微机技术3版PPT第8章10 7版

2020/6/7,上海交通大学,1,面向21世纪课程教材普通高等教育“十一五”国家级规划教材,微型计算机技术WeixinJisunjiJishu（第3版）孙德文编著,2020/6/7,上海交通大学,2,第8章模拟接口,2020/6/7,上海交通大学,3,模拟接口,8.1模拟接口概述8.2数/模转换器DAC0832及其接口8.3模/数转换器ADC0809及其接口,2020/6/7,上海交通大学,4,8.1模拟接口概述,连续变化的物理量。所谓连续，包括两方面的含义：一方面从时间上来说，它是随时间连续变化的；另一方面从数值上来说，它的数值也是连续变化的。这种连续变化的物理量通常称为模拟量。,2020/6/7,上海交通大学,5,控制系统中的模拟接口,传感器是把非电量的模拟量（如温度、压力、流量等）转换成电压或电流信号。量程放大器把微弱的传感器信号（通常为毫伏或微伏级）放大到A/D转换器所需的量程范围。低通滤波器用来降低噪声，滤去不必要的干扰，以增加信噪比。,2020/6/7,上海交通大学,6,控制系统中的模拟接口,多路开关可以使多个模拟信号共用一个A/D转换器。采样-保持电路（Sample/holdcircuit）把转换的信号采样后还保持一段时间，以便给A/D转换器转换。A/D转换器和D/A转换器则通过相应的A/D转换和D/A转换把模拟量转换成数字量和数字量转换成模拟量。,2020/6/7,上海交通大学,7,微型机与控制系统的接口,2020/6/7,上海交通大学,8,采样-保持电路,（1）采样跟踪状态：在此期间应尽可能快地接受输入信号，使输出和输入信号相一致。（2）保持状态：把采样结束瞬间的输入信号保持下来，使输出和保持的信号一致。当输入信号变化速率较快时，都应采用采样-保持电路，如果输入信号变化缓慢，则可不用保持电路。,2020/6/7,上海交通大学,9,采样-保持电路,2020/6/7,上海交通大学,10,量化和编码,1.量化采样后的信号经量化后才能输入到计算机，采样信号经量化后成为数字信号的过程称为量化过程。A/D转换就是量化的过程，它把采样后模拟信号转变成数字量。,2020/6/7,上海交通大学,11,量化和编码,2.编码在量化过程中，对双极性（有正、负）信号通常有三种表示方法：（1）符号-数值码，类似于原码表示法。（2）偏移二进制码，与移码表示法相同。（3）补码表示法与计算机的补码表示方法相同。,2020/6/7,上海交通大学,12,模/数转换器的性能指标,1.分辨率分辨率是指ADC对输入电压微小变化响应能力的度量。2.绝对精度绝对精度是指在输出端产生给定的数字代码，实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。,2020/6/7,上海交通大学,13,模/数转换器的性能指标,3.相对精度相对精度（又称线性度）是指满刻度值校准后，任意数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。4.转换时间转换时间是指ADC完成一次转换所需的时间，即从启动信号开始到转换结束并得到稳定的数字输出量所需的时间。通常为微秒级。5.量程量程是指所能转换的输入电压范围。,2020/6/7,上海交通大学,14,数/模转换器的性能指标,1.分辨率分辨率是最低有效位（LSB）所对应的模拟量的大小。2.精度精度反映D/A转换的精确度。3.建立时间建立时间定义为：在数字输入端输入满量程代码的变化后，DAC的模拟输出稳定到最终值1/2LSB时所需的时间。,2020/6/7,上海交通大学,15,8.2数/模转换器DAC0832及其接口,1.芯片简介DAC0832采用了二次缓冲输入数据方式（输入寄存器及DAC寄存器）。可以在输出的同时采集下一个数字量，以提高转换速度。能够用于需要同时输出多个参数的模拟量系统。,2020/6/7,上海交通大学,16,数/模转换器DAC0832及其接口,2020/6/7,上海交通大学,17,2.数/模转换器芯片的输出电路,2020/6/7,上海交通大学,18,1）电流输出转换为电压输出,2020/6/7,上海交通大学,19,2）单极性与双极性输出电路,2020/6/7,上海交通大学,20,单极性与双极性输出电路,2020/6/7,上海交通大学,21,3.数/模转换器与微处理器的接口,D/A转换器只有数据输入线，选片和写入控制线与微处理器有关。因此微处理器的接口比较简单，直接把数据输出给D/A转换器。若D/A转换器芯片内带有锁存寄存器，微处理器就把D/A芯片当作一个并行输出端口；,2020/6/7,上海交通大学,22,数/模转换器与微处理器的接口,若D/A转换器芯片内无锁存寄存器，微处理器就把D/A芯片当作一个并行输出的外设，二者之间还需增加并行输出的接口。数/模转换器接口是通过D/A转换器来实现模拟输出，有时我们简称为“模出”。,2020/6/7,上海交通大学,23,数/模转换器与微处理器的接口,2020/6/7,上海交通大学,24,8.3模/数转换器ADC0809及其接口,8.3.1芯片简介8.3.2ADC0806同微处理器的连接8.3.3应用举例,2020/6/7,上海交通大学,25,ADC0809结构图（图中右面应是8位）,2020/6/7,上海交通大学,26,芯片简介,ADC0809是CMOS型的8位A/D转换器，采用逐次逼近式进行A/D转换。ADC0809有八路模拟量输入通道。ALE为地址锁存信号，高电平有效时，ADDCADDA被锁存。,2020/6/7,上海交通大学,27,ADC0809引脚信号,在ALE=“1”时,通过对ADDC、ADDB、ADDA三端输入的地址译码，选通八路模拟量输入（IN0IN7）的某一路进入片内进行A/D转换。START是A/D转换启动信号，高电平有效。EOC是转换结束信号，高电平有效，当A/D转换完毕EOC的高电平可用作中断请求信号。转换后的数字量通过三态缓冲器输出，当输出允许OE=“1”时，打开三态输出门输出数字量。输入ADC0809的模拟信号是单极性的（0+5V）。,2020/6/7,上海交通大学,28,ADC0809引脚信号,EOC是转换结束信号，高电平有效，当A/D转换完毕EOC的高电平可用作中断请求信号。转换后的数字量通过三态缓冲器输出，当输出允许OE=“1”时，打开三态输出门输出数字量。输入ADC0809的模拟信号是单极性的（0+5V）。,2020/6/7,上海交通大学,29,8.2.1ADC0806同微处理器的连接1）直接连接,2020/6/7,上海交通大学,30,控制程序,MOVAL，07H；送输入通道号7OUT84H，AL；并发出启动信号CALLDELAY100；等待转换结束，延时100usINAL，84H；转换结束，读入数据HLT,2020/6/7,上海交通大学,31,2.通过并行接口芯片同微处理器的连接,2020/6/7,上海交通大学,32,控制程序,MOVAL，88H；8255A初始化，0方式OUT83H，AL；PB口输出，PC口高4位输入MOVAL，00H；取通道号0，且产生PB4为信号OUT81H，AL；启动ADC0809ADDAL，10HOUT81H，ALSUBAL，10HOUT81H，ALLOP：INAL，82H；检查EOCTESTAL，80H；EOC0，继续查询JZLOP；EOC1，使0809的OE有效，允许输出INAL，84H；读入数字量HLT,2020/6/7,上海交通大学,33,8.3应用举例,2020/6/7,上海交通大学,34,应用举例,有一A/D转换电路如图815所示，图中ADC0809通过8255A同8086CPU连接，要求从模拟通道IN0开始转换，连续采样24个数据，然后采样下一通道，同样采样24个数据，直至IN7，采样后的数据存放在数据段中2000H开始的数据区中。按此要求编写控制程序。,2020/6/7,上海交通大学,35,应用举例,DATA1SEGMENTORG2000HAREADB200DUP（?）DATA1ENDSSTACK1SEGMENTDB50DUP（?）STACK1ENDSCODE1SEGMENTASSUMEDS：DATA1，SS：STACK1，CS：CODE1,2020/6/7,上海交通大学,36,应用举例,START：MOVAL，92H；8255A方式字，0方式，PA，PB输入MOVDX,1C3HOUTDX，ALMOVAX，DATA1；数据段寄存器赋值MOVDS，AXMOVSI，2000H；地址指针指向缓冲区MOVBL,8；大循环计数通道个数MOVDX,1C8H；IN0开始转换LOP1：MOVCX，18H；每个通道采样24次LOP2：INAL，DX；启动转换PUSHDX；保存通道地址MO