通道接口技术学习教案

1、会计学1通道接口技术通道接口技术(jsh)第一页，共64页。第1页/共64页第二页，共64页。以适用于输入输出。第2页/共64页第三页，共64页。第3页/共64页第四页，共64页。第4页/共64页第五页，共64页。第5页/共64页第六页，共64页。第6页/共64页第七页，共64页。第7页/共64页第八页，共64页。使用。第8页/共64页第九页，共64页。要程序进行控制。第9页/共64页第十页，共64页。第10页/共64页第十一页，共64页。第11页/共64页第十二页，共64页。第12页/共64页第十三页，共64页。第13页/共64页第十四页，共64页。第14页/共64页第十五页，共64页。第1

2、5页/共64页第十六页，共64页。第16页/共64页第十七页，共64页。第17页/共64页第十八页，共64页。 第18页/共64页第十九页，共64页。较杂乱。鉴于以上几点需要用接口作为两者的桥梁。第19页/共64页第二十页，共64页。第20页/共64页第二十一页，共64页。第21页/共64页第二十二页，共64页。第22页/共64页第二十三页，共64页。第23页/共64页第二十四页，共64页。第24页/共64页第二十五页，共64页。第25页/共64页第二十六页，共64页。此外。还有接口(ji ku)端口的地址译码电路、第26页/共64页第二十七页，共64页。第27页/共64页第二十八页，共64页

3、。第28页/共64页第二十九页，共64页。第29页/共64页第三十页，共64页。数/模(D/A)转换器示意图信号说明:D数字量输入信号 (8位. 10位. 12位. 16位等)A-模拟量输出信号(5V 10V等)Vref参考(cnko)电压 31223()2222noutFSRnBBBBVV第30页/共64页第三十一页，共64页。R2R4R8RAB4B3B2B1(MSB)(LSB)VoutIoutRfE)2222(24433221BBBBRREVoutf第31页/共64页第三十二页，共64页。、当D为“1”时开关接运放的点，为“0”时开关接地。第32页/共64页第三十三页，共64页。D/A的组

4、成(z chn)框图T型电阻型电阻(dinz)网络网络D/A转换器转换器第33页/共64页第三十四页，共64页。第34页/共64页第三十五页，共64页。 R-2RT R-2RT型电阻型电阻(dinz)(dinz)网络网络D/AD/A转换器转换器 梯形电阻梯形电阻(dinz)(dinz)网络网络A A、B B、C C、D D任意任意一点，其右边的电阻一点，其右边的电阻(dinz)(dinz)网络等效电网络等效电阻阻(dinz)(dinz)均等于均等于R R 。 S S为电子为电子(dinz)(dinz)开关。开关。 当当 D=0时时 S 接地；当接地；当 D=1时时 S 接接“地地”（虚地）（虚

5、地）。基准电源基准电源并行数字输入并行数字输入电子开关电子开关模拟信号输出模拟信号输出RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3-UREFIRfUO8ABCDIo1Io2+_第35页/共64页第三十六页，共64页。RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIUO8ABCDIo1Io2_+当当 D=0 D=0时时S S 接地接地(jid)(jid)；当；当 D=1 D=1时时S S 接接“地地”（虚地），（虚地），R-2RTR-2RT型电阻型电阻(dinz)(dinz)网络的等网络的等效电路效电路即不论模拟开关接到左边(zu

6、 bian)还是右边，电阻2R一端总是零电位。其等效电路如图：RRUREFII =UREFR 梯形电阻网络A、B、C、D任意一点，其右边的电阻网络等效电阻均等于R 。第36页/共64页第三十七页，共64页。I=UREFR RRR2R2R2R2RI0I1I2I3UREFIABCDI0I1I2I3343222III2432222III1421222III0410222III2RRRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIRfUO8ABCDIo1Io2+_Io1 =I3I2I1I0+=（D3 23 +D2 22 + D12124I + D020）UO= Rf

7、I01= （D3 23 +D2 22 + D12124Rf I + D020）UO= (D3 23+D2 22+D121+D020) UREF Rf24 RUO= (Dn-1 2n-1+Dn-2 2n-2+D121+D020) UREF Rf2n R第37页/共64页第三十八页，共64页。 二、二、D/AD/A的主要的主要(zhyo)(zhyo)技术参数技术参数是指最小输出电压（是指最小输出电压（ 对应对应(duyng)(duyng)的输入二进制数为的输入二进制数为1 1 ）与）与最大输出电压最大输出电压( (对应对应(duyng)(duyng)的输入二进制数的所有位全为的输入二进制数的所有位

8、全为1)1)之比。之比。 例如例如(lr)十位数模转换器的分辨率为：十位数模转换器的分辨率为：分辨率分辨率= =1/（2n-1）1210-10.0011、 分分 辨辨 率率: : 第38页/共64页第三十九页，共64页。5、稳定时间： 数据变化量满刻度时，达到(d do)终值1/2LSB时所需要的时间。 4、输入编码： 一般(ybn)为二进制编码、BCD码、符号-数值码等。从数码输入到模拟电压稳定输出间的时间称为转换速度。从数码输入到模拟电压稳定输出间的时间称为转换速度。3、 转换速度转换速度：表示实际输出的电压值与理想表示实际输出的电压值与理想(lxing)(lxing)的输出电压值之间的的

9、输出电压值之间的差别。差别。2、 转换精度转换精度：第39页/共64页第四十页，共64页。在满刻度范围内，偏离在满刻度范围内，偏离(pinl)(pinl)理想转换特性的最大误差。理想转换特性的最大误差。一般用最低有效一般用最低有效(yuxio)(yuxio)位（位（LSBLSB）的分数来表示。为）的分数来表示。为0.010.01-0.8-0.8 7 7、工作温度范围、工作温度范围(fnwi)(fnwi) 较好的较好的D DA A转换器工作温度范围转换器工作温度范围(fnwi)(fnwi)为为-40-85-40-85 较差的较差的D DA A转换器工作温度范围转换器工作温度范围(fnwi)(fn

10、wi)为为0-0-70 70 6、线性误差线性误差数字量输入模拟量输出 理想特性实际满刻度 线性误差第40页/共64页第四十一页，共64页。第41页/共64页第四十二页，共64页。第42页/共64页第四十三页，共64页。第43页/共64页第四十四页，共64页。 C B A X接通接通 0 0 0 0 X0 0 0 0 1 X1 0 1 1 1 X7 1 全不通全不通第44页/共64页第四十五页，共64页。(fngd)第45页/共64页第四十六页，共64页。 在数据采集和过程控制中，被采集对象往往在数据采集和过程控制中，被采集对象往往(wngwng)(wngwng)是是连续变的物理量（如温度、压

11、力、声波等），由于计算机只连续变的物理量（如温度、压力、声波等），由于计算机只能处理离散的数字量，需要对连续变化的物理转换为数字量能处理离散的数字量，需要对连续变化的物理转换为数字量, ,这一操作过程就是这一操作过程就是A/DA/D转换。转换。AnalogyDATAA/DCPUI/O第46页/共64页第四十七页，共64页。为离散数字信号第47页/共64页第四十八页，共64页。第48页/共64页第四十九页，共64页。、字量。7、控制器：用于协调通道切换，数据放大等工作。第49页/共64页第五十页，共64页。 A/D 转换器的作用(zuyng)是将输入的模拟量数字化。直接(zhji)转换器：主要分

12、为 两大类：间接(jin ji)转换器：逐次逼近型、并联比较型等单积分型、双积分型等一、一、A/D转换器的作用转换器的作用第50页/共64页第五十一页，共64页。逐次逐次(zh c)(zh c)逼近型逼近型A/DA/D转换器转换器顺顺序序砝码重量砝码重量 比较判断比较判断砝码去留砝码去留18g 8g13g 留留 1 128g+4g 12g13g 去去 0 048g+4g+1g 13g=13g 留留 1 1逐次逼近的基本思想逐次逼近的基本思想(sxing)：类似于用天平称物：类似于用天平称物 结果结果(ji gu)表示表示第51页/共64页第五十二页，共64页。逐次逐次(zh c)逼近型逼近型A

13、/D转换器原理框图转换器原理框图电电压压比比较较器器输出数字量输出数字量模拟信号输入模拟信号输入参考电压参考电压逐次逼逐次逼近寄存器近寄存器D/A 转换器转换器节节拍拍脉脉冲冲发发生生器器输输 出出 寄存器寄存器CP第52页/共64页第五十三页，共64页。四四位位D/A转转换换器器1DQCDQCDQCDQC+C4C3C2C1C0SDJKRDCQ0SDJKRDCQ1SDJKRDCQ2SDJKRDCQ3+Ui=5.52V比较(bjio)器节节拍拍脉脉冲冲发发生生器器时钟(shzhng)脉冲数码(shm)寄存器d3d2d1d0逐次比较寄存器U0U+U+JKU0= (d323+d222+d121+d0

14、20)24URCC0C2C1C3C40 01 1000UR=8VU0=4V1 10 00 00 00 00 010 01 11 11 10 01 11 1U0=5VU0=6V0 01 1U0=5.5V四位逐次逼近型四位逐次逼近型A/DA/D转换器转换器D/A第53页/共64页第五十四页，共64页。顺序顺序d3 d2 d1 d0UA/V比较比较该位该位1 1的去留的去留11 1 0 0 0 0 0 04UAUI1 1 0 0 1 1 0 035UAUI1 1 0 0 1 1 1 145.5UAUI留留去去留留留留UA逼近逼近(bjn)UI的波形的波形四位四位(s wi)(s wi)逐次逼近型逐次

15、逼近型ADCADC的转换过程的转换过程UA逼近逼近(bjn)U1的波形的波形5.52O512346UA/V2341脉冲脉冲顺序顺序第54页/共64页第五十五页，共64页。二、二、A/D转换器主要转换器主要(zhyo)技术指标技术指标（1）分辨率：指）分辨率：指A/D转换器可转换成数字量的最小电压转换器可转换成数字量的最小电压(diny) ，是反映是反映A/D转换器对最小模拟输入值的敏感度转换器对最小模拟输入值的敏感度. 所以分辨率一般所以分辨率一般(ybn)(ybn)表示式为：表示式为： 分辨率分辨率=Vref/2=Vref/2位数（单极性）位数（单极性） 或或 分辨率分辨率= =（V+ref-V-ref)/2V+ref-V-ref)/2位数（双极性）位数（双极性） 通常是用通常是用A/D的位数来表示，比如的位数来表示，比如 8位、位、10位、位、12位等位等 所以，所以， A/D转换器的输出数字量越多。其分辨率越高。转换器的输出数字量越多。其分辨率越高。 如如：8为为ADC满量程为满量程为5V,则分辨率为则分辨率为5000mV/256=