燕山大学自动化系第三章计算机输入输出接口技术

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

第二—章1I

输入输出接口技术

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术1

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

本章主要内容

卡模拟量输入接口

，模拟量输出接口

卡数字量输入输出接口

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术2

燕山大学自动化系“算机控制系统一

计算机控制系统通道概述++++

1、过程输入输出通道的类型及功能

过程输入输出通道

过程输入通道过程输出通道

模拟量输入通道数字量输入通道模拟量输出通道数字量输出通道

因象模拟信息f计算机）闲象数字信息计宜机）6十算楣s序信息-＞筱损信息f执行机构）（计算楣sr字信息+执行机杓）

2、过程输入输出通道与CPU交换的信息类型

数据信息、状态信息、控制信息

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术3

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术4

燕山大学自动化系一计算机控制系统——

I/O通道

传

感

器T

业

执

功率

输

出

A行

大

放

保

持

器

部对

件

象

I/0通道分为：1模拟量输入通道

模拟量输出通道

|数字量输入通道

第三章算施禺瀛翻的迪道

2012-11-11J5

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

第一节计算机控制系统中通道技术

一、前向通道的内容与结构特点

作用：把生产过程中的模拟量信息提供给计算机。

结构类型：书上P45

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术6

燕山大学自动化系

多

路

转媚A/DCPU

觊

开

关

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

—、前向通道设计中应考虑的问题"

前向通道必须考虑信号拾取、信号

调节、A/D转换、电源配置和防止干

扰等问题。

L］言号的拾取方式：通过敏感元件拾取被测信

号物理量——电流、电压或RL.C参量的变化

2、通过传感器拾取被测信号

•传感器测量的输出一般为电压、电流或频率量。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术8

燕山大学自动化系一计算机控制系统一

电流输出信号需转化为电压信号后与入曲

电路相连。.

输出频率量传感器精度高、抗干扰能力

强，便于远距离传送，它需采用特殊的

转换方法才能变为二进制数字量。

3、通过测量仪表拾取被测信号

测量仪表采用标准化输出信号,如电压

信号为OyV、±5V、0〜1OV、±2.5V等

范氤而电流信号则为4~20mA、0〜10

mA等范围，经适当处理后（如I/V变

换、滤波）后可直接与A/D电路相连。一

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术9

燕山大学自动化系zy•方续＞制更绣

2。信号的调节：信号放大与处理+++

任务：将传感器信号转换成满足A/D新

路要求的电平信号。包含小信号放大、

滤波、零点校正、线性化处理、温度补

偿、压力补偿、误差修正、量程切换等

信号处理电路。部分信号处理工作可由

计算机软件完成。

3.模一数转换方式的选择

•V/F变换方式：将信号电压变换为频率量，

由计算机或计数电路计数来实现模拟量

转化为数字量。

・A/D转换电路：《

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术10

燕山大学自动化系

4.电源配置

•考虑对传感器、不同的信号调节电路中的

芯片对电源的要求。

•模拟输入通道与生产现场联系较紧，而且

传感器输出信号较弱，电源配置时要充分

考虑干扰的隔离与抑制。

5.抗干扰措施

•在信号的拾取与传送过程中来自生产现

场的干扰因素很多，在设计过程中应采用

可靠的抗干扰措施，如隔离、滤波等。r

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术11

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

第二节前向通道中的信号调节与信号调节器

前置放大器的任务是修模拟输入小信号放大到A/D

转换的量程范围之内，如0-5VDC;

对单纯的微弱信号可用一个运算放大器进行单

端同相放大或单端反相放大。如图3-5所示，信号源的

一端若接放大器的正端为同相放大，同相放大电路的

放大倍数。=1+R2/R1;

若信号源的一端接放大器的负端为反相放大反

相放大电路的放大倍数。=-R2/RL当然，这两种电

路都是单端放大，所以信号源的另一端是与放大器的

另一个输入端共地。;3、

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术12

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

燕山大学自动化系

测量放大需

在实际工程中，来自生产现场的传感器信号往往带有较大的

共模干扰而单个运放电路的差动输入端难以起到很好的抑制

作用。因此，A/D通道中的前置放大器常采用由一组运放构成

的测量放大器，也称仪表放大器，如图所示。

经典的测量放大器是由三个运放组成的对称结构，测量放

大器的差动输入端匕N+和匕N-分别是两个运放A1、A2的同相轮

人端，输入阻抗很高，而且完全对称地直接与被测信号相连,

因而有着极强的抑制共模干扰能力。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术14

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前置放大器

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术15

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

图中RG是外接电阻，专用来调整放大器增〜

益的。因此，放大器的增益G与这个外接电阻

RG有着密切的关系。增益公式为

R

%UTs2R

G=----—(1+—L)

V-VRR

IN+IN-2G

目前这种测量放大器的集成电路芯片有多

种，如AD521/522、INA102等。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术16

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可变增益放大器

在A/D转换通道中，多路被测信号常常共用

一个测量放大器，而各路的输入信号大小往往

不同，但都要放大到A/D转换器的同一量程范

围。因此，对应于各路不同大小的输入信号，

测量放大器的增益也应不同。具有这种性能的

放大器称为可变增益放大器或可编程放大器,

如图。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术17

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

可变增益放大器

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++

把图的外接电阻“微成一组精密的电阻网度广

每个电阻支路上有一个开关，通过支路开关依次

通断就可改变放大器的增益，根据开关支路上的

电阻值与增益公式，就可算得支路开关自上而下

闭合时的放大器增益分别为2、4、8、16、32、64、

128、256倍。显然，这一组开关如果用多路模拟

开关（类似CD4051）就可方便地进行增益可变的计

算机数字程序控制。此类集成电路芯片有।

AD612/614等。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术19

燕山大学自动化系一计算机控制系统一

三、隔离放大器+++

特点：具有一般通用运放的特性，信息传递是十

通过磁路和光路来实现

作用：展输入£路和输出电路之间实现电隔离

常用器件：Model277>ISO122/124

程控增益运算放大器

作用：在多通道或多参数的模拟输入通道共用

一个测量放大器、一■个A/D本身奂器时，对不同通

道或参数改变测量放大器的增益。

常用器件：可由测量放大器、模拟开关及电阻

网络来实现，也可采用集成程控测量放大器，

如PGA200/20LPGA102、PGA100、

AD612/614等7

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术20

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

多路模拟开关

主要知识点

・引言

•结构原理

•扩展电路

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术21

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

别言

由于计算机的工作速度远远快于被测参数

的变化，因此一台计算机系统可供几十个检

测回路使用，但计算机在某一时刻只能接收

一个回路的信号。所以，必须通过多路模拟

开关实现多选1的操作，将多路输入信号依次

地切换到后级。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术22

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++

目前，计算机控制系统使用的多路开关种类很++

多，并具有不同的功能和用途。如集成电路芯

片CD4051（双向、单端、8路）、CD4052（单向、

双端、4路）、AD7506（单向、单端、16路）等。

所谓双向，就是该芯片既可以实现多到一的切

换，也可以完成一到多的切换；而单向则只能

完成多到一的切换。双端是指芯片内的一对开

关同时动作，从而完成差动输入信号的切换，

以满足抑制共模干扰的需要。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术23

燕山

r结构原理

现以常用的CD4051为例，8路模拟开关的结构原理如图

所示。CD4051由电平转换、译码驱动及开关电路三部分组

成。当禁止端为“1”时，前后级通道断开，即SO〜S7端与

Sm端不可能接通；当为“0”时，则通道可以被接通，通过

改变控制输入端C、B、A的数值，就可选通8个通道S0〜S7

中的一路。比如：当C、B、A=000时，通道S0选通；当C、

B、A=001时，通道S通；...当C、B、A=lll时，通道S7

选通。其真值表如表3-1所示。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术24Ml

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

电

平

转

换

CD4051结构原理图

E、

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术25

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

表3-1CD4051的真值表+

输入Q所选通道J

INHCBAQ

H000।

1

000：1Si。

00107S2"

001S3U

010S4

010Ss^

0110-

0111*,S7。

1XX>(无」

注：表中x表示1或0都可以。一

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

2扩展电路

当采样通道多至16路时，可直接选用6

路模拟开关的芯片，也可以将2个8路405

并联起来，组成1个单端的16路开关。

例题3・1试用两个CD4051扩展成一个

1x16路的模拟开关。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术27

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

例题分析：图给出了两个CD4051扩展为

1x16路模拟开关的电路。数据总线

D3〜DO作为通道选择信号,D3用来控制

两个多路开关的禁止端。当D3=0时，选

中上面的多路开关，此时当D2、DLDO

从000变为UL则依次选通SO〜S7通道；

当D3=l时，经反相器变成低电平，选中

下面的多路开关，此时当D2、DLD0从

000变为11L则依次选通S8〜S15通道。如

此，组成一个16路的模拟开关。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术28

燕山大学自动化急-----------------------------计算机控制系统一

译

电

码

平

驱

转

动

换

电

平

转c

换

INH

D3D2DiDo

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术29

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

模拟输出

IN，模拟输入

模拟输入

J(946)

(18)

IN

图用CD4051多路开关组成的16路模拟开关接线图

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术30

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

五、采样保持器十

当某一通道进行A/D转换时，由于A/D转

换需要一定的时间，如果输入信号变化较快,

就会引起较大的转换误差。为了保证A/D转换

的精度，需要应用采样保持器。

数据采样定理

♦:*2、采样保持器

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术31

燕山大学自动化系_计算机控制系统

++

1数据采样定理，

离散系统或采样数据系统一把连续变化的量变成离

散量后再进行处理的计算机控制系统。

离散系统的采样形式一有周期采样、多阶采样和随

机采样。应用最多的是周期采样。

3、

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术32

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++++

周期采样一就是以相同的时间间隔进行采号

样，即把一个连续变化的模拟信号y(D,

按一定的时间间隔7转变为在瞬时0,「

2北…的一连串脉冲序列信号产⑺,

如图所示。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术33

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

采样器的常用术语：

采样器或采样开关一执行采样动作的装置，

采样时间或采样宽度T—采样开关每次闭合的时间

采样周期7―采样开关每次通断的时间间隔

在实际系统中，r«T,也就是说，可以近似地

认为采样信号产⑺是p（。在采样开关闭合时的睇眇

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术34国

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

由经验可知，采样频率越高，束稔俱

号？*(，)越接近原信号7(%),但若采样频

率过高，在实时控制系统中将会把许多宝

贵的时间用在采样上，从而失去了实时控

制的机会。为了使采样信号7*(i)既不失

真，又不会因频率太高而浪费时间，我俏

可依据香农采样定理。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术35

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

香农定理指出：为了使采样信号下(今，

能完全复现原信号?(。，采样频率F

至少要为原信号最高有效频率加iax的

2倍，即fN2/tnaXo

采样定理给出了厂(2)唯一地复

现所必需的最低采样频率。实际

应用中，常取f>(5〜10)/maxo区

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术36

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

采样保捡器

1、零阶采样保持器一零阶采样保持器

是在两次采样的间隔时间内，一直保持采样值

不变直到下一个采样时刻。它的组成原理电路

与工作波性如图（a）、（b）所示。

3、

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术37

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

采样保持器由输入输出缓冲放大器

A2和采样开关S、保持电容CH等组

成。采样期间，开关S闭合，输入电

压加N通过A1对CH快速充电，输出

电压⑷UT跟随"N变化；保持期间，

开关S断开，由于A2的输入阻抗很高,

理想情况下电容6H将保持电压力不

变，因而输出电压刈叮=入地保持恒

定。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术38

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

(a)原理电路

图采样保持器

E、

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术39

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++-

显然,保持电容CH的作用十分重要。实际上保持，

期间的电容保持电压FC在缓慢下降，这是由于保持电

容的漏电流所致。保持电压FC的变化率为

-cID

式中：dtC

H

/D-为保持期间电容的总泄漏电流，它包括放大器的输入

电流、开关截止时的漏电流与电容内部的漏电流等。

电容加值-增大电容超值可以减小电压变化率，但同时又

会增加充电即采样时间，因此保持电容的容量大小与采

样精度成正比而与采样频率成反比。一般情况下，保持

电容的是外接的，所以要选用聚四氟乙烯、聚苯乙烯

等高质量的电容器，容量为510〜lOOOpF。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术40

燕山大学自动化系zy•方续＞制"二

I

2、零阶集成采样保持器—

常用的零阶集成采样保持器有AD582、LF198/298/398

等。这里，用TTL逻辑电平控制采样和保持状态，如

AD582的采样电平为“0”，保持电平为T,而

LF198的则相反。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术41

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++

3-3前向通道中的A/D转换与A/DJ

转换接口

•模拟量输入接口（又称为A/D通道）

•模拟量输入接口的组成

-多路模拟切换开关

-前置放大器

-采样保持器

-模/数转换器（A/D）

-控制电路等

•A/D转换器的性能指标类似于D/A转换器

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术42

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

•在微机的各种接口中，完成外设信号到微.〜

机所需数字信号转换的，称为模粒淡字转.

换(A/D转换)器；完成微机输出数字信号

到外设所需信号转换的，称为数字片莫拟转

换(D/A转换)器。

•D/A转换器(DigitaltoAnalogConverter)

是一种能把数字量转换成模拟量的电子器

件；A/D转换器(AnalogtoDigital

Converter)则相反，它能把模拟量转展成

相应的数字量。在微机，空刷系统中，经常

要用到A/D和D/A转换器。它们的功能及在

实时控制系统中的地位,如图所示。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术43

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

图单片机和被控实体间的接口示意

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术44

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-3-1A/D转换器原理

•并行A/D转换器

-n位则需2-1个比较器，成本高，故只应

用于转换速度要求极高的场合

•计数器式A/D转换器

-简单、便宜，但每输入一个时钟脉冲，计

数器加（或减）1,故要逼近输入值，需

输入许多个脉冲，因而转换很慢。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术45

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

1计数器式A/D转换器

数字输出

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术46

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

原理：转换器、计数器和比较器组成。

作时，计数器由零开始计数，将其计数

值送往D/A转换器进行转换，将生成的

模拟信号与输入模拟信号在比较器内进

行比较）若前者小于后者）则计数值加L

重复D/A转换及比较过程。当这个信号

值与输出模拟量比较相等时（在允许的

误差范围内），比较器输出一个停止计

数信号给计数器，计数器立即停止计数。

此时D/A转换器输出的模拟量就为模拟

输入值，计数器的值就是转换成的相应

留数字量值。rj

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术47

燕山大学自动化系一计算机控制系统一

•优点：这种A/D转换器结构简单、上限

清楚

•缺点：它的转换速度与精度之间存在着

严重矛盾。即若要转换速度高，则转换

器输出与输入的误差就大，反之亦然。

所以在实际中很少使用它。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术48

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-3-1双积分式A/D转换器（1）

•双积分式A/D转换器特点

-是一种间接A/D转换技术。

•模拟电压先转换成积分时间，然后转换成计数脉

冲数，最后修代表模拟输入电压大小的脉冲数转

换成BCD码输出。

•转换时间较长，一般需要几十毫秒。

-器件少、使用方便、抗干扰能力强、数据稳

定、价格便宜，适用于非快速计算机过程控

制I系统或精度要求较高的地方。"

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术49

燕山大学自动化系zy•方续＞制更绣

3-3-1双积分式A/D转换器（2）

•双积分式A/D转换器的工作原理

1

-先对模拟输入电压Hn进行固定时间tl的正向积分，

积分器的输出电压上升的速率与输入电压Hn成正比

-当固定时间力到后，计数器清零，对积分器进行反

向积分，并自动按一定的频率进行计数。积分器的

输出电压，从正向积分结束时的14开始以恒定的斜

率下降，当反向积分使其积分器输出为零时，关闭

计数器计数，完成一次A/D转换工作。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术50

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++++

•缺点：转换时间较长，一般需要几十毫

秒。

•优点：器件少、使用方便、抗干扰能力

强、数据稳定、价格便宜，适用于非快

速计算机过程控制系统或精度要求较高

的地方。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术51

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-3-1双积分式A/D转换器(3)

数据输出

双积分式A/D转换的原理框图双积分A/D的工作示意图

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术52

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-3-1双积分式A/D转换器（4）

•常用双积分式A/D转换器芯片

•MC14433

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术53

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-3-1逐位逼近法（1）

•逐位逼近式A/D的工作原理

-从SAR输出的数码送至D/A,其输出电压Vf与模拟

量输入Vin比较后，再控制SAR的数字逼近

7

模拟量输入

逐位逼近式A/D转换器原理框图

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术54

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

•优点：转换速度快，转换时间固定

•缺点：抗干扰能力差

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术55

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++

例:四位A/D转换器，满刻度值5V,现若输入,十

3.5V模拟电压，试分析其逐次逼近的转换

过程.

解:量化单位q=5/24=0.3125V

1000:0.3125*23=2.5Vv3.5,保留最高位1

以此类推,最后为1011

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术56

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

3-2-1型A/D转换器(1)

4A型A/D利用取样频率为用(»/fe)的一系

列粗糙量化数据，由后续的数字抽取器计算出

模拟信号所对应的低取样频率后的高分辩率数

字信号。其实现主要基于过程取样、4A调制

和数字滤波。

模拟信号抗混叠Z-A(Ibit)数字(16bit)

/一/

模拟滤波器调制器滤波器r

输入Fsfs<<Fs

模拟数字

"△型A/D转换器的组成框图

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术57

燕山大学自动化系zy•方续＞制"二

3-2-1W-A型A/D转换器（2）

•E・△型A/D转换芯片AD7715

-价格便宜、分辨率高，不受噪声环境的影响

-提供了一个增益为1、2、32、128倍可编程放

大器，一个数字滤波器和一套自校准电路

-所提供的系统功能要比常用的积分型A/D转换器

强，而且避免了必须提供一个高质量积分电容的

缺点

-是工业和过程控制应用中的理想器件

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术58

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

二、A/D转换器的性能指标〜

（1）分辨率

分辨率是指A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程

度。分辨率越高，转换时对输入量微小变化的反应越灵

敏。通常用数字量的位数来表示，如8位、10位、12位

等。分辨率为。表示它可以对满刻度的1/2n的变化量作

出反应。即：

分辨率=满刻度值/2n

量化误差和分辨率是统一的，提高分辨率，可减少量化误

差。r

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术59

燕山大学自动化系一计算机控制系统一

2.转换精度+++

•A/D转换器的转换精度是指A/D的实际输出接令

近于理想输出精确程度。A/D转换器的转换精

度可以用绝对误差和相对误差来表示。

所谓绝对误差，是指对应于一个给定数字量

A/D转换器的误差，其误差的大小由实际模拟

量输入值和理论值之差来度量。绝对误差包括

增益误差，零点误差和非线性误差等。

相对误差是指绝对误差与满刻度值之比，一

般用百分数来表示，对A/D转换器常用最低有

效值的位数LSB(LeastSignificantBit))

n

来表示，1LSB=1/2o

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术60

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

一般来说，位数力越大，其相对误差（之出缸

对误差）越小。

3.转换时间

A/D转换器完成一次转换所需的时间称为

转换时间。如逐位逼近式A/D转换器的

转换时间为微秒级，双积分式A/D转换器

的转换时间为毫秒级。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术61

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

卡一

•例：一个12位A/D,输入电压范围5V'卡

(1)分辨率？

(2)能够辨别的最小电压？

解：1)12

——二0.0244*10

212

2)5x0.0244^10-2=0.122^10-2

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术62

燕山大学自动化系—计算机控制系统一

++++

量化误差：由于用有限二进制数字对模拟

数值进行离散取值（量化）而引起的误

差）用如下表示：

e=fs(nT)—f(nT)

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术63

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6

5

4

3

2

o

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术64

燕山大学自动化系一计算机控制系统一

三、数据的采集与转换的应用问蠢

孔径误差

V-Vmsin271Jft

dV

-----=Vm•2乃Jcos2reft

dt

dV

)max

=VtnJ

dt

^V-V2TJiftA

mmA3=271ftAX100%

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术65

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例:一个十位的A/D转换器误差百分数01％,

=104s则允许转换的正弦波模拟信号

的最大频率为多少?(16HZ)

或=271ftAX100%

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术66

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五、常用A/D转换器

•A/D转换器与CPU的接口方式由它们之间数

据传输方式决定

—并行接口和串行接口

•接口类型一般有三种，由A/D转换器与CPU

之间的联系方式决定

-查询法

-定时法

-中断法

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术67

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逐位逼近式A/D芯片介绍

•逐位逼近式A/D芯片品种很多，可满足

各种需要

•8位A/D转换器芯片

•12位A/D转换器芯片

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术68

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1、典型的A/D转换芯片ADC0809

EOC

模拟

输入2T

22

:、数字

*临出

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1）8路8位A/D转换器，即分辨率8位一

2）具有转换起停控制端。

3）转换时间为100州

4）单个+5V电源供电

5）模拟输入电压范围。〜+5V,不需零点

和满刻度校准。

6）工作温度范围为-40〜+85摄氏度

7）低功耗，约15mW。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术70

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•1.ADC0809的内部逻辑结构

ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并

使ALE=LI寻地址存入地址锁存器中。此地址

经译码选通8路模拟输入之一到比较器。

START上升沿I寻逐次逼近寄存器复位。下降

沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，

指示转换正在进行。直到A/D转换完成，

EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果

数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。

当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换

结果的数字量输出到数据总线上。

2012-11-11第三章计算机输入输出接口技术71

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•2.引脚结构

•ADC0809采用双列直插式封装，共有28条引戚

其引脚结构如图所示。

IN3----------128-----IN2

IN4227INi

11M56261TMI\0c

AnnA

IN6425AlJUA