第十二章 DA、AD轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口

第十二章D/A、A/D轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口12.1概述12.2D/A轉(zhuǎn)換器芯片及其與CPU的接口12.3A/D轉(zhuǎn)換器芯片及其與CPU的接口12.1概述數(shù)/模（D/A）和模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換技術(shù)主要用于計算機控制和測量儀表中。典型的閉環(huán)實時控制系統(tǒng)為：

12.2D/A轉(zhuǎn)換器芯片及其接口技術(shù)`12.2.1D/A轉(zhuǎn)換原理與基本參數(shù)

數(shù)字量是由一位一位的數(shù)位組成的,每個數(shù)位都代表一定的權(quán)。

D/A轉(zhuǎn)換時，就是把一個數(shù)字量的每一位代碼按權(quán)的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量分量，然后用線性疊加原理將各位代碼對應(yīng)的模擬輸出量相加，其和就是與數(shù)字量成正比的模擬量。在實現(xiàn)時，通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字量往模擬電流的轉(zhuǎn)換，再利用運算放大器來完成模擬電流到模擬電壓的轉(zhuǎn)換。所以，要把一個數(shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓，需要兩個環(huán)節(jié)。有些D/A轉(zhuǎn)換器芯片只包含前一個環(huán)節(jié)，有些包含兩個環(huán)節(jié)。對于前一種，需外接運算放大器?；緟?shù)：分辨率精度線性度建立時間（轉(zhuǎn)換時間）溫度系數(shù)12.2.2DAC1210轉(zhuǎn)換器芯片及其接口1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2、工作方式（1）單緩沖方式將輸入鎖存器和DAC寄存器兩級輸入當作一級輸入。硬件連接如下：

（2）雙緩沖方式是將數(shù)據(jù)經(jīng)輸入鎖存器和DAC寄存器兩級輸入到D/A轉(zhuǎn)換器。對于與16位數(shù)據(jù)總線連接時，分別看作兩個端口予以控制，寫兩次。對于與8位數(shù)據(jù)總線連接時，寫三次。硬件連接如下：

3、輸出方式

由于DAC1210屬于電流輸出型的D/A轉(zhuǎn)換器，需用運算放大器將電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。一般電壓輸出分為單極性和雙極性兩種。單極性輸出方式：雙極性輸出方式：

4、應(yīng)用舉例

例1如圖所示,向DAC1210連續(xù)不斷地輸出數(shù)據(jù),即可得到相應(yīng)的電壓信號。設(shè)端口地址為PORT,編寫產(chǎn)生連續(xù)方波的程序。

MOVDX，PORTLP：MOVAX，0OUTDX，AXCALLRLY；延時

MOVAX，0FFFHOUTDX，AXCALLRLYJMPLP

例2同上題,編寫產(chǎn)生連續(xù)三角波的程序。

MOVDX，PORTXORAX，AXW1：OUTDX，AXINCAXNOPCMPAX，0FFFHJNZW1W2：OUTDX，AXDECAXNOPCMPAX，0JNZW2JMPW1

例3同上題,編寫產(chǎn)生連續(xù)梯形波的程序。

MOVDX，PORTXORAX，AXOUTDX，AXW3：CALLRLY1W1：INCAXOUTDX，AXNOPCMPAX，0FFFHJNZW1CALLRLY2W2：DECAXOUTDX，AXNOPCMPAX，0JNZW2JMPW312.2.3DAC與CPU接口時應(yīng)注意的問題1、數(shù)據(jù)鎖存問題2、模擬信號輸出問題3、D/A位數(shù)多于數(shù)據(jù)總線位數(shù)問題

（可采用兩級鎖存的辦法）

或

12.3A/D轉(zhuǎn)換器芯片及其接口技術(shù)`12.3.1采樣和量化注意:采樣時必須要符合采樣定理,即采樣頻率f0大于等于輸入信號最高頻率fm的2倍。量化：以一定的量化單位，把離散的模擬信號轉(zhuǎn)化為離散的階躍量的過程。通常用“四舍五入”的方法使之整量化。12.3.2A/D工作原理12.3.3A/D性能參數(shù)

分辨率量化誤差轉(zhuǎn)換時間精度漏碼12.3.4ADC0809一、原理框圖二、應(yīng)用舉例1、查詢法

假設(shè)僅對模擬通道IN0進行A/D轉(zhuǎn)換。采用查詢方式的程序如下(對0通道采樣一個點)：

OUT50H，AL；選通IN0，啟動A/D轉(zhuǎn)換

NOPW：INAL，41H；輸入EOC標志

TESTAL，01HJZW；未結(jié)束，返回等待

INAL，49H；結(jié)束，把結(jié)果送入AL中

若對IN0～IN78個通道的模擬量各采樣100個點：

MOVBX，OFFSETWP；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲指針

MOVCL，100；設(shè)置計數(shù)初值N：MOVDX，0050HP：OUTDX，AL；選通一個通道，啟動A/DNOPW：INAL，41H；輸入EOC標志

TESTAL，01H；測試狀態(tài)

JZW；未結(jié)束，返回等待

INAL，49H；結(jié)束，讀數(shù)據(jù)

MOV［BX］，AL；存數(shù)

INCBX；修改存儲地址指針

INCDX；修改A/D通道地址

CMPDX，0058H；判斷8個通道是否轉(zhuǎn)換完

JNZP；未完，返回啟動新通道

DECCL；100個點是否采樣完了，

JNZN；未完返回再啟動IN0HLT；100個點完了，暫停

2、中斷法

假設(shè)ADC0809端口地址為98H，僅對模擬通道IN3進行A/D轉(zhuǎn)換。采用中斷響應(yīng)法的程序為

CLIMOVAL，03HOUT98H，AL；選通IN3，并啟動A/D轉(zhuǎn)換

NOPNOPSTI

而在中斷服務(wù)程序中用一條指令

INAL，98H；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量若對IN0~IN78個通道的模擬量各采樣100個點，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量采用中斷方式8259A邊沿觸發(fā)，自動結(jié)束，非緩沖方式，單片使用中斷類型碼為70—77H，偶地址假設(shè)為20H，奇地址為21H的程序如下(偽指令省略)：WPDB800DUP（？）

MOVAL，13H；ICW1OUT20H，ALMOVAL，70H；ICW2OUT21H，ALMOVAL，03H；ICW4OUT21H，ALPUSHDSMOVAX，0MOVDS，AXMOVBX，OFFSETXYMOVSI，SEGXYMOV［01CCH］，BXMOV［01CEH］，SIPOPDSMOVCX，100MOVDI，0FFSETWPSTIPP：MOVBL，00HLL：MOVAL，BLOUT98H，ALHLTINCBL