常见外设接口及应用4实用教案

1、8.4 模拟(mn)输入输出接口本章学习要求本章学习要求1.了解模拟输入输出系统。了解模拟输入输出系统。2.了解常用了解常用DAC和和ADC的主要性能指标。的主要性能指标。3.掌握常用掌握常用ADC和和DAC接口芯片接口芯片（DAC0832,ADC0809）的应用。）的应用。4.结合已学第结合已学第6章中的接口芯片章中的接口芯片,并能应用实际并能应用实际(shj)中如与中如与8255,8254的综合应用等的综合应用等.第1页/共66页第一页，共67页。8.4.1 模拟(mn)输入输出系统计算机测量计算机测量(cling)控制系统控制系统计计算算机机控控制制对对象象传感器传感器放大器放大器滤波器

2、滤波器A / DD / A放大器放大器执行部件执行部件第2页/共66页第二页，共67页。8.4.2 模拟输出接口技术 一、DAC工作原理 二、DAC主要指标 三、典型DAC芯片 四、DAC接口技术 五、应用(yngyng)举例第3页/共66页第三页，共67页。一、DAC工作(gngzu)原理 1. 运算放大器 2. 反相比例电路(dinl) 3. 反相求和电路(dinl) 4. T型电阻网络式D/A转换器第4页/共66页第四页，共67页。1. 集成(j chn)运算放大器+- -VoI- -I+V+V- - V- - V +开环放大倍数开环放大倍数 K =Vo反相输入反相输入(shr)(shr

3、)端端同相输入同相输入(shr)(shr)端端第5页/共66页第五页，共67页。1. 集成(j chn)运算放大器集成运算集成运算(yn sun)放大放大器的特点：器的特点：1.1.开环放大倍数非常大（开环放大倍数非常大（105-107105-107）。）。 输出输出VoVo受电源电压限制，绝对值一般在受电源电压限制，绝对值一般在15V15V以下，故：以下，故： 两输入端的差值非常小，即两输入端的差值非常小，即: V+ = V- (: V+ = V- (称虚短路称虚短路) )2.2.输入阻抗非常大。输入阻抗非常大。 输入端的电流输入端的电流(dinli)(dinli)非常小，即：非常小，即：

4、I+ = I- = 0 I+ = I- = 0 （称虚断路）（称虚断路）3.3.输出阻抗非常小。输出阻抗非常小。 输出端驱动能力大，带负载能力强。输出端驱动能力大，带负载能力强。第6页/共66页第六页，共67页。1. 集成(j chn)运算放大器理想理想(lxing)运算放大器：运算放大器：1.1.开环放大倍数开环放大倍数。 V+ = V- ( V+ = V- (称虚短路称虚短路) )2.2.输入阻抗输入阻抗。 I+ = I- = 0 I+ = I- = 0 （称虚断路）（称虚断路）3.3.输出阻抗输出阻抗= 0= 0。 实际实际(shj)(shj)的运算放大器非常接近理想运放大器。的运算放大

5、器非常接近理想运放大器。第7页/共66页第七页，共67页。2. 反相比例(bl)电路RoIf+- -RiVoViIiI-I+V+V-反馈反馈(fnku)(fnku)电阻电阻第8页/共66页第八页，共67页。2. 反相比例(bl)电路反相比例反相比例(bl)电路特点：电路特点：V- = V+ = 0 (V- = V+ = 0 (虚短路虚短路(dunl)(dunl)）：）：Ii =Vi - - V-Ri=Vi RiIf =V- - - VoRo=Vo RoI- = I+ = 0 (I- = I+ = 0 (虚断路）虚断路）：Ii = If + I- = IfIi = If + I- = If所以：

6、所以： 即在理想运算放大器下，放大倍数与运放外部的电阻有关即在理想运算放大器下，放大倍数与运放外部的电阻有关与运放本身的参数无关与运放本身的参数无关 RoIf+- -RiVoViIiI-I+V+V-Vi Ri=Vo RoVoVi= Ro Ri第9页/共66页第九页，共67页。3. 反相求和(qi h)电路+- -RoVoIfI-I+V+V- -R1I1R2I2R3I3R4V1V2V3V4I4第10页/共66页第十页，共67页。3. 反相求和(qi h)电路反相求和电路反相求和电路(dinl)特点：特点：+- -RoVoIfI- -I+ +V+V- -R1I1R2I2R3I3R4V1V2V3V4

7、I4I1 + I2 + I3 + I4 = If + I- = IfV1 R1+V2 R2+V3 R3+V4 R4= Vo RoVo =- -( (Ro R1V1 +Ro R2V2 +Ro R3V3 +Ro R4V4 ) )第11页/共66页第十一页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器原理分析：原理分析：D/A转换转换(zhunhun)器将数字量转换器将数字量转换(zhunhun)成模拟量成模拟量 输入量是数字量，输出量是模拟量。输入量是数字量，输出量是模拟量。 输出量与输入量应成比例关系，即：输出量与输入量应成比例关系，即： Vo = D Vi数字量数字量D = Dn-1

8、D1D0B = Dn-12n-1 + + D121 + D0 20 将数字量的每一位按权值转换将数字量的每一位按权值转换(zhunhun)为为对应的模拟量，再将各模拟量相加，所得之和就对应的模拟量，再将各模拟量相加，所得之和就是整个数字量对应的模拟量。是整个数字量对应的模拟量。第12页/共66页第十二页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器D/A 转换电路转换电路(dinl)的组的组成：成：VREF基准电压基准电压电电 阻阻网网 络络+-RoVo数数字字量量输输入入模拟模拟开关开关运算放大器运算放大器模拟量模拟量输输 出出第13页/共66页第十三页，共67页。4. T型电阻(

9、dinz)网络式D/A转换器T型电阻型电阻(dinz)网络式网络式D/A转换转换器：器：数字量数字量Vo+-RoVREFSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RI=VREF/ /RI/ /21I/ /22I/ /2n-1I/ /2nIi模拟量模拟量模拟开关模拟开关 T型型电阻电阻网络网络参考电压参考电压第14页/共66页第十四页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器T型电阻网络特点型电阻网络特点:只有只有R和和2R 两种电阻两种电阻;各节点向左和向上看的等效各节点向左和向上看的等效(dn xio)电阻均电阻均为为2R;

10、整个网络的等效整个网络的等效(dn xio)电阻为电阻为R。+-RoVoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R第15页/共66页第十五页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器若共有若共有( (nn yu)n yu)n条分支，各支电流条分支，各支电流 Ij Ij 为：为：In-1 =In-2 =VREF 21RVREF 22R I0 =121I =122I =I = 2n-1VREF 2nR= 2n-2VREF 2nR= 20VREF 2nR 12nVREF 2nR+-RoVoSn-1Dn-

11、12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R第16页/共66页第十六页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器输入数字输入数字(shz)(shz)量量 Dj Dj 控制模拟开关控制模拟开关 Sj Sj ： 当当 Dj Dj 为为0 0时，开关时，开关 Sj Sj 接地，支电流接地，支电流 Ij Ij 流向流向地；地； 当当 Dj Dj 为为1 1时，开关时，开关 Sj Sj 接运放，支电流接运放，支电流 Ij Ij流向流向运放。运放。+-RoVoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D

12、12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R第17页/共66页第十七页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器流入运放流入运放(yn fn)的电流的电流 Ii 为各支电流之和：为各支电流之和： Ii = Dn-1In-1 + Dn-2I n-2 + + D1I1 + D0I0 = (Dn-12n-1 + + D121 + D020) = DVREF 2nRVREF 2nR+-RoVoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R第18页/共66页第十八页，共67页。4. T型电阻(d

13、inz)网络式D/A转换器输出电压输出电压 Vo = -Ii Vo = -IiRo = - D = DRo = - D = D 即输出即输出VoVo与输入数字与输入数字(shz)(shz)量成正比。量成正比。 调整调整 Ro Ro 和和 VREF VREF 可调整模拟输出电压可调整模拟输出电压Vo Vo 。 为最低位数字为最低位数字(shz)(shz)量变化时对应的模拟输量变化时对应的模拟输出增量出增量 = - = -VREF Ro 2nRVREF Ro 2nR+-RoVoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF

14、/R第19页/共66页第十九页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器例：例：8 8位位D/AD/A转换器如图，基准转换器如图，基准(jzhn)(jzhn)电压电压 VREF =10V VREF =10V，Ro Ro = R= R。+-Ro = RV oS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=VREF/R第20页/共66页第二十页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器10 R28RVREF Ro 2nR分析分析 = - = - = - - 0.039V当数字量为当数字量为 0000 0000B 时，

15、时，Vo = 0当数字量为当数字量为 0000 0001B 时，时，Vo = 1 = - - 0.039V当数字量为当数字量为 1000 0000B 时，时，Vo = 128 = - - 5V 当数字量为当数字量为 1111 1111B 时，时，Vo = 255 = - - 9.96V VREF Ro 2nR第21页/共66页第二十一页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器注意注意：当数字量为全：当数字量为全1时，输出时，输出Vo并不等于并不等于VREF+-Ro = RVoS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=V

16、REF/RI/ /21I/ /22I/ /2n-1I/ /2n原因是原因是第22页/共66页第二十二页，共67页。4. T型电阻(dinz)网络式D/A转换器数字输入量数字输入量模拟输出量模拟输出量000 001 010 011 100 101 110 111实实际际满满量量程程标标称称满满量量程程r 对单极性对单极性n位转换器：位转换器： 上例中上例中 标称满量程标称满量程 FS = 2n - 10V实际满量程实际满量程 = (2n 1) - 9.96V 第23页/共66页第二十三页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标 1. 分辨率 2. 转换精度( jn d) 3. 线性误差 4.

17、建立时间 5. 转换速率第24页/共66页第二十四页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标1. 分辨率分辨率 指指 D/A 转换器所能产生的最小模拟增量，转换器所能产生的最小模拟增量， 是数字是数字(shz)量最低有效位量最低有效位LSB所对应的模拟值。所对应的模拟值。+-RoVoSn-1Dn-12RIn-1RSn-2Dn-22RIn-2RS1D12RI1RS0D02RI02RVREFIiI=VREF/R1 0 . . . 0 0第25页/共66页第二十五页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标l 常用相对值（百分值）表示常用相对值（百分值）表示(biosh)。l 分辨率分辨率 = /

18、 满量程满量程 = / ( 2n ) = 1/ 2nl 也可直接用也可直接用D/A 转换器的位数表示转换器的位数表示(biosh)。l 如：如：8 位位D/A转换器的分辨率为转换器的分辨率为 8位。位。l 10 位位D/A转换器的分辨率为转换器的分辨率为 10位。位。第26页/共66页第二十六页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标+-Ro = RVoS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=VREF/R数字量数字量 理想值理想值 实际值实际值 00h 0 - -0.001V 01h -0.039V -0.041V 10h -5V

19、 -5.002V FFh -9.96V -9.968V第27页/共66页第二十七页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标 注意注意(zh y)(zh y)：精度与分辨率是两个不同：精度与分辨率是两个不同的参数。的参数。 精度取决于精度取决于D/AD/A转换器各个部件的制作误差。转换器各个部件的制作误差。 分辨率取决于分辨率取决于D/AD/A转换器的位数。转换器的位数。+-Ro = RVoS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=VREF/R第28页/共66页第二十八页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标 3. 3. 线性误差

20、(wch)(wch) 理想情况下DACDAC的转换特性应该是线性的， 但实际上输出特性并非是理想线性的。数字输入量数字输入量模拟输出量模拟输出量实实际际满满量量程程标标称称满满量量程程实际特性实际特性理想特性理想特性线性误差线性误差将实际转换将实际转换(zhunhun)特性偏离理想转换特性偏离理想转换(zhunhun)特性的最大值称为线性误差。特性的最大值称为线性误差。第29页/共66页第二十九页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标4. 建立时间建立时间l指从数字输入端发生变化指从数字输入端发生变化 ( 如从全如从全“0”变为全变为全“1” ) 到模拟输出达到稳定到模拟输出达到稳定( 即

21、终值即终值1/2LSB ) 所需的时间。所需的时间。l 一般为几十一般为几十 ns 到几个到几个s 例例 DAC0832为为1s+-Ro = RVoS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=VREF/R00H FFH0V -9.96V第30页/共66页第三十页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标第31页/共66页第三十一页，共67页。二、DAC主要(zhyo)指标 5. 转换速率转换速率l指大信号工作状态下，模拟输出电压的最大变化速度。指大信号工作状态下，模拟输出电压的最大变化速度。 主要取决于运算放大器的参数。主要取决于运算放

22、大器的参数。 单位单位V/sl建立时间越大，转换速率越低。建立时间越大，转换速率越低。 应用时，应选择转换速率大于数字输入信号变化率。应用时，应选择转换速率大于数字输入信号变化率。+-Ro = RVoS7D72RI7RS6D62RI6RS1D12RI1RS0D02RI02RVREF = 10VIiI=VREF/R-5.0V -9.96V第32页/共66页第三十二页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片 8 8位并行、中位并行、中速速( (建立建立(jinl)(jinl)时间时间1us)1us)、电流型、低、电流型、低廉。廉。 2

23、0 20个引脚、双个引脚、双列直插式列直插式第33页/共66页第三十三页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片DAC0832DAC0832结构框图结构框图: : 它由一个它由一个8 8位输入位输入(shr)(shr)寄存器、一个寄存器、一个8 8位位DACDAC寄存器和一个寄存器和一个8 8位位D/AD/A转换器三大部分组成，转换器三大部分组成，D/AD/A转换器转换器采用了采用了T T型型R-2RR-2R电阻网络。电阻网络。8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGN

24、DVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFB第34页/共66页第三十四页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBVREFVREF：参考电压输入。一般此端外接一个精确、稳定：参考电压输入。一般此端外接一个精确、稳定(wndng)(wndng)的电压基准源。的电压基准源。UREFUREF可在可在

25、-10V-10V至至+10V+10V范围内范围内选择。选择。VCCVCC：芯片电源电压（一般取：芯片电源电压（一般取+5V+5V+15V+15V）。）。 第35页/共66页第三十五页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBDGNDDGND：数字地，是控制电路中各种数字电路的零电位：数字地，是控制电路中各种数字电路的零电位(din wi)(

26、din wi)。 AGNDAGND：模拟地，是放大器、：模拟地，是放大器、A/DA/D和和D/AD/A转换器中模拟电路的零电位转换器中模拟电路的零电位(din wi)(din wi)。 任何导线都可以被理解成电阻，因此，尽管连在一起的任何导线都可以被理解成电阻，因此，尽管连在一起的“地地”，其各个位置上，其各个位置上的电压也并非一致的，对于的电压也并非一致的，对于(duy)(duy)数字电路，由于噪声容限较高，通常是不需要数字电路，由于噪声容限较高，通常是不需要考虑考虑“地地”的形式的，但对于的形式的，但对于(duy)(duy)模拟电路而言，这个不同地方的模拟电路而言，这个不同地方的“地地”对

27、测对测量的精度是构成影响的，因此，通常是把数字电路部分的地和模拟部分的地分开布量的精度是构成影响的，因此，通常是把数字电路部分的地和模拟部分的地分开布线，只在板中的一点把它们连接起来。线，只在板中的一点把它们连接起来。 第36页/共66页第三十六页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBDI7DI7DI0DI0：数字量输入信号。其中：数字

28、量输入信号。其中DI0DI0为最低位，为最低位，DI7DI7为最高为最高位。位。RfbRfb：反馈电阻引出：反馈电阻引出(yn ch)(yn ch)端端, , 此端可接运算放大器输此端可接运算放大器输出端。出端。第37页/共66页第三十七页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBIOUT1IOUT1：DACDAC输出电流输出电流1 1。当

29、。当DACDAC锁存器中为全锁存器中为全1 1时，时，IOUT1IOUT1最大最大（满量程输出），约为（满量程输出），约为 ；为全；为全0 0时，时，IOUT1IOUT1为为0 0。一。一般接运放的负输入端。般接运放的负输入端。IOUT2IOUT2：DACDAC输出电流输出电流2 2。它作为。它作为(zuwi)(zuwi)运算放大器的另一运算放大器的另一个差分输入信号。满足个差分输入信号。满足 IOUT1+IOUT2 IOUT1+IOUT2 满量程输出电流。一满量程输出电流。一般接运放的正输入端（接地）般接运放的正输入端（接地） 。 255VREF256RFB第38页/共66页第三十八页，共6

30、7页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RfbAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBILEILE：输入锁存允许：输入锁存允许(ynx)(ynx)信号，高电平有效。信号，高电平有效。 CS CS：片选信号，低电平有效。：片选信号，低电平有效。 WR1WR1：写信号：写信号1 1，低电平有效。，低电平有效。当当ILEILE、CSCS、WR1WR1同时有效时同时有效时:LE=1:LE=1，输入

31、寄存器的输出随输，输入寄存器的输出随输入而变化。入而变化。WR1 WR1 上升沿上升沿 : LE : LE 下降沿，将输入数据锁存到输入寄存下降沿，将输入数据锁存到输入寄存器。器。LELE下降下降(xijing)(xijing)沿沿锁存锁存第39页/共66页第三十九页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片第40页/共66页第四十页，共67页。三、典型(dinxng)DAC(dinxng)DAC芯片-DAC0832-DAC0832芯片8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2Rfb

32、AGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFBLELE下降下降(xijing)(xijing)沿沿锁存锁存XFERXFER：转移控制信号，低电平有效。：转移控制信号，低电平有效。 WR2WR2：写信号：写信号2 2，低电平有效。，低电平有效。当当XFERXFER、WR2WR2同时有效时：同时有效时：LE=1LE=1，DACDAC寄存器输出随输入而寄存器输出随输入而变化。变化。WR2 WR2 上升上升(shngshng)(shngshng)沿沿 ：LE LE 下降沿，将输入数下降沿，将输入数据锁存到据锁存到DACDAC寄存器，数据进入寄存器，数

33、据进入D/AD/A转换器，开始转换器，开始D/AD/A转换。转换。第41页/共66页第四十一页，共67页。四、DAC接口技术 DAC0832 DAC0832与微机与微机(wi j)(wi j)系系统的连接：统的连接：1)1)单缓冲工作方式单缓冲工作方式一个一个(y (y )寄存器工作于直通状态，寄存器工作于直通状态，另一个另一个(y (y )工作于受控锁存器状态工作于受控锁存器状态 2) 2)双缓冲工作方式双缓冲工作方式 两个寄存器均工作于受控锁存器两个寄存器均工作于受控锁存器状态，状态，第42页/共66页第四十二页，共67页。四、DAC接口技术1)1)单缓冲工作方式单缓冲工作方式 : : 一

34、个一个(y (y )寄存器工作于直通状态，寄存器工作于直通状态， 一个一个(y (y )工作于受控锁存器状态工作于受控锁存器状态在不要求在不要求(yoqi)(yoqi)多相多相D/AD/A同时输出时，可以采用单缓冲方同时输出时，可以采用单缓冲方式，式，此时只需一次写操作，就开始转换，此时只需一次写操作，就开始转换，可以提高可以提高D/AD/A的数据吞吐量。的数据吞吐量。第43页/共66页第四十三页，共67页。四、DAC接口技术+-Voport数数 据据 线线地址地址译码译码PC总线总线IOWA0A9D0D7+5VCSDAC0832DI0DI7IOUT1IOUT2RFBXFER WR2WR1IL

35、E单缓冲单缓冲(hunchng)(hunchng)工作方工作方式式 : : 输入寄存器工作于受控状态输入寄存器工作于受控状态DACDAC寄存器工作于直通状态寄存器工作于直通状态第44页/共66页第四十四页，共67页。四、DAC接口技术PC 总线总线I/O写时序写时序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port转换一个转换一个(y (y )数据的程序段：数据的程序段：MOV AL, data ;MOV AL, data ;取数字量取数字量MOV DX, portMOV DX, portOUT DX, ALOUT DX, ALD/A转换转换IOUT2DI7DI0LE2IOUT1LE1

36、CSWR1ILE&WR2XFER&输入输入寄存寄存RFB- -+VoIOWA9A0D7D0+5VPC总线总线port地址地址译码译码DAC寄存寄存第45页/共66页第四十五页，共67页。四、DAC接口技术port数数 据据 线线地址地址译码译码PC总线总线IOWA0A9D0D7+5VXFERDAC0832DI0DI7+-VoIOUT1IOUT2RFBCS WR1WR2ILE单缓冲工作方式单缓冲工作方式(fngsh) : (fngsh) : 输入寄存器工作于直通状态输入寄存器工作于直通状态DACDAC寄存器工作于受控状态寄存器工作于受控状态第46页/共66页第四十六页，共67页。

37、四、DAC接口技术PC 总线总线I/O写时序写时序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port转换转换(zhunhun)一个数据的程序段：一个数据的程序段：MOV AL, data ;取数字量取数字量MOV DX, portOUT DX, ALIOUT2DI7DI0LE1CSWR1ILE&输入输入寄存寄存VoD7D0+5VPC总线总线portWR2IOWA9A0XFERD/A转换转换LE2IOUT1RFB- -+DAC寄存寄存地址地址译码译码&第47页/共66页第四十七页，共67页。四、DAC接口技术 2) 双缓冲工作方式双缓冲工作方式(fngsh): 两个寄存器

38、均工作于受控锁两个寄存器均工作于受控锁存器状态存器状态DAC0832PC总线总线数数 据据 线线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2CS地地址址译译码码A0A9XFERVREF- -5Vport1port2DGNDAGND第48页/共66页第四十八页，共67页。四、DAC接口技术转换一个转换一个(y (y )数据的程序段：数据的程序段：MOV AL, data ;MOV AL, data ;取数字量取数字量MOV DXMOV DX，port1port1OUT DX, AL ;OUT DX, AL ;打开第一级锁存打开第一级锁存MOV DX, p

39、ort2MOV DX, port2OUT DX, AL ;OUT DX, AL ;打开第二级锁存打开第二级锁存IOUT2DI7DI0LE1CSWR1ILE&输入输入寄存寄存VoD7D0+5VPC总线总线port2WR2IOWA9A0XFERD/A转换转换LE2IOUT1RFB- -+DAC寄存寄存地地址址译译码码&port1第49页/共66页第四十九页，共67页。四、DAC接口技术当要求多个模拟量同时当要求多个模拟量同时(tngsh)输出时，可采用双重缓输出时，可采用双重缓冲方式。冲方式。思考：相应的程序如何思考：相应的程序如何(rh)编写？编写？地地址址译译码码port1XF

40、ERWR2CSWR1ILE+D/A转换转换DI7DI0Vo1port2XFERWR2CSWR1ILE+D/A转换转换DI7DI0Vo2port3DAC0832DAC0832D7D0A9A0IOWPC总线总线+5v+5v第50页/共66页第五十页，共67页。四、DAC接口技术code SEGMENT ASSUME CS: code, DS:codedatav1 DB 11h, 12h, 13h, 14h, 15h, 16h, 17h, 18h, 19h, 1Ahdatav2 DB 21h, 22h, 23h, 24h, 25h, 26h, 27h, 28h, 29h, 2Ahstart: MOV

41、 AX, code MOV DS, AX LEA SI, data_v1LEA BX, data_v2MOV CX, 10next:MOV AL, SI ;取取V1的数据的数据(shj)OUT port1, AL ;打开第一片打开第一片0832第一级锁存第一级锁存MOV AL, BX ;取取V2的数据的数据(shj)OUT port2, AL ;打开第二片打开第二片0832第一级锁存第一级锁存OUT port3, AL ;打开两片打开两片0832的第二级锁存的第二级锁存INC SIINC BXLOOP nextMOV AH, 4CHINT 21HcodeENDSENDstart编程编程 ：利用

42、：利用(lyng)上图，将上图，将datav1和和datav2处的两组数据，处的两组数据， 一一对应转换成模拟量同时输出。一一对应转换成模拟量同时输出。第51页/共66页第五十一页，共67页。五、应用(yngyng)举例例例1 1：连线：连线(lin xin)(lin xin)如图，计算当数字量为如图，计算当数字量为0CDH0CDH时的输出时的输出VoVo。DAC0832PC总线总线数数 据据 线线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地地址址译译码码A0A9XFERVREF- -5Vport1port2转换一个转换一个(y )数据的

43、程序段：数据的程序段：MOV AL, 0CDHMOV DX，port1OUT DX, ALMOV DX, port2OUT DX, AL第52页/共66页第五十二页，共67页。五、应用(yngyng)举例分析：分析： 当数字量为当数字量为0FFH=255时，时，IOUT1 = Vo = - - IOUT1 RFB= - - FBREF256R255V256255VREF所以：所以： 当数字量为当数字量为0CDH=205，VREF= -5V时：时： Vo = - = 4V256205VREF数据线数据线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGND

44、CS地地址址译译码码A0A9XFERVREF- -5Vport1port2DVrefVn20第53页/共66页第五十三页，共67页。五、应用(yngyng)举例注意：注意： Vo的输出与参考电压的输出与参考电压VREF、 以及输出的连接以及输出的连接(linji)方法（同相还是反相）有方法（同相还是反相）有关。关。数据线数据线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFB WR2DGNDCS地地址址译译码码A0A9XFERVREF-5Vport1port24V上例中上例中，若，若VREF接的是接的是-10V, 则则 Vo = 8V -10V8V10V若若VREF

45、接的是接的是10V, 则则 Vo = -8V-8V第54页/共66页第五十四页，共67页。五、应用(yngyng)举例例例2 利用利用(lyng)上例连线图，编程输出一锯上例连线图，编程输出一锯齿波。齿波。tVo4V0V第55页/共66页第五十五页，共67页。五、应用(yngyng)举例code SEGMENT ASSUME CS:codestart: MOV CX, 8000H ;波形个数波形个数 MOV AL, 0 ;锯齿谷值锯齿谷值next: MOV DX, port1 ;打开第一级锁存打开第一级锁存 OUT DX, AL MOV DX, port2 ;打开第二级锁存打开第二级锁存 OU

46、T DX, AL CALL delay ;控制锯齿波的周期控制锯齿波的周期 INC AL ;修改输出值修改输出值 CMP AL, 0CEH ;比较是否到锯齿峰值比较是否到锯齿峰值 JNZ next ;未到跳转未到跳转 MOV AL, 0 ;重置锯齿谷值重置锯齿谷值 LOOP next ;输出个数未到跳转输出个数未到跳转 MOV AH, 4CH ;返回返回DOS INT 21H；子程；子程delay （略）（略）code ENDS END start Vo4V0V第56页/共66页第五十六页，共67页。五、应用(yngyng)举例4V0VVot实际实际(shj)输出的波形图输出的波形图tVo4V

47、0V不是不是第57页/共66页第五十七页，共67页。8.4.3 模拟(mn)输入接口技术 一、A/D转换器主要指标 二、A/D转换器的模数关系 三、ADC分类(fn li)及特点 四、典型ADC介绍第58页/共66页第五十八页，共67页。一、A/D转换器主要(zhyo)指标 1.分辨率 2.转换速度 3.相对(xingdu)精度第59页/共66页第五十九页，共67页。一、A/D转换器主要(zhyo)指标 1. 分辨分辨(fnbin)率率 分辨分辨(fnbin)率指率指A/D转换器对输入模拟信号的分辨转换器对输入模拟信号的分辨(fnbin)能力。从理论上讲，一个能力。从理论上讲，一个n位二进制数输出的位二进制数输出的A/D转换器应能区分转换器应能区分输入模拟电压的输入模拟电压的2n个不同量