计算机控制技术2-6

第六节AAAA／DDDD转换器•A／D转换器•模拟量输入通道的核心部件•一个把模拟量转换成数字量的装置•主要功能：–采样和量化•实现A／D转换的常用方法：–计数法–双积分法–逐次逼近法第六节AAAA／DDDD转换器•常用的A／D转换器–计数式–双积分式–逐次逼近式第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•计数器式A／D转换器–由计数器、D／A转换器及比较器组成第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•特点–特点是结构简单，价格便宜–其转换过程是计一个数比较一次的，转换速度比较慢，目前已很少采用第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•双积分式A／D转换器–主要由积分器、比较器、计数器和标准电压源组成第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•特点–电路对输入的未知模拟量进行固定时间的积分，然后转接为对标准电压进行反向积分。–对标准电压进行反向积分的时间T正比于输入模拟电压–用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间，得到输入模拟电压所对应的数字量第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•逐次逼近式A／D转换器–主要由N位逐次逼近寄存器SAR、D／A转换器、比较器、置数选择逻辑电路等部分所组成第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理•举例：有四位A／D转换器，满刻度值5V，现若输A3．5V模拟电压，分析其逐次逼近的转换过程量化单位Vq3125.0165254===第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理第六节AAAA／DDDD转换器一、AAAA／DDDD转换器的工作原理第六节AAAA／DDDD转换器二、AAAA／DDDD转换器的主要技术参数•分辨率–通常用转换后数字量的位数表示，是指能使转换后数字量变化l的最小模拟输入量•量程–指所能转换的电压或电流范围•转换精度–转换后所得结果相对于实际值的准确度，有绝对精度和相对精度两种表示法–精度和分辨率不能混淆第六节AAAA／DDDD转换器二、AAAA／DDDD转换器的主要技术参数•转换时间–启动A／D到转换结束所需的时间–不同型号、不同分辨率的器件，转换时间相差很大•工作温度范围–超过工作温度范围，将不能保证达到额定精度指标第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器•8位A／D转换器ADC0808／0809–单片双列直插式集成电路芯片，是8通路8位A／D转换器–可直接与CPU连接，不需另加接口逻辑–内部带8路模拟开关，可以输入8路模拟信号–输出带锁存器；逻辑电平与TTL兼容第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器•12位A／D转换器AD574–一个完整的12位逐次逼近式带三态缓冲器的A／D转换器–可以直接与8位或16位微型机总线进行接口第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器三、常用的AAAA／DDDD转换器第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•A／D转换器与系统的连接信号–模拟输入信号–数据输出信号–启动转换信号–转换结束信号–数据的读取•连接时要考虑的问题：第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•连接时要考虑的问题：–输入模拟电压的连接–数据输出和系统总线的连接•A／D转换器数据输出有两种方式：–A／D芯片内部带有三态输出门，数据输出线可以直接挂到系统数据总线上–A／D芯片内部不带三态输出门，或虽有三态输出门，但它不受外部信号控制，而是当转换结束时自动开门，需要外加输入缓冲器或通过并行I／O接口的输入端口才能和CPU之间交换数据第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•连接时要考虑的问题：–A／D转换启动信号•由CPU发出启动转换信号•有电平启动和脉冲启动两种方式–转换结束信号及转换数据的读取•A／D转换结束时，输出转换结束信号•转换结束信号有两种：电平信号和脉冲信号•CPU一般可以采用3种方式和A／D转换器进行联络来实现对转换数据的读取。•程序查询方式、中断方式、固定的延迟程序方式第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•A／D转换器与系统连接举例–8888位AAAA／DDDD转换器ADC0808ADC0808ADC0808ADC0808／0809080908090809和CPUCPUCPUCPU的连接若指定8路模拟电压输入端口地址为78H～7FH。转换结束信号以中断方式与CPU联络。采用74LSl38做输入通道地址译码器，ADC0808／0809和8086CPU的连接原理电路图如图所示第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•A／D转换器与系统连接举例–8888位AAAA／DDDD转换器ADC0808ADC0808ADC0808ADC0808／0809080908090809和CPUCPUCPUCPU的连接开始转换程序：第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•A／D转换器与系统连接举例–12121212位AAAA／DDDD转换器AD574AD574AD574AD574与外部的连接例输入模拟电压信号是双极性，按双极性输入接线。通过运算放大器放大后的输入直流电压的线性变化范围为－5～+5V第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例•A／D转换器与系统连接举例–12121212位AAAA／DDDD转换器AD574AD574AD574AD574与外部的连接设转换结束信号STS接8255A的PA2，8255A已初始化设定为A口输入。查询法启动和读取AD574的转换数据的接口程序如下：第六节AAAA／DDDD转换器四、AAAA／DDDD转换器与系统的连接及举例