬通道上的模擬電壓進行一遍數(shù)字采集，并將采集結(jié)模擬電壓進行一遍數(shù)字采集，并將采集結(jié)果送入內(nèi)部果送入內(nèi)部RAM以以30H單元為始地址的輸單元為始地址的輸入緩沖區(qū)入緩沖區(qū)。圖圖 8031和和ADC0809的接口的接口8031EAA

36、LEP0.7 P0.0WR地址鎖存器譯碼器EOCADDAALEOESTARTCLOCK29-1ADC0809INT1RDADDCADDB2-8P0.0P0.2P0.1622710M1M21F0H.IN0IN1IN7IN6IN5IN4IN3IN2.2+2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)45解：從圖中可以看出，接線方式為中斷方解：從圖中可以看出，接線方式為中斷方式。式。ADDA、ADDB和和ADDC三端接三端接8031的的P0.0 、P0.1 和和P0.2，故通道號是通過數(shù)據(jù)，故通道號是通過數(shù)據(jù)線來選擇。線來選擇。程序清單：程序清單：ORG0000HMOVR0，#30H；數(shù)據(jù)區(qū)始地址

37、送；數(shù)據(jù)區(qū)始地址送R0MOVR7，#08H；通道數(shù)送；通道數(shù)送R7MOVR6，#00H；IN0地址送地址送R6MOVIE，#84H；開中斷；開中斷SETBIT1；外中斷請求信號為下跳沿觸發(fā)方；外中斷請求信號為下跳沿觸發(fā)方式式MOVR1，#0F0H；送端口地址到；送端口地址到R1MOVA，R6 ；IN0地址送地址送AMOVX R1，A；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LOOP：SJMPLOOP ；等待中斷；等待中斷END2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)46中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序：ORG0013H；外中斷；外中斷1的入口地址的入口地址AJMP 1000H；轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序的入口地址；轉(zhuǎn)中

38、斷服務(wù)程序的入口地址ORG1000HMOVXA，R1；讀入；讀入A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)MOVR0，A；將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)；將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)INCR0；數(shù)據(jù)區(qū)指針加；數(shù)據(jù)區(qū)指針加1INCR6；模擬通道號加；模擬通道號加1MOVA，R6 ；新的模擬通道號；新的模擬通道號送送AMOVXR1，A；啟動下一通道的；啟動下一通道的A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換DJNZR7，LOOP1；8路采樣未結(jié)束，則轉(zhuǎn)向路采樣未結(jié)束，則轉(zhuǎn)向LOOP1CLREX1；8路采樣結(jié)束，關(guān)中斷路采樣結(jié)束，關(guān)中斷LOOP1：RETI；中斷返回；中斷返回返回本節(jié)2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)472. 8031和和AD

39、574的接口的接口圖表示出了圖表示出了AD574與與8031單片機的接口電路單片機的接口電路。 .P0.7P0.0EAALEWRRDP1.03239313016171803174LS373D7D0Q0Q774LS00&123181714131516191282569347333435363738111115121013271426252021222324191617281826543978-15V+15V 模擬輸入+5V增益補償100 100D10D9D8D0D1D2D3D4D5D6D7D11CESTS12/ 8A0CSR/C10V INBIF OFFREF OUTREFINAGNDDGNDV

40、ssVcc20V INVL.AD574.2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)48圖圖 單極性輸入電路單極性輸入電路模擬輸入0 +10V0 +20VAGND20VIN10VINBIP OFFREF OUTCER/CREF INA0CS12/8STS高位24 27中位20 23低位16 19DGND-15V+15V+5V+15V-15V100K100100K100 AD5742022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)49例例 在圖在圖 中，試編寫程序，使中，試編寫程序，使AD 574進行進行12位位A/D轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量位數(shù)字量存入內(nèi)部存入內(nèi)部20

41、H和和21H單元。單元。設(shè)設(shè)20H單元存放高單元存放高8位，位，21H單元存放低單元存放低4位。位。解：程序清單如下：解：程序清單如下：ORG0000H MOVR0，#20H；數(shù)據(jù)區(qū)首址；數(shù)據(jù)區(qū)首址MOVDPTR，#0FF7CH MOVXDPTR，A；啟動；啟動A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)50LOOP：JBP1.0，LOOP；轉(zhuǎn)換是否；轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，未結(jié)束，等待結(jié)束，未結(jié)束，等待MOVDPTR，#0FF7DHMOVXA，DPTR；讀高；讀高8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)MOVR0，A ；存高；存高8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)INC DPTRINC DPTRMOVXA，DPTR；讀低；讀低4

42、位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)ANLA，#0FH ；屏蔽高；屏蔽高4位隨機數(shù)位隨機數(shù)INC R0MOVR0，A ；存低；存低4位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)END2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)51 D/A D/A轉(zhuǎn)換器性能指標是衡量芯片質(zhì)量的重要轉(zhuǎn)換器性能指標是衡量芯片質(zhì)量的重要參數(shù)，也是選用參數(shù)，也是選用D/AD/A芯片型號的依據(jù)。主要性能芯片型號的依據(jù)。主要性能指標有：指標有： （1 1）分辨率）分辨率 （2 2）轉(zhuǎn)換精度）轉(zhuǎn)換精度 （3 3）偏移量誤差）偏移量誤差 （4 4）穩(wěn)定時間）穩(wěn)定時間2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)52 分辨率分辨率-是指是指 D/A D/A 轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸

43、出模轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量，即當輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時所對應(yīng)擬增量，即當輸入數(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)換的二進制位輸出模擬量的變化量，它取決于能轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高 。其分辨。其分辨率與二進制位數(shù)率與二進制位數(shù)n n呈下列關(guān)系：呈下列關(guān)系：分辨率分辨率 = = 滿刻度值滿刻度值/ /（2 2n n-1-1）= =V VREF REF / 2/ 2n n2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)53 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度-是指轉(zhuǎn)換后所得的實際值和理是指轉(zhuǎn)換后所得的實際值和理論值的接近程度

44、。它和分辨率是兩個不同的概論值的接近程度。它和分辨率是兩個不同的概念。例如，滿量程時的理論輸出值為念。例如，滿量程時的理論輸出值為10V10V，實，實際輸出值是在際輸出值是在9.99V10.01V9.99V10.01V之間，其轉(zhuǎn)換精度之間，其轉(zhuǎn)換精度為為10mV10mV。對于分辨率很高的。對于分辨率很高的D/AD/A轉(zhuǎn)換器并不轉(zhuǎn)換器并不一定具有很高的精度。一定具有很高的精度。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)54 偏移量誤差偏移量誤差-是指輸入數(shù)字量時，輸是指輸入數(shù)字量時，輸出模擬量對于零的偏移值。此誤差可通出模擬量對于零的偏移值。此誤差可通過過D/AD/A轉(zhuǎn)換器的外接轉(zhuǎn)換器的外

45、接V VREFREF和電位器加以調(diào)和電位器加以調(diào)整。整。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)55 穩(wěn)定時間穩(wěn)定時間-是描述是描述D/AD/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個轉(zhuǎn)換速度快慢的一個參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出模擬量達到參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出模擬量達到終值誤差終值誤差1/2LSB1/2LSB時所需的時間。顯然，穩(wěn)定時時所需的時間。顯然，穩(wěn)定時間越大，轉(zhuǎn)換速度越低。對于輸出是電流的間越大，轉(zhuǎn)換速度越低。對于輸出是電流的D/AD/A轉(zhuǎn)換器來說，穩(wěn)定時間是很快的，約幾微轉(zhuǎn)換器來說，穩(wěn)定時間是很快的，約幾微秒，而輸出是電壓的秒，而輸出是電壓的D/AD/A轉(zhuǎn)換器，其穩(wěn)定時間轉(zhuǎn)換器，其穩(wěn)定

46、時間主要取決于運算放大器的響應(yīng)時間。主要取決于運算放大器的響應(yīng)時間。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)56主要知識點主要知識點 (1) DAC0832性能性能 （2 2） DAC0832 工作原理工作原理 （3 3） DAC0832 管腳功能管腳功能 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)57一個一個8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器電流輸出方式電流輸出方式穩(wěn)定時間為穩(wěn)定時間為1s1s采用采用2020腳雙立直插式封裝腳雙立直插式封裝同系列芯片還有同系列芯片還有 DAC0830DAC0830、DAC0831DAC08312022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)58

47、(M SB )7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0ID(L SB )IL EC S1RW2RWX F E R當當 L E =1時時 , ,輸輸 出出 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 隨隨 輸輸 入入 變變 化化 。L E 2FERV1TUOI2TUOIRf bA G N DD G N DCCVDQDQDQDQ 8位位 輸輸 入入寄寄 存存 器器 8位 D A C寄 存 器 8位 D A C轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器圖 3-3 D A C 0832原 理 框 圖 及 引 腳當當 L E =0時時 , ,輸輸 出出 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 被被 鎖鎖 存存 。L E 12022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)59 DAC083

48、2DAC0832的原理框圖及引腳如圖所示。的原理框圖及引腳如圖所示。DAC0832DAC0832主要由主要由8 8位輸入寄存器、位輸入寄存器、8 8位位DACDAC寄存器、寄存器、8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8 8 位輸入寄存器用于存放主機送來的數(shù)字量，位輸入寄存器用于存放主機送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8 8位位DACDAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；以控制；8 8位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的轉(zhuǎn)換器輸出與

49、數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制路來控制2 2個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)60DIDI0 0DIDI7 7：數(shù)據(jù)輸入線，其中：數(shù)據(jù)輸入線，其中DIDI0 0為最低有效位為最低有效位LSB LSB ，DIDI7 7為為 最高有效位最高有效位MSBMSB。CSCS：片選信號，輸入線，低電平有效。：片選信號，輸入線，低電平有效。WR1WR1：寫信號：寫信號1 1，輸入線，低電平有效。，輸入線，低電平有效。ILEILE：輸入允許鎖存信號，輸入線，高電平有效：輸入

50、允許鎖存信號，輸入線，高電平有效 當當ILEILE、和同時有效時，、和同時有效時，8 8位輸入寄存器端為高電平位輸入寄存器端為高電平11，此時寄，此時寄存器的輸出端存器的輸出端Q Q跟隨輸入端跟隨輸入端D D的電平變化；反之，當端為低電平的電平變化；反之，當端為低電平00時，原時，原D D 端輸入數(shù)據(jù)被鎖存于端輸入數(shù)據(jù)被鎖存于Q Q端，在此期間端，在此期間D D端電平的變化端電平的變化不影響不影響Q Q端。端。 （3 3） DAC0832DAC0832管腳功能管腳功能2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)61XFER(Transfer Control Signal):XFER(Tra

51、nsfer Control Signal):傳送控制信號，輸入傳送控制信號，輸入線，線， 低電平有效。低電平有效。I IOUT1OUT1：DACDAC電流輸出端電流輸出端1 1，一般作為運算放大器差動輸入，一般作為運算放大器差動輸入信號之一。信號之一。I IOUT2OUT2：DACDAC電流輸出端電流輸出端2 2，一般作為運算放大器另一個差，一般作為運算放大器另一個差動輸入信號。動輸入信號。 R Rfbfb：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運算放：固化在芯片內(nèi)的反饋電阻連接端，用于連接運算放大器的輸出端。大器的輸出端。 V VREFREF：基準電壓源端，輸入線，：基準電壓源端，輸入線，

52、10 VDC 10 VDC 10 VDC10 VDC。 V VCCCC：工作電壓源端，輸入線，：工作電壓源端，輸入線， 5 VDC 5 VDC 15 VDC15 VDC。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)62v 當當WR2WR2和和XFERXFER同時有效時，同時有效時，8 8位位DACDAC寄存器端為高寄存器端為高電平電平“1”1”，此時，此時DACDAC寄存器的輸出端寄存器的輸出端Q Q跟隨輸入端跟隨輸入端D D也也就是輸入寄存器就是輸入寄存器Q Q端的電平變化；反之，當端為低電平端的電平變化；反之，當端為低電平“0”0”時，第一級時，第一級8 8位輸入寄存器位輸入寄存器Q

53、Q端的狀態(tài)則鎖存到第端的狀態(tài)則鎖存到第二級二級8 8位位DACDAC寄存器中，以便第三級寄存器中，以便第三級8 8位位DACDAC轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換器進行D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。v 一般情況下為了簡化接口電路，可以把和直接接一般情況下為了簡化接口電路，可以把和直接接地，使第二級地，使第二級8 8位位DACDAC寄存器的輸入端到輸出端直通，寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級只有第一級8 8位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。沖輸入方式。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個寄存器都分別接成受控方式。把兩個寄存器

54、都分別接成受控方式。 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)63 2.3.1 2.3.1 電壓輸出方式電壓輸出方式 2.3.2 2.3.2 電流輸出方式電流輸出方式 2.3.3 2.3.3 自動自動/ /手動輸出方式手動輸出方式引言引言2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)64 多數(shù)多數(shù)D/AD/A轉(zhuǎn)換芯片輸出的是弱電流信號，要轉(zhuǎn)換芯片輸出的是弱電流信號，要驅(qū)動后面的自動化裝置，需在電流輸出端外接驅(qū)動后面的自動化裝置，需在電流輸出端外接運算放大器。根據(jù)不同控制系統(tǒng)自動化裝置需運算放大器。根據(jù)不同控制系統(tǒng)自動化裝置需求的不同，輸出方式可以分為電壓輸出、電流求的不同，輸出方式可

55、以分為電壓輸出、電流輸出以及自動輸出以及自動/ /手動切換輸出等多種方式。手動切換輸出等多種方式。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)65 由于系統(tǒng)要求不同，電壓輸出方式又由于系統(tǒng)要求不同，電壓輸出方式又可分為可分為單極性輸出單極性輸出和和雙極性輸出雙極性輸出兩種形式。兩種形式。下面下面以以8 8位的位的DAC0832DAC0832芯片為例作一說明。芯片為例作一說明。 2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)66圖 3-7 D/A轉(zhuǎn)換單極性輸出方式DAC0832Rfb1TUOI2TUOIAVFERVTUOFERVPC總線2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)672

56、56VBVREFOUT001166772222 DDDDB式中：式中：VREF/256是常數(shù)是常數(shù) 顯然，顯然，V VOUTOUT和和 B B 成正比關(guān)系，輸入數(shù)字量成正比關(guān)系，輸入數(shù)字量 B B 為為 00H 00H 時，時，V VOUTOUT也為也為 0 0 ；輸入數(shù)字量；輸入數(shù)字量 B B 為為FFHFFH即即255255時，時，V VOUTOUT 為與為與 V VREFREF 極性相反的最大值。極性相反的最大值。 DAC單極性輸出方式如圖單極性輸出方式如圖 所示，可得輸出電壓所示，可得輸出電壓VOUT的單極性輸出表達式為：的單極性輸出表達式為：2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接

57、口技術(shù)68圖 3-8 D/A轉(zhuǎn) 換 雙 極 性 輸 出 方 式2RVR2RA2A1I2I3IFERVT2UOV1TUOA12380CADb fR1TUOI2TUOIFERVPC總 線2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)69 解上述方程可得雙極性輸出表達式：解上述方程可得雙極性輸出表達式： 0321III256REF1OUTVBVRVI2REF1RVI22OUT2RVIOUT13( (2-3) ) 圖中運放圖中運放 A A2 2 的作用是將運放的作用是將運放 A A1 1 的單向輸出變?yōu)榈膯蜗蜉敵鲎優(yōu)殡p向輸出。當輸入數(shù)字量小于雙向輸出。當輸入數(shù)字量小于 80 H80 H即即12812

58、8時，輸出模擬時，輸出模擬電壓為負；當輸入數(shù)字量大于電壓為負；當輸入數(shù)字量大于 80 H80 H即即128128時，輸出模擬時，輸出模擬電壓為正。其它電壓為正。其它n n位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出電路與轉(zhuǎn)換器的輸出電路與DAC0832 DAC0832 相相同，計算表達式中只要把同，計算表達式中只要把 2 28-18-1改為改為2 2n n-1-1即可。即可。 18REF18OUT22)2(VBV12B1 -8REFOUT2VV或或2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)70 DAC1210-DAC1210-是一個是一個1212位位D/AD/A轉(zhuǎn)換器，電轉(zhuǎn)換器，電流輸出方式，其結(jié)構(gòu)原理

59、與控制信號功流輸出方式，其結(jié)構(gòu)原理與控制信號功能基本類似于能基本類似于 DAC0832DAC0832。由于它比。由于它比 DAC0832DAC0832多了多了4 4條數(shù)據(jù)輸入線，故有條數(shù)據(jù)輸入線，故有2424條條引腳，引腳，DAC 1210DAC 1210內(nèi)部原理框圖如圖所示，內(nèi)部原理框圖如圖所示，其同系列芯片其同系列芯片DAC1208DAC1208、DAC1209DAC1209可以相可以相互代換?；ゴ鷵Q。2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)71QDDQQDDQDDQQDDQQ器存寄寄入輸位8器存寄寄入輸位41 2 位D A C寄 存 器1 2 位位D /A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 器器L E

60、3L E當= 1 時 ， Q = D ;L E當當= 0 時 ， 鎖 存 數(shù) 據(jù)L E 2L E 1(M S B )D ID ID ID ID ID ID ID ID ID ID ID I111 01234567890(L S B )B Y T E /B Y T EC SW RX F E RW R2121FERVD G N D2TUOI1TUOIbfRDNGAccV圖 3 -4 D A C 1 2 1 0 原 理 框 圖 及 引 腳圖圖 DAC1210DAC1210原理框圖及引腳原理框圖及引腳 鏈接動畫鏈接動畫2022-6-26第三章 計算機輸入輸出接口技術(shù)72DAC1210DAC1210內(nèi)部