过程通道接口技术

第二章过程通道及接口技术过程通道：计算机与生产过程之间的信息传递和转换装置。输入计算机的信息通道、计算机的输出通道第二章过程通道及接口技术本章主要内容1、模拟量输出通道及接口技术2、模拟量输入通道及接口技术3、开关量通道及接口技术4、脉冲量输入通道及接口技术5、电机控制技术第一节模拟量输出通道及接口技术本节要点1.模拟量输出通道的结构组成

2.8位D/A转换器DAC0832的原理组成及其接口电路3.12位D/A转换器DAC1210的原理组成及其接口电路4.D/A转换器的输出方式及其输出电路

第一节模拟量输出通道及接口技术

引言

1.1模拟量输出通道的一般组成

1.2DAC0832接口技术

1.3DAC1210接口技术

本节小结

思考题引言模拟量输出通道的任务--把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的;模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路、数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等;模拟量输出通道基本构成--多D/A结构（图2-1(a)）和共享D/A结构（图中2-1(b)）引言图2-1接口电路通道1通道nD/AD/AV/IV/I(a)多D/A结构PC总线引言特点：1、一路输出通道使用一个D/A转换器2、D/A转换器芯片内部一般都带有数据锁存器3、D/A转换器具有数字信号转换模拟信号、信号保持作用4、结构简单，转换速度快，工作可靠，精度较高、通道独立5、缺点是所需D/A转换器芯片较多引言接口电路通道1通道nD/AV/IV/I多路开关采样保持器采样保持器（b）共享D/A结构PC总线图2-1引言特点：1、多路输出通道共用一个D/A转换器2、每一路通道都配有一个采样保持放大器3、D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用4、采样保持器实现模拟信号保持功能5、节省D/A转换器，但电路复杂，精度差，可靠低、占用主机时间

模拟量输出通道的一般组成输出保持

DAC

多路开关

V/I输出保持原因：AO输出的模拟信号应当是时间连续的信号，但计算机只能周期性地把数据输出给AO通道。在计算机由一次输出操作到下一次输出操作期间，AO通道必须保持上一次的输出，否则执行机构将在计算机输出和未输出之间频繁处于动作和不动作的状态，这是生产过程绝对不允许的。作用：在新的计算结果到来之前，输出应保持不变。输出保持方法：根据AO通道结构和应用要求的不同，输出保持方式有三种：①数据寄存器保持。②模拟器件保持。③步进电机保持/脉冲电机数据寄存器起着保持器的作用。a.数据存储较模拟信号存储方便，最为普遍。b.输出速度高，但每个通道要使用各自的D/A。c.数据寄存器可以精确保持输出数据，输出精度高。a.节省DAC，可在多路AO通道中共用一个DAC。D/A的输出经过多路开关分时地传送给模拟保持器件。在下一次输出之前，模拟保持器保持上一时刻输出的模拟信号。b.为了使输出保持结果正确，必须对元件质量有很高的要求。耦合电容：必须选择漏电流小的。要求运算放大器为高输入阻抗，低漂移型（工作稳定，零点漂移、增益误差较小）。跟随器的输入阻抗很大，RC很大，uin可以很长时间保持在电容上，输出阻抗很小，对外电路阻抗无要求。c.模拟保持器：电容，由于电容漏电流的存在，输出扫描周期不宜太长，及时地对输出数据进行刷新，同时选择漏电流小的电容；单片式保持器，AD582、LF398。脉冲信号——角位移/直线位移——电信号输出（带动多圈电位器）特点：计算机失电或失效，步进电机可保持在原来的位置上，输出不至于回到零或最大，但通道复杂，速度较慢。模拟量输出通道的一般组成输出保持

DAC

多路开关

V/IDACD/A转换器：数字量信号转换成模拟量信号D/A转换器的原理D/A转换器的性能指标DAC芯片简介D/A转换器的原理D/A转换器有并行和串行两种，在工业控制中，主要使用并行D/A转换器。D/A转换器的原理可以归纳为“按权展开，然后相加”。因此，D/A转换器内部必须要有一个解码网络，以实现按权值分别进行D/A转换。解码网络通常有两种：二进制加权电阻网络和T型电阻网络。现以四位D/A转换器为例加以讨论T型电阻网络的工作原理DACD/A转换器：数字量信号转换成模拟量信号D/A转换器的原理D/A转换器的性能指标DAC芯片简介D/A转换器的性能指标分辨率转换精度转换时间线性误差输出电平输入数据发生1LSB的变化时所对应的输出模拟量的变化。分辨率的高低通常用二进制输入量的位数来表示，例如分辨率是8位、10位、12位等。由于转换器内部电路的误差（如零点失调误差、增益误差、线性度误差、噪声）等原因，当送一个确定的数字量DAC时，它的实际输出值与该数值应产生的理想输出值之间会含有一定的误差。从数字量输入起，到建立稳定的输出电流（模拟量输出达到终值附近误差带内（±1/2LSB对应的输出））所需要的时间，反映转换速度。100～100ns。。DAC的输入数字量都是连续的数值，每两个相邻的数据之间的差值为1。若将这些连续的数据送给DAC，应该输出一个线性变化的模拟电压。但实际的输出并不是理想线性的。通常用偏离理想转换特性的最大偏差与满量程之间的百分数来表示线性误差。一般要求线性误差不大于1/2LSB。。不同型号的D/A转换器件的输出电平相差较大。一般为5V～10V，有的高压输出型的输出电平则高达24V～30V。

DACD/A转换器：数字量信号转换成模拟量信号D/A转换器的原理D/A转换器的性能指标DAC芯片简介DAC芯片简介模拟量输出通道的一般组成输出保持

DAC

多路开关

V/I多路开关如果AO通道中有多个DAC，就不需MUX。如果AO通道只有一个DAC，由于DAC速度非常快，需要MUX来切换将把经CPU处理，且由DAC转换成的模拟量信号按一定顺序输出到不同的控制回路或外部设备，完成一路到多路的转换，送入不同的执行机构。微型计算机I/O接口反多路开关D/A转换器输出保持执行机构输出保持执行机构输出保持执行机构微型计算机I/O接口寄存器D/A转换器执行机构D/A转换器执行机构D/A转换器执行机构寄存器寄存器模拟量输出通道的一般组成输出保持

DAC

多路开关

V/IV/I把DAC的电压信号转换成可远传的电流。要求V/I电路必须具备一个很好的恒流特性（输出电流几乎不受所连接仪表阻抗的影响）。等精密电阻：R1=5K±0.01%R2=2K±0.01% R3=100±0.1%1～5V4～20mA等精密电阻：R1=5K±0.01%R2=2K±0.01% R3=200±0.1%1～5V0～10mADAC0832接口技术主要内容

结构原理

引脚

主要技术参数

工作方式

输出方式

DAC0832和CPU的接口技术

应用示例结构原理结构原理

DAC0832的原理框图及引脚如图2-3所示。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，并加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，并加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。引脚引脚DI0～DI7：数据输入线，其中DI0为最低有效位LSB，DI7为最高有效位MSB。CS：片选信号，输入线，低电平有效。WR1：写信号1，输入线，低电平有效。ILE：输入允许锁存信号，输入线，高电平有效当ILE、CS和WR1同时有效时，8位输入寄存器控制端为高电平“1”，此时寄存器的输出端Q跟随输入端D的电平变化；反之，当控制端端为低电平"0"时，原D端输入数据被锁存于Q端，在此期间D端电平的变化不影响Q端。引脚XFER(TransferControlSignal):传送控制信号，输入线，低电平有效。IOUT1：DAC电流输出端1，一般作为运算放大器差动输入信号之一。IOUT2：DAC电流输出端2，一般作为运算放大器另一个差动输入信号。Rfb：固化在芯片内的反馈电阻连接端，用于连接运算放大器的输出端。VREF：基准电压源端，输入线，10VDC～10VDC。VCC：工作电压源端，输入线，5VDC～

15VDC。引脚

当WR2和XFER同时有效时，8位DAC寄存器端为高电平“1”，此时DAC寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化；反之，当它为低电平“0”时，第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中，以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。一般情况下为了简化接口电路，可以把WR2和XFER直接接地，使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通，只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。特殊情况下可采用双缓冲输入方式，即把两个寄存器都分别接成受控方式。

DAC0832的主要技术指标分辨率 8位电流建立时间 1µS线性度（在整个温度范围内）8、9或10位增益温度系数 0．0002％FS/℃低功耗 20mW单一电源 +5+15VDAC0832工作方式直通方式单缓冲方式双缓冲方式直通工作方式直通工作方式是将、、以及引脚都直接接地，ILE接高电平，DAC芯片不受任何控制，就处于直通状态。8位数字量一旦到达其数字输入端，就立即加到8位DAC，被转换成模拟量。单缓冲工作方式使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式。方法1：WR2、XFER接数字地，DAC寄存器处于直通方式；ILE接高电平，WR1接IOW信号、CS接端口地址译码输出信号。执行OUT指令，选中该端口，CS、WR1有效，启动DAC。方法2：CS、XFER并接端口地址译码输出信号、WR1、WR2接IOW。方法3：与方法2相反。双缓冲工作方式双缓冲工作方式对输入寄存器和DAC寄存器分别进行控制。在程序控制下，把要转换的数据先打入输入寄存器、然后再在某个时刻启动D/A转换。方法：ILE接+5V，WR1、WR2接IOW，CS、XFER分别接不同的端口地址译码信号。MOVDPTR,XXXXH（CS）MOVXDPTR,AL；选中CS端口，WR1、WR2有效，数据写入输入寄存器。MOVDPTR,XXXXH（XFER）MOVXDPTR,AL；选中XFER端口，WR1、WR2有效，数据写入DAC寄存器，启动D/A转换。输出方式

多数D/A转换芯片输出的是弱电流信号，要驱动后面的自动化装置，需在电流输出端外接运算放大器。根据不同控制系统自动化装置需求的不同，输出方式可以分为单极性电压输出、双极性电压输出和电流输出等多种方式。输出方式DAC0832为电流方式输出，可通过外部运算放大器构成电压输出电路实现。单极性电压输出双极性电压输出电流输出单极性电压输出单极性电压：输出电压是正或负的单向信号。实现方法：在电流输出端增加一极电压放大器，其电流输出端Iout1接至运算放大器的反相输入端，所以输出电压Vout与参考电压VREF反相。可使用芯片内部反馈电阻Rfb。转换关系：其中：全零代码对应0V输出；全1代码对应满刻度电压减去一个代码对应的电压值。当Vref=－10V，uout=9.96V；当Vref=－10.04V，uout=10V；双极性电压输出双极性电压输出:指输出电压相对于地具有正负极性的变化。在控制正转、反转等应用场合是十分需要的。实现方法：在单极性输出的基础上，加一级电压放大器A2。运算放大器A2的作用是将运算放大器OA１的单向输出转变为双向输出。Vref为A2提供了一个偏移电流，方向与A1输出电流相反，且选择2R，使得由Vref引入的偏移电流恰好等于A1输出电流的二分之一，这样，A2的输出将在A1输出的基础上偏移1/2。电流输出

因为电流信号易于远距离传送，且不易受干扰，特别是在过程控制系统中，自动化仪表只接收电流信号，所以在微机控制输出通道中常以电流信号来传送信息，这就需要将电压信号再转换成电流信号，完成电流输出方式的电路称为V/I变换电路。电流输出方式一般有两种形式：1．普通运放V/I变换电路2．集成转换器V/I变换电路

普通运放V/I变换电路

（1）0~10mA的输出

+-Vin0~10VAT1T2I0Vf+VsR1R2R3R4R5R6RfRL图2-90~10V/0~10mA的变换电路普通运放V/I变换电路

（1）0~10mA的输出

图2-9为0～10V/0～10mA的变换电路，由运放A和三极管T1、T2组成，R1和R2是输入电阻，Rf是反馈电阻，RL是负载的等效电阻。输入电压Vin经输入电阻进入运算放大器A，放大后进入三极管T1、T2。由于T2射极接有反馈电阻Rf，得到反馈电压Vf加至输入端，形成运放A的差动输入信号。该变换电路由于具有较强的电流反馈，所以有较好的恒流性能。普通运放V/I变换电路

输入电压Vin和输出电流Io之间关系如下：若R3、R4＞＞Rf、RL，可以认为Io全部流经Rf，由此可得:V－＝Vin·R4/（R1＋R4）＋Io·RL·R1/（R1＋R4）V＋＝Io（Rf＋RL）·R2/（R2＋R3）对于运放，有V－≈V＋，则Vin·R4/（R1＋R4）＋Io·RL·R1/（R1＋R4）=Io（Rf＋RL）·R2/（R2＋R3）若取R1=R2，R3=R4，则由上式整理可得Io=Vin·R3/（R1·Rf）可以看出，输出电流Io和输人电压Vin呈线性对应的单值函数关系。R3/（R1·Rf）为一常教，与其他参数无关。若取Vin＝0～10V，R1=R2=100kΩ，R3=R4=20kΩ，Rf＝200Ω，则输出电流Io=0～10mA。普通运放V/I变换电路

（2）4～20mA的输出图2-10为1~5V/4~20mA的变换电路，两个运放A1、A2均接成射极输出形式。+-A1+-A2T2T1T3Vin1~5VR1R2RfRLR3CIfI2I0I1V1V2+Vs图2-101～5V/4～20mA的变换电路V3

在稳定工作时Vin＝V1所以I1=V1/R1=Vin/R1又因为I1≈I2所以Vin/R1=I2=（VS-V2）/R2即V2=VS-Vin·R2/R1在稳定状态下，V2＝V3，If≈Io，故Io≈If=（VS-V3）/Rf=（VS-V2）/Rf将上式代入得Io=（VS-VS+Vin·R2/R1）/Rf=Vin·R2/（R1·Rf）其中R1、R2、Rf均为精密电阻，所以输出电流Io线性比例于输入电压Vin，且与负载无关，接近于恒流。若R1=5kΩ，R2=2kΩ，R3=100Ω，当Vin=1～5V时输出电流Io=4～20mA。2．集成转换器V/I变换电路

图2-11是集成V/I转换器ZF2B20的引脚图，采用单正电源供电，电源电压范围为10～32V，ZF2B20的输入电阻为10KΩ，动态响应时间小于25μS，非线性小于土0.025％。

2．集成转换器V/I变换电路

通过ZF2B20可以产生一个与输入电压成比例的输出电流，其输入电压范围是0～10V，输出电流是4～20mA、0～10mA。它的特点是低漂移，在工作温度为-25～85℃范围内，最大温漂为0.005％/℃。利用ZF2B20实现V/I转换的电路非常简单，图2-12（a）所示电路是一种带初值校准的0～10V到4～20mA的转换电路；图2-12（b）则是一种带满度校准的0～10V到0～10mA的转换电路。DAC0832和CPU接口技术数字量输入端的连接外部控制信号的连接模拟量输出DAC和微处理器接口中需要考虑的问题位数：8位、10位和12位DCA内部结构：DAC内部无锁存器时，必须在CPU与DAC之间设置锁存器或I/O接口；当DAC内部有锁存器时，可直接相连，也可用并行接口或锁存器连接。片选信号I/O端口译码输出写信号IOW启动信号0832不专门提供，但CS和WR信号合成单极性电压、双极性电压、电流。DAC0832和CPU接口技术DAC0832应用示例信号源：DAC0832在单、双缓冲方式下直接与系统总线相连，亦可以将它看作一个输出端口，每向该端口送一个8位数据，其输出端就会有相应的输出电压，通过编写程序，利用DAC产生不同的输出波形，例锯齿波、三角波、方波和正弦波等。DAC0832应用示例例1：设计一硬件电路，编写一个输出锯齿波的程序，周期任意。DAC0832工作于单缓冲方式、双极性电压输出。DAC0832应用示例锯齿波实现方法：正向锯齿波的规律是电压从最小值开始逐渐上升，上升到最大值时刻立刻跳变为最小值，如此反复。反向齿波的规律是电压从最大值开始逐渐下降，下降到最大值时刻立刻跳变为最大值，如此反复。思路：从0开始往0832输出数据，每次加1，直到最大值FFH，然后从0开始下一个周期，循环执行。在0832输出端得到一个正向锯齿波。从0开始往0832输出数据，每次减1，直到最小值00，然后从FF开始下一个周期，循环执行。在0832输出端得到一个反向锯齿波。DAC0832应用示例正向锯齿波程序：反向锯齿波程序：

MOVDX，0278H（CS）MOVDX，0278H（CS）MOVAL，0MOVAL，0NEXT：OUTDX，ALNEXT：OUTDX，AL

INCALDECAL

JMPNEXTJMPNEXT

运行结果分析：产生锯齿波不是平滑的波形，而是有255个小台阶，通过加滤波电路可以得到较平滑的锯齿波输出。问题：软件实现对输出波形周期和幅度的调整。DAC0832应用示例例2：已知DAC0832输出电压范围为0～5V。现希望输出电压为1～4V，周期任意的锯齿波。当输出电压为5V时，输入数字量为最大值255。则：当输出电压为1V时，输入数字量为1×255/5=33H。当输出电压为4V时，输入数字量为4×255/5=CDH。程序清单：MOVDX，0278HNEXT1：MOVAL，33HNEXT2：OUTDX，ALINCALCALLDELAYCMPAL，0CDHJNANEXT2JMPNEXT1DAC0832应用示例工业控制器：DAC常用于调速系统和伺服控制系统中的电机转速控制。例：直流伺服电机的PWM转速控制系统。DAC输出的模拟电压通过功率放大器控制直流伺服电机的转速。速度传感器（如光电编码器等）将检测到的转速通过AI反馈给CPU形成闭环控制系统。DAC1210接口技术DAC1210接口技术DAC1210接口技术DAC1210接口技术上图是12位D/A转换器DAC1210与PC总线的一种接口电路，它是由DAC1210转换芯片、运算放大器以及地址译码电路组成。与8位DAC0832接口电路不同的是，除了数据总线D7~D0与DAC1210高8位DI11～DI4直接相连，D3～D0还要与DAC1210低4位DI3~DI0复用，因而控制电路也略为复杂。图中，CS、WR1和BYTE1/组合，用来依次控制8位输入寄存器（LE1）和4位输入寄存器（LE2）的选通与锁存，XFER和WR2用来控制DAC寄存器（LE3）的选通与锁存，LOW与WR1、WR2连接，用来在执行输出指令时获得低电平有效，译码器的两条输出线Y0、Y2分别连到CS和XFER，一条地址线A0连到BYTE1/BYTE2，从而形成三个口地址：低4位输入寄存器为380H，高8位输入寄存器为381H，12位DAC寄存器为384H。DAC1210接口技术

在软件设计中，为了实现8位数据线D0～D7传送12位被转换数，主机须分两次传送被转换数。首先将被转换数的高8位传给8位输入寄存器DI11～DI4，再将低4位传给4位输入寄存器DI3～DI0，然后再打开DAC寄存器，把12位数据送到12位D/A转换器去转换。当输出指令执行完后，DAC寄存器又自动处于锁存状态以保持数模转换的输出不变。设12位被转换数的高8位存放在DATA单元中,低4位存放在DATA+1单元中。DAC1210接口技术转换程序

DAC：MOVDX，0381HMOVAL，[DATA]OUTDX，AL；送高8位数据DECDXMOVAL，[DATA+1]OUTDX，AL；送低4位数据MOVDX，0384HOUTDX，AL；完成12位数据转换DAC1210接口技术本节小结

本节介绍了模拟量输出通道的结构组成，讨论了其核心部件——D/A转换器的工作原理、功能特性，重点分析了8位D/A转换器DAC0832与12位D/A转换器DAC1210的原理组成及其与PC总线的接口电路，以及适用于现场各种驱动装置的电压、电流与自动/手动控制输出电路。思考题1、画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。2、D/A转换器的性能指标有哪些？3、分析说明由DAC0832组成的单缓冲接口电路的工作过程，编写完成一次D/A转换的接口程序。4、简单说明D/A转换输出电路有几种输出方式。5、简单说明D/A转换有几种工作方式本节要点1.模拟量输入通道的结构组成2.多路开关，前置放大、采样保持等各环节的功能作用3.8位A/D转换器ADC0809的原理组成及其接口电路4.12位A/D转换器AD574的原理组成及其接口电路返回本章首页第二节模拟量输入通道及接口技术返回本章首页第二节模拟量输入通道及接口技术

引言

2.1模拟量输入通道的一般组成

2.2ADC0809接口技术

2.3AD574接口技术

本节小结

思考题引言模拟量输入通道的任务是把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位、重量等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。结构组成如下图所示，来自于工业现场传感器或变送器的多个模拟量信号首先需要进行信号调理，然后经多路模拟开关，分时切换到后级进行前置放大、采样保持和模/数转换，通过接口电路以数字量信号进入主机系统，从而完成对过程参数的巡回检测任务。引言模拟量输入通道的结构组成

显然，该通道的核心是模/数转换器即A/D转换器，通常把模拟量输入通道称为A/D通道或AI通道。模拟量输入通道的一般组成

信号调理电路

多路模拟开关

前置放大器

采样保持器

A/D转换器信号调理电路在控制系统中，对被控量的检测往往采用各种类型的测量变送器，当它们的输出信号为0-10mA或4-20mA的电流信号时，一般是采用电阻分压法把现场传送来的电流信号转换为电压信号，以下是两种变换电路。

1.无源I/V变换

2.有源I/V变换无源I/V变换

无源I/V变换电路是利用无源器件—电阻来实现，加上RC滤波和二极管限幅等保护，如图（a）所示，其中R2为精密电阻。对于0-10mA输入信号，可取R1=100Ω，R2=500Ω，这样当输入电流在0-10mA量程变化时，输出的电压就为0-5V范围；而对于4-20mA输入信号，可取R1=100Ω，R2=250Ω，这样当输入电流为4-20mA时，输出的电压为1-5V。无源I/V变换图电流/电压变换电路有源I/V变换

有源I/V变换是利用有源器件——运算放大器和电阻电容组成，如图（b）所示。利用同相放大电路，把电阻R1上的输入电压变成标准输出电压。该同相放大电路的放大倍数为

若取R1=200Ω，R3=100kΩ，R4=150kΩ，则输入电流I的0～10mA就对应电压输出V的0～5V；若取R1=200Ω，R3=100kΩ，R4=25kΩ，则4～20mA的输入电流对应于1～5V的电压输出。多路模拟开关主要知识点

引言

结构原理

扩展电路引言

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。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。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S0~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=111时，通道S7选通。其真值表如表所示。结构原理图CD4051结构原理图

结构原理表CD4051的真值表

扩展电路

当采样通道多至16路时，可直接选用16路模拟开关的芯片，也可以将2个8路4051并联起来，组成1个单端的16路开关。

例题试用两个CD4051扩展成一个1×16路的模拟开关。

例题分析：图给出了两个CD4051扩展为1×16路模拟开关的电路。数据总线D3~D0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、D1、D0从000变为111，则依次选通S0~S7通道；当D3=1时，经反相器变成低电平，选中下面的多路开关，此时当D2、D1、D0从000变为111，则依次选通S8~S15通道。如此，组成一个16路的模拟开关。扩展电路图多路模拟开关的扩展电路前置放大器主要知识点

引言

测量放大器

可变增益放大器

引言

前置放大器的任务是将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G=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G=－R2/R1。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。引言

图放大电路

测量放大器

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(a)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VIN和VIN分别是两个运放A1、A2的同相输入端，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。测量放大器-+3A2A1A1R2RSR1R2RSR-NIVGRNIV+负载(外接)外接地TUOV(外接)图经典的前置放大器

测量放大器

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

目前这种测量放大器的集成电路芯片有多种，如AD521/522、INA102等。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，如图所示。可变增益放大器3A2A-NIN负载(外接)外接地TUOV16K16K16K16K24816326412825680K26.67K11.43K5.33K2.58K1.27K314Ω630Ω-+1AIV+图可变增益放大器可变增益放大器

把经典前置放大器图中的外接电阻RG换成一组精密的电阻网络，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。采样保持器当某一通道进行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

采样保持器

数据采样定理离散系统或采样数据系统--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--有周期采样、多阶采样和随机采样。应用最多的是周期采样。周期采样--就是以相同的时间间隔进行采样，即把一个连续变化的模拟信号y(t)，按一定的时间间隔T转变为在瞬时0，T，2T，…的一连串脉冲序列信号y*(t)，如图所示。数据采样定理采样器的常用术语：采样器或采样开关--执行采样动作的装置，采样时间或采样宽度τ--采样开关每次闭合的时间采样周期T--采样开关每次通断的时间间隔在实际系统中，《T

，也就是说，可以近似地认为采样信号y*(t)是y(t)在采样开关闭合时的瞬时值。图信号的采样过程数据采样定理

由经验可知，采样频率越高，采样信号y*(t)越接近原信号y(t)，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y*(t)既不失真，又不会因频率太高而浪费时间，我们可依据香农采样定理。香农定理指出：为了使采样信号y*(t)能完全复现原信号y(t)，采样频率f至少要为原信号最高有效频率fmax的2倍，即f2fmax。采样定理给出了y*(t)唯一地复现y(t)所必需的最低采样频率。实际应用中，常取f（5~10）fmax。采样保持器1、零阶采样保持器--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。采样保持器由输入输出缓冲放大器A1、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VIN通过A1对CH快速充电，输出电压VOUT跟随VIN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CH将保持电压VC不变，因而输出电压VOUT=VC也保持恒定。采样保持器图采样保持器采样保持器

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VC在缓慢下降，这是由于保持电容的漏电流所致。保持电压VC的变化率为

式中：ID--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CH值--增大电容CH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CH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510~1000pF。采样保持器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，其内部结构和引脚如图(a)、(b)所示。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“1”，而LF198的则相反。图集成采样保持器

采样保持器

在A/D通道中，采样保持器的采样和保持电平应与后级的A/D转换相配合，该电平信号既可以由其它控制电路产生，也可以由A/D转换器直接提供。总之，保持器在采样期间，不启动A/D转换器，而一旦进入保持期间，则立即启动A/D转换器，从而保证A/D转换时的模拟输入电压恒定，以确保A/D转换精度.A/D转换器

工作原理与性能指标

ADC0809及其接口电路

AD574A芯片及其接口电路

主要知识点工作原理与性能指标

并行比较型A/D转换

串行比较型A/D转换

并串比较型A/D转换

逐位逼近式A/D转换原理

双积分式A/D转换原理

电压/频率式A/D转换原理

过采样Σ-Δ型A/D

流水线型A/D转换

A/D转换器的性能指标

并行比较型A/D转换串行比较型A/D转换串行比较型A/D转换器串-并比较型A/D转换DOUT并-串比较型A/D转换器过采样Σ-Δ型A/DAD7715流水线型A/D逐位逼近式A/D转换原理一个n位A/D转换器是由n位寄存器、n位D/A转换器、运算比较器、控制逻辑电路、输出锁存器等五部分组成。现以4位A/D转换器把模拟量9转换为二进制数1001为例，说明逐位逼近式A/D转换器的工作原理。如图所示。

逐位逼近式A/D转换原理图逐位逼近式A/D转换原理图

逐位逼近式A/D转换原理

当启动信号作用后，时钟信号在控制逻辑作用下，

首先使寄存器的最高位D31，其余为0，此数字量1000经D/A转换器转换成模拟电压即VO

8，送到比较器输入端与被转换的模拟量VIN=9进行比较，控制逻辑根据比较器的输出进行判断。当VIN

VO，则保留D3=1；

再对下一位D2进行比较，同样先使D21，与上一位D3位一起即1100进入D/A转换器，转换为VO

12再进入比较器，与VIN

9比较，因VIN

VO，则使D20；

再下一位D1位也是如此，D11即1010，经D/A转换为VO=10，再与VIN

9比较，因VIN

VO，则使D10；

最后一位D01-即1001经D/A转换为VO

9，再与VIN

9比较，因VIN

VO，保留D01。比较完毕，寄存器中的数字量1001即为模拟量9的转换结果，存在输出锁存器中等待输出。逐位逼近式A/D转换原理

一个n位A/D转换器的模数转换表达式是

式中n——n位A/D转换器；

VR+、VR-

——基准电压源的正、负输入；

VIN——要转换的输入模拟量；

B——转换后的输出数字量。即当基准电压源确定之后，n位A/D转换器的输出数字量B与要转换的输入模拟量VIN呈正比。逐位逼近式A/D转换原理

例题：一个8位A/D转换器，设VR+=5.02V，VR=0V，计算当VIN分别为0V、2.5V、5V时所对应的转换数字量。解：把已知数代入上式：0V、2.5V、5V时所对应的转换数字量分别为00H、80H、FFH。此种A/D转换器的常用品种有普通型8位单路ADC0801～ADC0805、8位8路ADC0808/0809、8位16路ADC0816/0817等，混合集成高速型12位单路AD574A、ADC803等。双积分式A/D转换原理图双积分式A/D转换原理图

双积分式A/D转换原理

双积分式A/D转换原理如图所示，在转换开始信号控制下，开关接通模拟输入端，输入的模拟电压VIN在固定时间T内对积分器上的电容C充电（正向积分），时间一到，控制逻辑将开关切换到与VIN极性相反的基准电源上，此时电容C开始放电（反向积分），同时计数器开始计数。当比较器判定电容C放电完毕时就输出信号，由控制逻辑停止计数器的计数，并发出转换结束信号。这时计数器所记的脉冲个数正比于放电时间。放电时间T1或T2又正比于输入电压VIN，即输入电压大，则放电时间长，计数器的计数值越大。因此，计数器计数值的大小反映了输入电压VIN在固定积分时间T内的平均值。此种A/D转换器的常用品种有输出为3位半BCD码（二进制编码的十进制数）的ICL7107、MC14433、输出为4位半BCD码的ICL7135等。

电压/频率式A/D转换原理电压/频率式转换器--简称V/F转换器，是把模拟电压信号转换成频率信号的器件。V/F转换的方法--实现V/F转换的方法很多，现以常见的电荷平衡V/F转换法说明其转换原理，如图（a）、（b）所示。电压/频率式A/D转换原理(a)电路原理图

图电荷平衡式V/F转换原理电压/频率式A/D转换原理

A1是积分输入放大器，A2为零电压比较器，恒流源IR和开关S构成A1的反充电回路，开关S由单稳态定时器触发控制。当积分放大器A1的输出电压VO下降到零伏时，零电压比较器A2输出跳变，则触发单稳态定时器，即产生暂态时间为T1的定时脉冲，并使开关S闭合；同时又使晶体管T截止，频率输出端VfO输出高电平。电压/频率式A/D转换原理

在开关S闭合期间，恒流源IR被接入积分器的㈠输入端。由于电路是按IR＞Vimax/Ri设计的，故此时电容C被反向充电，充电电流为IR-Vi/Ri，则积分器A1输出电压VO从零伏起线性上升。当定时T1时间结束，定时器恢复稳态，使开关S断开，反向充电停止，同时使晶体管T导通，VfO端输出低电平。电压/频率式A/D转换原理开关S断开后，正输入电压Vi开始对电容C正向充电，其充电电流为Vi/Ri，则积分器A1输出电压VO开始线性下降。当VO=0时，比较器A2输出再次跳变，又使单稳态定时器产生T1时间的定时脉冲而控制开关S再次闭合，A1再次反向充电，同时VfO端又输出高电平。如此反复下去，就会在积分器A1输出端VO、单稳态定时器脉冲输出端和频率输出端VfO端产生如图（b）所示的波形，其波形的周期为T。电压/频率式A/D转换原理

根据反向充电电荷量和正向充电电荷量相等的电荷平衡原理，可得

整理得

则VfO端输出的电压频率为电压/频率式A/D转换原理这个fO就是由Vi转换而来的输出频率，两者成线性比例关系。由上式可见，要精确地实现V/F变换，要求IR、Ri和T1应准确稳定。积分电容C虽没有出现在上式中，但它的漏电流将会影响到充电电流Vi/Ri，从而影响转换精度。为此应选择漏电流小的电容。此种V/F转换器的常用品种有VFC32、LM131/LM231/LM331、AD650、AD651等。各类ADC转换器的优缺点比较逐次逼近式转换器的特点：a.逐次逼近式转换器采用比较的方法实现A/D转换，类似于对分搜索的方法，对于一个N为的ADC只需比较N次，因而转换速度快，转换时间为几微秒～几十微秒。故这种类型ADC多用于高速数据采集装置。b.转换时间与输入模拟电压的大小无关，只取决于转换器的位数N。c.主要缺点是抗干扰能力差。各类ADC转换器的优缺点比较双斜率积分式A/D转换器的特点：a.转换精度高。由于两次积分使用一个积分器，又使用同一个时钟频率，精度高。b.抗干扰能力强。转换过程本质上是积分过程，所以是平均值的转换，因此对叠加在信号上的交流干扰有较强的抑制能力，若干扰波形对称，则抑制能力更强。特别是对工频干扰，若取连续两次采样时间T与干扰信号周期成整数倍，如20ms、40ms等，则抑制能力特强，理论上具有无穷大的抗工频干扰能力。c.转换速度慢。积分过程是较慢过程，因此，不能获得像逐次逼近式那样高的速度，而且为了提高对工频干扰的抑制能力，还需使定时积分时间T至少为20ms，故通常用于ms级的低速数据采集装置。各类ADC转换器的优缺点比较VFC转换器的特点：a.VFC在给定的采样时间T对V/F转换器的输出脉冲计数，得到的值是模拟输入电压在T时间内的累计值或平均值，而不是瞬时值。因而，可以有效地抑制信号中的随机干扰。b.V/F转换器输出的串行脉冲可以很方便地实现信号的隔离和远传。c.适用于高噪声、高共模电压、远距离的检测系统。d.价格较低廉。e.主要缺点是转换速度较低。各类ADC转换器的优缺点比较小结逐次逼近转换兼顾转换速度和转换精度。双斜率积分式转换器的转换精度高、转换速度慢、抗干扰能力强。V/F变换型A/D转换器输出的串行脉冲，可实现信号的隔离和远传、抗干扰能力强、转换速度较低。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n，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

A/D转换器的性能指标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)）来表示，1LSB=1／2n。（2）转换精度

A/D转换器的性能指标（2）转换精度

例如，对于一个8位0～5V的A/D转换器，如果其相对误差为±1LSB，则其绝对误差为±19.5mV，相对百分误差为0.39％。一般来说，位数n越大，其相对误差（或绝对误差）越小。A/D转换器的性能指标（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。ADC0809接口技术主要知识点

1、ADC0809芯片介绍

2．ADC0809接口电路ADC0809芯片介绍1、ADC0809芯片介绍8位逐次逼近式A/D转换器分辨率为1/28≈0.39%模拟电压转换范围是0-+5V标准转换时间为100s采用28脚双立直插式封装ADC0809芯片介绍图ADC0809内部结构及引脚ADC0809芯片介绍各引脚功能如下：

IN0～IN7：8路模拟量输入端。允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器。ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。上升沿时锁存3位通道选择信号。A、B、C：3位地址线即模拟量通道选择线。ALE为高电平时，地址译码与对应通道选择见表。START：启动A/D转换信号，输入，高电平有效。上升沿时将转换器内部清零，下降沿时启动A/D转换。EOC：转换结束信号，输出，高电平有效。OE：输出允许信号，输入，高电平有效。该信号用来打开三态输出缓冲器，将A/D转换得到的8位数字量送到数据总线上。D0～D7：8位数字量输出。D0为最低位，D7为最高位。由于有三态输出锁存，可与主机数据总线直接相连。ADC0809芯片介绍CLOCK：外部时钟脉冲输入端。当脉冲频率为640kHz时，A/D转换时间为100s。VR+，VR-：基准电压源正、负端。取决于被转换的模拟电压范围，通常VR+=5VDC，VR-=0VDC。Vcc：工作电源，5VDC。GND：电源地。ADC0809芯片介绍CBA选中通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ADC0809芯片介绍ADC0809内部转换时序ADC0809芯片介绍

其转换过程表述如下：首先ALE的上升沿将地址代码锁存、译码后选通模拟开关中的某一路，使该路模拟量进入到A/D转换器中。同时START的上升沿将转换器内部清零，下降沿起动A/D转换，即在时钟的作用下，逐位逼近过程开始，转换结束信号EOC即变为低电平。当转换结束后，EOC恢复高电平，此时，如果对输出允许OE输入一高电平命令，则可读出数据。ADC0809芯片介绍工作过程：①选择当前转换的通道，即将通道号编码送到C、B、A引脚上；②在START和ALE引脚上加一个正脉冲，将通道选择码锁存并启动A/D。可以通过执行OUT指令产生负脉冲，经反相后形成正脉冲，也可由定时电路或可编程定时器提供启动脉冲；③转换开始后，EOC变低，经过64个时钟周期后，转换结束，EOC变高；④转换结束后，可通过IN指令，设法在OE引脚上形成一个高电平脉冲，打开输出缓冲器的三态门，让转换后的数字量出现在数据总线上，并被读入累加器中。ADC0809接口电路(连接技术)

①模拟输入信号的连接②数字量输出信号的连接

③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果

ADC0809接口电路(连接技术)

①模拟输入信号的连接②数字量输出信号的连接

③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果

ADC0809接口电路(连接技术)①模拟输入信号的连接单极性、双极性；单端输入、双端输入（对每一路信号进行双端采样，提高通道的抗共模干扰能力）；单通道、多通道（多路开关）ADC0809接口电路(连接技术)①模拟信号输入的连接②数字量输出信号的连接③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果ADC0809接口电路(连接技术)②数字量输出信号的连接:ADC数字输出引脚与CPU的连接方式与其内部结构有关。对于内部未含有输出缓冲器的ADC来说，一般通过锁存器或I/O接口与CPU相连。当ADC内部含有数据输出缓冲器时，可直接与CPU相连。例ADC0809考虑到驱动和隔离的因素，通常总是用一个输入接口与系统相连。ADC0809接口电路(连接技术)①模拟输入信号的连接②数字量输出信号的连接

③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果ADC0809接口电路(连接技术)

③ADC的启动方式任何一个ADC在开始转换前，都必须增加一个启动信号，才能开始工作。芯片不同，要求的启动方式也不同。脉冲启动型芯片：在启动转换输入引脚加一个启动脉冲即可。如ADC0809、ADC80、AD574A等。ADC0809接口电路(连接技术)实现方法：用WR信号及地址译码器的输出经过一定的逻辑电路进行控制，或通过I/O接口人为产生一个正脉冲。实现的指令：OUTADC0809接口电路(连接技术)电平启动型芯片：在ADC的启动引脚上加上要求的电平。一旦电平加上之后，A/D转换即可开始，而且在转换过程中，必须保持这一电平，否则将停止转换。例AD570、571、572等。实现方法：CPU控制必须通过锁存器保持一段时间。不同的ADC，要求启动信号的电平不一样，有的要求高电平启动，例ADC0809、ADC80、AD574，有的要求低电平启动，例ADC0801、0802、AD670等。ADC0809接口电路(连接技术)ADC0809采用脉冲启动方式，通常将START和ALE连接在一起作为一个端口看待。用一个正脉冲来完成通道地址锁存和启动转换两项工作。初始状态下使该端口为低电平。当通道地址信号输出后，CPU往端口送出一个正脉冲，其上升沿锁存地址，下降沿启动转换。ADC0809接口电路(连接技术)①模拟输入信号的连接②数据量输出信号的连接

③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果ADC0809接口电路(连接技术)④状态的检测：即如何判断A/D转换已经结束。ADC转换结束后，ADC芯片内部的转换结束触发器置位，同时输出一个转换结束标志信号，通知CPU，ADC转换已经完成，可以进行读数。CPU检查判断A/D转换结束的方法有三种：软件延时：CPU启动A/D转换后，根据芯片完成转换所需要的时间，调用一段软件延时程序（延时时间≥A/D转换时间），延时时间到，A/D转换已经完成，就可以读出结果数据。特点是：可靠性比较高，不增加硬件接线；占用CPU机时较多，实时性差一些。ADC0809接口电路(连接技术)④状态的检测：即如何判断A/D转换已经结束。查询方式：转换过程中，CPU通过程序不断地读取EOC的状态，在读到其状态为1时，即表示A/D转换已经结束。方法：EOC通过三态门送到CPU的数据总线或I/O接口的某一位上。CPU向ADC发出启动信号后，便开始查询A/D转换是否结束，一旦查询到A/D转换结束，则读出结果数据。特点是：程序设计比较简单，实时性比较强。使用起来比较方便。ADC0809接口电路(连接技术)④状态的检测：即如何判断A/D转换已经结束。中断方式：将ADC转换结束信号接到8259A的中断请求端。当EOC端由低电平变为高电平时，即产生中断请求。CPU收到该中断请求信号后，在中断服务程序中，读取A/D转换结果。特点：A/D转换需要一定的时间，A/D转换与CPU同时并行工作，实时性强。ADC0809接口电路(连接技术)①模拟输入信号的连接②数据量输出信号的连接

③ADC的启动方式④状态的检测⑤读取A/D转换结果：选通OE即可ADC0809接口电路(连接技术)⑥时钟信号的输入：CLK频率决定芯片转换速度的基准。整个A/D转换过程都是在时钟作用下完成的。外部时钟提供：用单独的振荡器；系统时钟经分频后，送到ADC的CLK。内部时钟提供：ADC内部设有时钟振荡器提供时钟信号，不需要任何附加电路。ADC0809接口电路(连接技术)⑦参考电源提供：参考电源供给其内部DAC的标准电源，它直接关系到A/D转换的精度。对该电源的要求比较高，一般要求由稳压电压供给。内电源：常在ADC内部设置稳压电压供给外电源：由外加电源给Vref供电。ADC0809接口电路(连接技术)参考电源引脚的连接，根据模拟量输入信号极性的不同而异单极性：Vref（+）接参考电源正端、Vref（-）接模拟地双极性：Vref（+）、Vref（-）分别接参考电源的正、负极性端。ADC0809接口电路(连接技术)⑧接地问题：模拟地、数字地重点掌握三方面的内容：如何启动A/D转换？如何判断A/D转换结束？如何读取A/D转换结果？ADC0809接口电路应用示例

A/D转换器的接口电路主要是解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号的，即主机如何启动A/D转换，如何判断A/D完成一次模数转换，如何读入并存放转换结果的。下面仅介绍两种典型的接口电路。

（1）查询方式读A/D转换数

（2）定时方式读A/D转换数

查询方式读取A/D转换结果图为采用程序查询方式的8路8位A/D转换接口电路，由PC总线、ADC0809以及138译码器、74LS02非与门（即或非门）与74LS126三态缓冲器组成。图中，启动转换的板址PA=01000000，每一路的口址分别为000-111，故8路转换地址为40H-47H。查询方式读取A/D转换结果图查询方式读A/D转换数查询方式读取A/D转换结果接口程序如下：

MOVBX，BUFF；置采样数据区首址MOVCX，08H；８路输入START：OUTPA，AL；启动A/D转换REOC：INAL，PB；读EOCRCRAL，01；判断EOCJNCREOC；若EOC=0，继续查询INAL，PA；若EOC=1，读A/D转换数MOV[BX]，AL；存A/D转换数INCBX；存A/D转换数地址加1INCPA；接口地址加1LOOPSTART；循环查询方式读取A/D转换结果接口程序如下：

MOVBX，BUFF；置采样数据区首址MOVCX，08H；８路输入START：OUTPA，AL；启动A/D转换REOC：INAL，PB；读EOCRCRAL，01；判断EOCJNCREOC；若EOC=0，继续查询INAL，PA；若EOC=1，读A/D转换数MOV[BX]，AL；存A/D转换数INCBX；存A/D转换数地址加1INCPA；接口地址加1LOOPSTART；循环查询方式读取A/D转换结果现说明启动转换过程：

首先主机执行一条启动转换第1路的输出指令，即是把AL中的数据送到地址为PA的接口电路中，此时AL中的内容无关紧要，而地址PA=40H使138译码器的输出一个低电平，连同OUT输出指令造成的低电平，从而使非与门02（3）产生脉冲信号到引脚ALE和START，ALE的上升沿将通道地址代码000锁存并进行译码，选通模拟开关中的第一路VIN0，使该路模拟量进入到A/D转换器中；同时START的上升沿将ADC0809中的逐位逼近寄存器SAR清零,下降沿启动A/D转换，即在时钟的作用下，逐位逼近的模数转换过程开始。查询方式读取A/D转换结果接着，主机查询转换结束信号EOC的状态，通过执行输入指令，即是把地址为PB的转换接口电路的数据读入AL中，此时地址PB=01001000（48H），使138译码器的输出一个低电平，连同IN输入指令造成的低电平，从而使非与门02（1）产生脉冲信号并选通126三态缓冲器，使EOC电平状态出现在数据线D0上。然后将读入的8位数据进行带进位循环右移，以判断EOC的电平状态。如果EOC为“0”，表示A/D转换正在进行，程序再跳回REOC，反复查询；当EOC为“1”，表示A/D转换结束查询方式读取A/D转换结果然后，主机便执行一条输入指令，把接口地址为PA的转换数据读入AL中，即是输出一个低电平，连同IN输入指令造成的低电平，从而使非与门02（2）产生脉冲信号，即产生输出允许信号到OE，使ADC0809内部的三态输出锁存器释放转换数据到数据线上，并被读入到AL中。接下来，把A/D转换数据存入寄存器BX所指的数据区首地址0000H中，数据区地址加1，为第2路A/D转换数据的存放作准备；接口地址加1，准备接通第2路模拟量信号；计数器减1，不为0则返回到START，继续进行下一路的A/D转换。如此循环，直至完成8路A/D转换。定时方式读取A/D转换结果定时方式读