《微机原理与接口技术》习题解答12.doc

4习题1212.1 模拟量输入输出通道主要由哪几个部件组成？各部件的主要功能有哪些？【解答】（1）传感器：把外部的物理量转换成电流或电压信号。（2）A/D转换器：是输入通道的核心部件，将电压表示的模拟量转换成数字量，并送计算机进行相应的处理。（3）信号处理部件：放大传感器输出的信号，加入接滤波电路，滤去干扰安装在现场的传感器及其传输线路的信号。（4）多路开关：实际控制现场需要监测或控制的模拟量多于一个时，使用多路模拟开关轮流接通其中的一路，使多个模拟信号共用一个ADC进行A/D转换。（5）采样/保持电路：A/D转换期间保持输入信号不变。转换开始之前，采样；转换进行过程中，向A/D转换器保持固定的输出（保持）。如果处理的是缓慢变化的模拟量，采样/保持电路可以省去不用。（6）D/A转换器：将成数字量转换成模拟量输出。12.2 A/D和D/A转换在微机应用系统中分别起什么作用？ 【解答】A/D转换把从现场采集的模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量。D/A转换就是按照一定的解码方式将计算机存储和加工的数字量转换成现场能处理的模拟量。12.3 D/A转换的基本工作原理是什么？描述D/A转换器的性能指标有哪些主要参数？ 【解答】D/A转换器的模拟量输出（电流或电压）与参考量（电流或电压）以及二进制数成比例，般来说，可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及二进制数的关系：X为模拟量输出，K为比例常数，VREF为参考量（电压或电流），B为待转换的二进制数，通常B的位数为8位、12位等。描述D/A转换器的性能指标的D/A参数主要有：绝对精度、相对精度、分辨率、建立时间、温度系数和非线性误差。12.4 DAC0832转换器有哪些特点？其内部结构由哪几部分组成？【解答】DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，其明显特点是与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等，在微机系统中得到了广泛的应用。DAC0832的内部结构由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DAC转换器及转换控制电路组成。12.5 在实现D/A转换器和微机的接口中，要解决的关键问题是什么？【解答】D/A转换器与主机的连接比较简单，主要是处理好数据总线的连接。12.6 举例说明高于8位的D/A转换器如何与微机进行接口连接？【解答】当D/A转换器的数据线超过8位时，如果与8086的系统总线直接相连，可直接连数据总线；如果通过8255与CPU相连，可将低8位连A口，另外的4位连C口或B口均可。12.7 如果一个8位D/A转换器的满量程（对应于数字量255）为10V，分别确定模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量是多少？【解答】设模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量分别是X和Y，则列方程得：10/255 = 2/X = 8/Y解方程得：X = 51，Y = 20412.8 简述A/D转换的基本原理和主要性能参数？ 【解答】以逐次逼近型A/D转换器为例，其基本原理为：工作时，置数选择逻辑电路给逐次逼近比较寄存器置数，经D/A转换器转换成模拟量并和输入的模拟信号比较，当输入模拟电压大于或等于D/A转换器的输出电压时，比较器置“1”，否则置“0”。置数选择逻辑电路根据比较器的结果修正逐次逼近比较寄存器的数值，使所置数据转换后得到的模拟电压逐渐逼近输入电压，经过N次修改后，逐次逼近比较寄存器中的数值就是A/D转换的最终结果。主要性能参数：分辨率、转换时间、绝对精度、相对精度。12.9 ADC0809转换器有哪些特点？其内部结构由哪几部分组成？【解答】ADC0809是逐次逼近型A/D转换器，分辨率为8位，具有8通道，数字量输出三态，可以直接与微机总线相连接。ADC0809采用单一的+5V电源供电，外接工作时钟。当时钟为500kHz时，转换时间大约为128ms，工作时钟为640kHz时，转换时间大约为100ms。允许模拟输人为单极性，无需零点和满刻度调节。ADC0809内部有8个锁存器控制的模拟开关，可以编程选择8个通道中的一个。ADC0809没有片选引脚，需要外接逻辑门将对A/D0809进行读/写的信号与端口地址组合起来实现编址。内部由256R电阻分压器、树状模拟开关（这两部分组成一个D/A变换器）、电压比较器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。12.10 试编写一个8通道A/D转换器的测试程序。【解答】假设8通道A/D转换器ADC0809与CPU扩展槽连接，0809的地址为2F7H，8通道A/D转换器0809的测试程序编制如下： MOV CX，8 MOV AH，00H MOV DX，2F7HADO：MOV AL，AH OUT DX，AL CALL DEALY IN AL，DX12.11 试画出ADC0809直接与CPU扩展槽的连接图，并编写采样程序。【解答】ADC0809直接与CPU扩展槽连接图如图12-1所示。图12-1 ADC0809与CPU扩展槽连接图由上图可知，0809的选通地址为2F7H。假设转换后的数据存放到BUF开始的内存单元中，程序如下： LEA DI，BUF MOV CX，8 MOV AH，00H MOV DX，2F7HADO：MOV AL，AH OUT DX，AL CALL DEALY IN AL，DX MOV DI，AL INC AH INC DI LOOP ADO12.12 在使用A/D和D/A转换器的系统中，地线连接时应该注意什么事项？【解答】为提高输出的稳定性和减少误差，模拟信号部分必须采用高精度基准电源VREF和独立的地线，一般把数字地和模拟地分开。模拟地是模拟信号及基准电源的参考地，其余信号如工作电源地、数据、地址、控制等数字逻辑地的参考地都是数字地。12.13 若ADC输入模拟电压信号的最高频率为100KHZ，采样频率的下限是多少？完成一次A/D转换时间的上限是多少？【解答】根据采样定理可知，采样频率要大于等于输入频率的2倍，所以采样频率的下限是2100=200KHZ。完成一次A/D转换时间的上限是1200KHZ = 5s。12.14 怎样用一个A/D芯片测量多路信息?【解答】由于计算机在某一时刻只能接收处理一路模拟量输入，为了从多个模拟量中选取其中一个进行输入，通常采用模拟多路开关实现信号的分时转换。12.15 在实际应用中，怎样合理地选择A/D和D/A转换器？【解答】首先考虑D/A转换器的分辨率和工作温度范围是否满足系统要求，其次根据D/A转换芯片的结构和应用特性选择D/A转换器，应使接口方便，外围