微机原理及接口技术9.ppt

9 1D A转换器及A D转换器概述9 2D A转换器DAC0832及应用9 3A D转换器ADC0809及应用 第9章模拟量接口技术 9 1D A转换器及A D转换器概述 A D转换 在计算机系统中 能够完成模拟信号转换成数字信号的过程称作模 数转换 简称A D转换 完成A D转换的装置叫A D转换器 简称ADC D A转换 在计算机系统中 能够完成数字信号转换成模拟信号的过程称作数 模转换 简称D A转换 完成D A转换的装置叫D A转换器 简称DAC 计算机控制系统的实现过程 9 2 1D A转换器工作原理 9 2D A转换器DAC0832及应用 1 加权电阻网络D A转换器的工作原理 图9 3加权电阻网络D A转换器原理图 2 T 形电阻网络D A转换器的工作原理 图9 4 T 形电阻网络D A转换器原理图 9 2 2D A转换器性能指标 1 分辨率2 转换精度3 建立时间4 温度系数5 非线性误差 图9 5DAC0832引脚及内部结构 9 2 3DAC0832芯片 1 DAC0832引脚及功能 2 DAC0832的几种典型输出连接方式 单极性输出电路 图9 6单极性输出电路 图 a 为反相输出电路 其输出电压为 图 b 是同相输出电路 其电压输出为 双极性输出电路 图 7双极性输出电路 9 2 4DAC0832的应用 选择和使用D A转换器时要注意以下几点 1 合理选择DAC芯片 首先要考虑D A转换器的分辨率和工作温度范围是否满足系统要求 然后根据DAC芯片的结构和应用特性 选择外围电路简单 使用方便的D A转换器 2 设计和连接接口时 具有三态输入数据寄存器的DAC芯片可直接与计算机I O插槽上的数据总线相接 同时 要为D A转换器配置一个端口地址 3 若D A芯片无参考电源时 则外接的参考电压应该稳定 可靠地工作 应用举例 利用D A转换器来构造波形发生器 如图所示 假设地址译码输出端口为360H 图 8采用DAC0832构造的波形发生器 1 矩形波 给DAC0832持续256次送数据0 然后256次送数据FFH 依次重复处理 输出矩形波的程序段如下 MOVDX 360H 设定地址译码输出端口DD0 MOVCX 0FFHMOVAL 00DDl OUTDX AL 向D A转换器送数据0LOOPDDl 循环256次 形成矩形波的低电平MOVCX 0FFHMOVAL 0FFHDD2 OUTDX AL 向D A转换器送数据FFHLOOPDD2 循环256次 形成矩形波的高电平JMPDD0 重复上述的过程 形成多个矩形波 2 梯形波 给DAC0832持续256次送数据0 然后逐次加1直到255 然后持续256次 接着将255逐次减1 依次重复处理 MOVDX 360H 设定地址译码输出端口MOVCX 0FFHMOVAL 00DDl OUTDX AL 向D A转换器送数据0LOOPDDl 循环256次 形成梯形波的下底MOVCX 0FFHDD2 INCAL 循环加1 以形成上升沿OUTDX ALLOOPDD2MOVCX 0FFHDD3 OUTDX AL 输出上底LOOPDD3MOVCX 0FFHDD4 DECALOUTDX AL 输出下降沿LOOPDD4JMPDDl 重复上述过程 形成多个梯形波 3 三角波 给DAC0832持续256次送数据0 然后逐次加1直到255 接着将255逐次减1到0 依次重复 MOVDX 360H 设定地址译码输出端口DD0 MOVCX 0FFHMOVAL 00DD1 OUTDX AL 向D A转换器送数据0INCALLOOPDD1 循环形成上升斜坡MOVCX 0FFHDD2 DECALOUTDX ALLOOPDD2 循环形成下降斜坡JMPDD0 重复上述过程 形成多个三角波 9 3A D转换器ADC0809及应用 采样 对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其中的某一瞬时值 采样频率 一般要高于或至少等于输入信号最高频率的2倍 实际应用中采样频率一般是信号频率的4 8倍 采样周期 相邻两次采样的间隔时间 一次A D转换所需要的时间必须小于采样周期 量化 将模拟量表示为相应的数字量 量化得到的数值通常用二进制表示 9 3 1A D转换器的工作原理A D转换器主要有计数式 并行式 双积分式 逐次逼近式等 主要介绍逐次逼近式A D转换器的工作原理 1 分辨率 2 转换精度 3 转换时间4 温度系数5 量程 9 3 2A D转换器的主要性能指标 9 3 3ADC0809芯片1 ADC0809引脚及功能 2 ADC0809的工作时序 图9 12ADC0809的工作时序 9 3 4ADC0809芯片的应用例题 利用ADC0809进行数据采集的电路图如下 编写采集子程序 采集子程序的功能 每调用一次 顺序对8路模拟输入IN0到IN7进行一次转换 并将转换结果存放到内存中的指定位置 该位置的段 偏移地址在ADAT的顺序8个单元中 采集子程序如下 PRMD PROCNEARPUSHBXPUSHDXPUSHDSPUSHAXPUSHSIMOVDX SEGADATMOVDS DXMOVSI OFFSETADATMOVBL 00HMOVBH 08HGOON MOVDX 8001HMOVAL BLOUTDX AL 送通道地址MOVDX 8002HMOVAL 01HOUTDX ALMOVAL 00HOUTDX AL 送ALE和START脉冲NOP WAIT INAL DXTESTAL 10HJZWAIT 等待转换结束MOVAL 02HOUTDX AL 使OE 1MOVDX 8000HINAL DX 读数据MOV SI ALMOVDX 8002HMOVAL 00HOUTDX ALINCSI 存放数据的内存地址加1INCBL 通道地址加1DECBHJNZGOONPOPAXPOPDSPOPDXPOPBXRETPRMDENDP 知识扩展 多路模拟开关及采样保持电路 1 多路模拟开关 2 采样保持电路 练习题 1 什么是D A转换器 什么是A D转换器 答 在计算机系统中 能够完成D A转换的装置叫D A转换器 能够完成A D转换的装置叫A D转换器 2 描述D A转换器的性能指标主要有哪些 答 分辨率 转换精度 建立时间 温度系数 非线性误差等 3 简述A D转换器的主要性能指标 答 分辨率 转换精度 转换时间 温度系数 量程等 在实际应用中 选择和使用D A转换器应注意哪几点 答 1 首先要考虑D A转换器的分辨率和工作温度范围是否满足系统要求 然后根据DAC芯片的结构和应用特性 选择外围电路简单 使用方便的D A转换器 2 设计和连接接口时 具有三态输入数据寄存器的DAC芯片可直接与计算机I O插槽上的数据总线相接 同时 要为D A转换器配置一个端口地址 3 若D A芯片无参考电源时 则外接的参考电压应该工作稳定 可靠 5 要求某电子秤的称重范围为0 500g 测量误差小于0 05g 至少应该选用分辨率为多少位的A D转换器 现有8位 10位 12位 14位和16位可供选择 答 500 0 05 10000 至少应该选用分辨率为14位的A D转换器 6 某12位D A转换器 输出电压为0 2 5V 当输入的数字量为400H时 对应的输出电压是多少 答 2 5 400H FFFH 0 625V 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 答 分别为255 2 10 51 255 8 10 204 8 若满刻度输入模拟电压为5V 8位A D转换器的量化间隔和量化误差为 A 1 25mV和 1 22mVB 4 88mV和 0 5mVC 19 5mV和 9 45mVD 2 44mV和 2 47mV C 9 DAC0832转换器有哪些特点