医学信号数据采集系统设计分析PPT课件

1、-,1,第二章医学信号数据采集系统设计,-,2,一、概述：数据采集系统是医学信号数字化的基础,人体的各种物理量，如生物电位、心音、体温、血压、血流、肌电、脑电等，采用各种传感器将其变成电信号。经由诸如放大、滤波、干扰抑制、多路转换等信号检测及预处理电路，将模拟量的电压或电流送模/数转换器（A/D），变成适合于微处理机使用的数字量供系统处理。微处理器处理后的数据往往又需要使用数/模转换器（D/A）及适应的接口将其变换成模拟量送出。,-,3,医学信号数据采集系统组成,数据采集系统(图1)由多路开关、采样/保持器、放大器、A/D转换器、计算机等组成。数据采集要经过采样、量化和编码三个步骤。采样过程由

2、多路开关、采样/保持器完成(如信号变化很慢，也可以不用采样/保持器)。多路开关将各路信号轮流切换到输入端。A/D转换器将采样信号量化，将转换成的数字量输入到计算机中。,-,4,传感器,传感器,传感器,多路开关,放大器,计算机,A/D转换器,采样/保持器,图1数据采集系统组成,-,5,二、模拟量输入通道,2.1、概述A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，这个模拟量泛指电压、电流、时间等参量,但通常情况下，模拟量是指电压参量。在A/D转换的过程中通常要完成采样、量化和编码三个步骤。,-,6,2.2采样与保持,待采样的模拟信号是连续的，可看成无限多个瞬时值组成。A/D转换是在连续变化的模拟量上按

3、周期取样的规律取出某一些瞬时值来代表这个模拟量，这个过程就是采样。采样是通过采样保持电路实现的，采样器（电子模拟开关）在控制脉冲s(t)的控制下，周期性地把随时间连续变化的模拟信号f(t)转变为时间上的离散的模拟信号fs(t)。,-,7,t,t,f(t),f(t),fs（t),S（t),S（t),采样器输入输出波形,t,fs（t),-,8,采样保持器S/H的作用（SampleandHoldAmplifier）,在A/D转换过程中，必需保持输入信号不变，才能得到正确的转换结果。当要同时采集多个传感器信号时，需一种电路将各传感器同一时刻的信号保持住，然后通过共用A/D转换器进行转换并送入内存，这种

4、电路就是采样保持器。又简称S/H。,-,9,组成：采样保持器由输入放大器N1，模拟开关S，保持电容C，输出放大器N2等组成。如下图所示：,采样保持器的组成及工作原理,-,10,采样期：当控制信号使模拟开关S闭合时，输入信号ui经输入放大器与保持电容相连，输出电压uo可随输入信号ui变化，电容上的电压与输入电压相同。保持期：当控制信号使模拟开关断开时，电容只与放大器N2高阻输入端相连，这可以保持模拟开关断开前瞬间的输入信号Vi的值不变，输出放大器因此也可在相当长时间保持一个恒定输出值不变，直至模拟开关再次闭合。,采样保持器的工作原理,-,11,由下图可知,采样脉冲的频率(=1/T)越高,采样越密

5、,采样值越多,采样信号的包络线越接近输入信号的波形.,-,12,虽然理论上采样频率越大越好,但也不能无限制的提高采样频率,因为每个采样值转换为数字量都需要一定时间,采样频率越高,转换速度相应也要求越快。对于正弦信号，假设输入信号的最高频率为,则根据采样定理知:当采样频率2时,采样信号可正确反映输入信号。,关于采样定理,-,13,如何知道输入信号f(t)的频率，特别是它的最高频率fm？,信号“最高频率”指的是输入信号经频谱分析后得到的有效分量的最高频率。“恢复”指的是样品序列fS(t)通过截止频率为fm的理想低通滤波器后，能得到的原始信号f(t)。在应用中，一般取采样频率fS为最高频率fm的48

6、倍。简单模拟信号的频谱范围是已知的，如声音为20Hz20000Hz。复杂信号已知数学模型可用傅立叶变换算出，对于真实信号可用频谱分析仪测得，也可用试验的方法选取最合适的fS，或根据最小时间周期确定。,-,14,LF198，LF298，LF398是单片采样保持器芯片，其内部结构和外部引脚如下图所示：,常用采样保持器芯片,(1)LF198，LF298，LF398,外部引脚,内部原理,8,-,15,1)3为模拟量输入端；2)5为模拟量输出端；3)7，8分别为逻辑信号和逻辑参考电平端:(8为加高电平则采样，加低电平则保持)；4)6为保持电容连接端，用以外接保持电容；5)2为调零端；6)1，4为电源，范

7、围为5V-18V。,8,-,16,(2)LF198，LF298，LF398主要性能:1)LF198，LF298，LF398具有采样速度高，保持电压下降速度慢，以及精度高等特点.2)其采样时间小于6s时精度可达到0.01%，3)在保持电容为1F时，下降速率为5mV/min，4)作单位增益跟随器工作时，直流增益精度为0.002%，5)输入阻抗为1010，与高阻抗信号相连也不会影响精度。,-,17,(3)典型应用如下图所示：,（8）引脚应与微机的I/O接口连接，微机通过并行口控制,使采样保持器8引脚高则采样，低则保持。达到控制采样保持器的目的。(7)引脚接地,(6)引脚接保持电容.(1,4)引脚为电

8、源,(3)引脚接输入信号,(5)引脚接输出信号.,-,18,如下图所示为例：,采样保持器与微机的接口,多路开关,A/D转换器,采样保持器,8位输入的模拟量信号从多路开关AD7501输入,在微机的控制下,选择一路从OUT端进入采样保持器LF398的IN端,-,19,采样保持电容的选择,根据实际需要经过综合就可选择电容量，一般在1000PF1F之间。保持电容是采样保持电路中的一个重要误差来源，选择时应注意。,-,20,采样保持的主要性能指标捕捉时间()：从发出采样指令的时刻起，直到输出信号稳定地跟踪上输入信号为止，所需的时间定义为捕捉时间,-,21,2)关断时间(sT)：从发出保持指令地时刻起，直

9、到输出信号稳定下来为止，所需的时间定义为关断时间。,-,22,捕捉时间长，电路的跟踪特性差关断时间长，电路的保持特性不好它们限制了电路的工作速度,采样保持的主要性能指标,-,23,2.3量化,所谓量化，就是以一定的量化单位把数值上连续的模拟量转变为数值上离散的阶跃量的过程。,-,24,1/2,X(t),5q,4q,3q,2q,q,0,Y(t),1,2,3,4,5,X(t),Y(t),量化装置,（a）,+q/2,q/2,X(t),（b）,（c）,量化过程舍入误差为量化误差。以=x(t)-y(t)表示量化误差，量化误差有正有负（图2-3(c)）,最大为q/2，平均误差为0。最大误差随量化单位而改变

10、，q愈小也愈小。,量化单位用q表示，对于模拟量小于一个q的部分，可以用舍掉的方法使之整量化，通常为了减少误差采用“四舍五入”的方法使之整量化。这种量化方法的输入输出特性如图所示，图中虚线表示量化单位为0时的特性，实线表示实际特性。,-,25,2.4编码,编码是对量化数据的表述形式，往往涉及到A/D转换的具体应用。一般用二进制数码表示。若考虑为双极性信号，可采用补码方式；若强化二进制数据的可靠性，可采用格雷码。,-,26,2.5A/D转换器的技术指标,1分辨率A/D转换器的分辨率指转换器能分辨最小模拟量的量化信号的能力。A/D转换器的分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上以输出二进制数或BC

11、D码数的位数来表示。如ADC0809的分辨率为8位，即表示该转换器可以用28（256）个二进制数对输入模拟量进行量化，其分辨率为1LSB（最低有效位值），若最大允许输入电压为10V，则可计算出它能分辨输入模拟电压的最小变化量1LSB=10256=39.06mV。,-,27,2.转换精度,转换精度反映实际A/D转换器与理想A/D转换器量化值上的差。用绝对或相对误差来表示（1）绝对精度指的是在A/D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。（2）相对精度指的是A/D满度值校准以后，任一数字输出所对应的实际模拟输入值与理论值之差与满度值之比。,-,28,3转换速率,

12、转换速率是指A/D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。这个指标也可以表述为转换时间，即A/D转换从启动到结束所需的时间，两者互为倒数。例如，某A/D转换器的转换速率为500KHz，则其转换时间是200s。,-,29,4.满刻度范围,满刻度范围是指A/D所允许输入电压范围。如（05）V，（010）V，（-5+5）V等。满刻度只是个名义值，实际的A/D转换器的最大输入值总比满刻度小1/2n（n为转换器的位数）。这是因为0值也是2n个转换器状态中的一个。例如12位的A/D转换器，其满刻度值为111111111111（b）,如果对应010V输入，实际允许的最大输入电压值为:10-10*1/212=9.

13、9976（V）,-,30,2.6A/D转换器,常用的有逐次逼近式、积分式、并行式等三类。逐次逼近式A/D转换器的转换时间与转换精度比较适中，转换时间一般在1100s之间，转换精度一般在0.1%（812位）上下，适用于一般场合。积分式A/D转换器速度较慢，其转换时间一般在ms级。适用于要求精度高，但转换速度较慢的仪器中使用。并行式又称闪烁式，采用并行比较，因而转换速率可以达到很高，其转换时间可达ns级，可用于医学图象处理等转换速度较快的仪器中。,-,31,2.6.1逐次逼近式ADC,N位的逐次逼近式A/D转换器，由N位寄存器、N位D/A转换器、比较器、逻辑控制电路、输出缓冲器等五部分组成。,-,

14、32,逻辑控制,N位存储器,输出缓冲器,D/A转换器,-+,比较器,时钟,启动,EOC,OE,Ux,Uo,UR,DoDN-1,-,33,逐次逼近式ADC,工作原理：启动信号作用后，时钟信号先通过逻辑控制电路使N位寄存器的最高位DN-1为1，以下各位为0，这个二进制代码经D/A转换器转换成电压U0（此时为全量程电压的一半）送到比较器与输入模拟电压UX比较。若UXU0，则保留这一位；若UX1,1,1,1,+5,IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7,ALEP0,INTRDP2.0WR,AB07,ABCD0,EOCOEALESTART,VCCR+R-,.,ADC0809与单片机8031接口

15、电路,-,45,A/D转换常用的软件控制方式,常用的控制方式主要有：程序查询方式、延时等待方式和中断方式。1程序查询方式微处理器向A/D转换器发出启动信号后，读入转换结束信号，查询转换是否结束；若转换结束，可以读入数据；否则再继续查询，直至转换结束再读入数据。这种方法消耗许多时间，因而效率低，但比较简单，可靠性高。实际应用还是比较普遍的。,-,46,A/D转换常用的软件控制方式,2延时等待方式启动A/D后，根据A/D转换所需的时间（如ADC0809为100s）软件延时等待，延时结束，读入数据。这种方法可靠性高，不占查询端口。3中断方式在中断方式中，微处理器启动A/D转换后可转去处理其他事情，A

16、/D转换结束便向微处理器发出中断申请信号，微处理器响应中断后再来读入数据。微处理器与A/D转换器并行工作，提高了工作效率。,-,47,ADC0809与单片机8031接口实例,以下结合图2-7所示的ADC0809与单片机8031接口电路，给出查询、延时和中断这三种方式下的转换程序。转换程序的功能是将由IN0端输入的05V模拟信号转换为对应的数字量00HFFH，然后再存入8031内部RAM的30H单元中。,-,48,a.查询方式,MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#00H;赋通道0地址MOVXDPTR,A;启动IN0转换MOVR2,#20HDLY:DJNZR2,DLY;延时,等待EOC变低W

17、AIT:JBP3.3,WAIT;查询,等待EOC变高MOVXA,DPTRMOV30H,A;结果存30H,-,49,b.延时等待方式,MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#00H;赋通道0地址MOVXDPTR,A;启动IN0转换MOVR2,#40HWAIT:DJNZR2,WAIT;延时约120uSMOVXA,DPTRMOV30H,A;结果存30H,-,50,c.中断方式,主程序：MAIN:SETBIT1；选INT1为边沿触发SETBEX1；允许INT1中断SETBEA；打开中断MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#00HMOVXDPTR,A；启动A/D转换；执行其他任务,-,51,中断服

18、务程序INT1:PUSHDPL；保护现场PUSHDPHPUSHAMOVDPTR,#0FEFFHMOVXA,DPTR；读转换结果MOV30H,A；结果存30HMOVA,#00HMOVXDPTR,A；启动下一次转换POPAPOPDPHPOPDPL；返回现场RETI；返回,-,52,2、AD574芯片及其接口（扩展）,AD574是12位快速逐次逼近型A/D转换器，其最快转换时间为25s，转换误差为1LSB。AD574具有下述几个基本特点：片内含有电压基准和时钟电路等，因而外围电路较少；数字量输出具有三态缓冲器，因而可直接与微处理器接口；模拟量输入有单极性和双极性两种方式，接成单极性方式时，输入电压范

19、围为010V或020V，接成双极性方式时，输入电压范围为-5V5V,-10V10V。,-,53,图2-8AD574原理与引脚图,-,54,AD574原理与主要引脚信号定义,CS：片选信号，低电平有效。CE：片使能信号，高电平有效。R/C：读/启动信号，高时读A/D转换结果，低时启动A/D转换。12/8：输出数据长度控制信号，高为12位，低为8位。STS：工作状态信号，高为正在转换，低为转换结束。,-,55,A0：有两种含义：当R/C为低时，A0为高，启动8位A/D转换；A0为低，启动12位A/D转换。当R/C为高时，A0为高，输出低4位数据；A0为低，输出高8位数据上述5个信号的组合所对应的A

20、/D转换器的状态见表2-2所示。,AD574原理与主要引脚信号定义,-,56,表2-2AD574的操作,-,57,AD574原理与主要引脚信号定义,REFIN：基准输出线。（满刻度调整）BIPOFF：单极性补偿。（零点调整）DB11DB0：12位数据线。10VIN，20VIN：模拟量输入端。,-,58,AD574与8031单片机的接口电路,根据AD574各引脚的功能，8031单片机与AD574的接口电路可按如图2-9所示电路来安排。由于8031的高8位地址P2.0P2.7没有使用，故可采用寄存器间接寻址方式。其中启动A/D的地址为1FH；读出低4位数地址为7FH；读出高8位数地址为3FH。,-

21、,59,图2-9AD574与8031单片机的接口电路,-,60,AD574与8031单片机的接口电路,图中STS可有三种接法以对应三种控制方式：(1)如STS空着，单片机只能采取延时等待方式，在启动转换后，延时25s以上时间，再读入A/D转换结果；(2)如STS接单片机一条端口线，单片机就可以用查询的方法等待STS为低后再读入A/D转换结果；(3)如STS接单片机外部中断线，就可以在引起单片机中断后，再读入A/D转换结果。,-,61,采用延时等待方式的控制程序清单：MOVR0，#1FH；启动MOVXR0，AMOVR7，#10H；延时DJNZR7，$MOVR1，#7FH；读低4位MOVXA，R1

22、MOVR2，A；存低4位MOVR1，#3FH；读高8位MOVXA，R1MOVR3，A；存高8位SJMP$,-,62,单极性模拟输入方式接线的调整,单极性模入方式(图2-9)中，10VIN输入电压范围为0V10V，1LSB对应的模拟电压为2.44mV；20VIN输入电压范围为0V20V，1LSB对应的模拟电压为4.88mV。R1用于零点调整，R2用于满刻度校准。方法为：如输入电压接10VIN端，调整R1，使输入模拟电压为1.22mV（即12LSB）时，输出数字量从000000000000变到000000000001；调整R2，使得输入电压为9.9963V时，数字量从111111111110变到1

23、11111111111。,-,63,双极性模拟输入方式的调整,对于双极性模入方式，把REFIN，REFOUT，和BIPOFF三个引脚的接线按图2-10重新安排，双极性模入方式零点与满刻度校准方法与单极性方式近似。需要注意的是，输入模拟量与输出数字量之间的对应关系为：10VIN端输入时：5V0V5V对应000H800HFFFH20VIN端输入时：10V0V10V对应000H800HFFFH,-,64,图2-10AD574双极性模拟输入接线方式,-,65,2.6.2积分式ADC,大多用于低速、廉价的积分型AD转换器中，几乎无一例外地采用了十进制编码方式，每次输出一位并行十进制编码，整个转换结果分若

24、干次输出。这种低速、廉价但高精度、强抗干扰的集成A/D转换器以其优良的性能价格比被广泛应用于低速测量领域。,-,66,1双斜积分式ADC电路结构,A1,溢出脉冲,-,67,双斜积分型ADC,双斜积分型ADC转换原理示意图：,-,68,3）比较阶段：计数器复零时溢出脉冲送入控制逻辑，使S1接通正基准电压Vref后从零开始正向计数，积分器进行反向积分，输出Vo线性下降，当Vo过零时，闸门关闭，计数器停止计数，假设计数器计到N2。,1）准备阶段：开关S1接地，积分器清零Vo=0;,2）取样阶段：控制逻辑使开关S1接通-Vx(设-Vx为负)，积分器充电，Vo过零时打开闸门，计数器开始从预置N1减法计数

25、，计到零时，计数器溢出脉冲送控制逻辑结束该过程。,2、双斜积分式ADC转换原理,-,69,3、双斜积分式特点,-参考电压Vref的精度和稳定性对A/D转换结果有影响，一般需采用精密基准电压源；-积分器的R、C元件对A/D转换结果不会产生影响（单斜积分型ADC有影响），因而对元件参数的精度和稳定性要求不高;-对时钟的精度要求不高；-转换速度较低，常用于高精度慢速测量的场合;-分辨力受比较器的分辨力和带宽限制（改进型的三斜积分型ADC）。抗干扰。,-,70,1三位半双积分ADCMC14433,MC14433是具备零漂补偿和采用CMOS工艺制造的3位单片双积分A/D转换器，最大输出数码1999，具有

26、功耗低、输入阻抗高和自动调零、自动极性转换功能。其转换精度为1LSB，输入电阻大于100M,对应时钟频率范围为50150kHz，转换速度为每秒310次。内部结构框图及管脚功能如图2-15所示:,-,71,图2-15MC14433ADC结构框图及管脚功能,-,72,MC14433采用土5V供电电源，只需一个正基准电压VR，其与输入电压Vi成下列比例关系：输出读数=1999（2-1）当满量程时Vi=VR。Vi输入有2V和200mV两个量程挡。当满度电压为1999V时，VR取2000V；当满度电压为1999mV时，VR取2000mV。当然，也可根据需要在200mV2V之间任意选择VR的值，此时，读数

27、的一个LSB所对应的输入电压则需通过式2-1求得。,-,73,MC14433输出时序,MC14433由内部电路自动控制转换,无需外加启动信号，输出数据通过Q3Q1输出端，逐位输出BCD码，并不断重复。并通过DS1DS4指明现行输出BCD码是十进制位中的哪一位。A/D转换结束，在EOC端输出一正脉冲，宽度为一个时钟周期。输出数据更新需通过DV端的正跳变信号实现，通常将EOC与其短接。其整个输出时序如图2-16所示。在千位输出时，携带输出极性及超量程信息，如表2-4所示,-,74,图2-16MC14433输出时序,-,75,MC14433千位编码定义,表2-4MC14433千位编码定义,-,76,

28、MC14433ADC与803151接口,MC14433输出不具有三态缓冲，故必须通过接口方可挂接于微机总线。对于803151单片机而言，最简接的方法是直接与其I/O端口相连。因MC14433为低速ADC，所以宜采用中断方式接口。图2-17给出了其与8031/51的接口电路。,-,77,图2-17MC14433ADC与8031/51的接口,图2-18数据格式,接口使用P1口高4位输入BCD码，低4位输入位选信号DS1DS4。EOC的下跳沿触发中断。,-,78,2.6.3并行或特高速ADC,在高速数据采集领域，如图像处理、频谱分析等，双积分式和逐次逼近型AD转换器的转换速度都不能满足要求。并行型A

29、D转换器的速度高，它将输入模拟电压Vi与一系列标准电压同时进行比较，将比较的结果经过编码后得到二进制数据。,-,79,1、并行或特高速ADC原理,3位二进制并行型AD转换器(图2-19)由标准电压源经电阻分压后得到m（m2n-1）个标准电压（n是转换后得到二进制数位数）;每一个分压后的标准电压与输入模拟电压Vi同时（并行）进行比较，若输入模拟电压大于标准电压，则相应的比较器输出为“真”（即为“1”），反之为“假”（即“0”）；经数字编码后，输出即为等效于输入模拟量的二进制数据。一个n位二进制并行型AD转换器需要m（m2n-1）个比较器。,-,80,图2-19并行型AD转换器原理图,-,81,几

30、点说明：,由图可知，并行型A/D转换器的精度取决于几个因素：分压电阻精度要高，主要是一致性要好；比较器的灵敏度要能鉴别两个相邻标准电压；标准电压源VR的精度也有一定的要求。并行ADC的速度主要取决于比较器的响应速度及数据寄存器（D触发器）的响应时间。对于8位A/D，转换速率可高达100MHz。n位并行型ADC转换器需要（2n1）个比较器，成本相当昂贵。,-,82,2.7、模拟多路开关及接口,多路开关:把模拟信号分时地送入A/D转换器,完成多到一的转换。多路分配器:将经计算机处理的数据由D/A转换成模拟信号,按一定的顺序输出到不同的控制回路中去,完成一到多的转换。CD4051(双向8路),图2-

31、32,真值表2-5；电平转换实现CMOS到TTL逻辑电平的转换；数字量:320V,模拟量:峰值达20V；改变IN/OUT及OUT/IN的传递方向,可用作多路开关和多路分配器。,-,83,图2-32CD4051内部结构图,-,84,表2-5CD4051真值表,-,85,图2-33CD4051多路开关组成的16路模拟开关原理图,-,86,三、模拟量输出通道,模拟量输出通道的作用是将经智能化医学仪器处理后的数据转换成模拟量送出，它是许多智能设备的重要组成部分。模拟量输出通道一般由DA转换器、多路模拟开关、采样保持器等组成。本节侧重讨论DA转换器及其与微处理器的接口。,-,87,3.1DA转换器概述,

32、D/A转换器原理DA转换器是由电阻网络、开关及基准电源等部分组成，目前基本都已集成于一块芯片上。为了便于接口，有些DA芯片内还含有锁存器。,-,88,如图所示为的典型框图，它包括n个一组的锁存器，它们用来保持待转换成模拟电压电平的二进制数字。每个锁存器的输出控制一个晶体管开关，该开关与电阻网路中特定的电阻相连。连接到电阻网路上的精密电压基准控制输出电压的范围。输出运算放大器具有求和作用，它将同时启动的多个开关的结果相加。,图3.1D/A转换器框图,-,89,一般转换器需要n+1个电阻，并且网络电阻必须比反馈电阻大2倍。做成集成电路一个部件可以制造的实际的电阻值为5。因此，一个8位的需要9个电阻

33、，范围从5到128(2565)。12位的需要13个电阻，最大的2048，这是很不实际的。由于在芯片上可用的空间(实际可用面积)是有限的，用集成电路工艺是无法得到这样的数值的。,基本的DAC设计,D/A转换原理,-,90,工作原理:,IO1,di为1,Si与运放的反相输入端连接uo=-IO1RF,di为0,Si与地连接,D/A转换原理（T形解码网络）,-,91,倒梯形电阻网络,R,R,R,R,IR=UR/R,(di等于1或0),-,92,IO1,=d3I3+d2I2+d1I1+d0I0,-,93,若为n位二进制数，则,若RF=R，则,即输出电压的大小正比于输入二进制数的大小，实现了数字量和模拟量

34、的转换,-,94,3.2、D/A转换器的性能参数,有时也用输入数字量的有效位数来表示分辨率。,（1）分辨率,如十位DAC分辨率：,（2）偏移误差,它是指输入数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值,（3）线性度,是指D/A转换器的实际转移特性与理想直线之间的最大误差或最大偏移,-,95,(4)转换精度：在整个工作区间实际的输出电压与理想输出电压之间的偏差.(5)转换时间：通常为几十个纳秒.(6)尖峰误差：指输入代码发生变化时刻,使输出模拟量产生的尖峰所造成的误差.,D/A转换器的性能参数,-,96,3.3、DA转换电路输入与输出形式,D/A数字量输入端可以分为：1.不含数据锁存器(需外加数据锁存器

35、).2.含单个数据锁存器.3.含双个数据锁存器(用于多个D/A同时转换的场合).D/A的输出电路分为:1.单极性电路图2-222.双极性电路图2-23,-,97,UOUT=-（VREF/28）D,-,98,UOUT=-（2U1+VREF）U1:0-5V,-,99,3.4D/A转换器与微机接口8位D/A转换器DAC0832及其与微机接口,八位D/A转换器DAC0832及其与微机接口内部含有双输入数据锁存器的8位D/A器件（图2-24）。,-,100,-,101,1、单缓冲接口电路,-,102,2、单缓冲接口电路编程,程序:MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#DATAMOVXDPTR,A,-

36、,103,-,104,3、双缓冲接口的程序,MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,R2MOVXDPTR,A;数据送1#0832输入寄存器MOVDPTR,#0FDFFHMOVA,R3MOVXDPTR,A;另一数据送2#0832输入寄存器MOVDPTR,#0FBFFHMOVXDPTR,A;1#、2#D/A转换器同时输出,-,105,3.6D/A转换器应用举例,1、锯齿波的产生（0832单输出）MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#00HLOOP:MOVXDPTR,AINCAMOVR0,#DATRDJNZR0,$SJMPLOOP,-,106,图2-28连续锯齿波形图,-,107,2、任意波形的

37、产生,可采用事先存储数据然后顺序输出的方法来实现。双极性输出,将360分为256个点,每2点间隔约为1.4。然后计算每个点的电压所对应的数字量，并列成表格编入程序中（图2-29、图2-30）。,-,108,图2-29DAC0832双极性输出形式的接口电路,-,109,图2-30正弦波计算制表示意图,-,110,具体输出程序段如下：MOVR5，00H；计数器赋初值SIN：MOVA，R5MOVDPTR，#TABHMOVCA，ADPTR；查表得输出值MOVDPTR，7FFFH；指向0832MOVXDPTR，A；转换INCR5；计数器加一AJMPSINTAB：DB80H,83H,86H,89H,8DH,90H,93H,96HDB99H,9CH,9FH,A2H,A5H,A8H,ABH,AEHDBB1H,B4H,B7H,BAH,BCH,BFH,C2H,C5HDBC7H,CAH,CCH,CFH,D1H,D4H,D6H,D8HDBDAH,DDH,DFH,E1H,E3H,E5H,E7H,E9H,-,111,3.5、12位D/A转换器DAC1208与微机接口,双缓冲,12位D/A器件.第一级缓冲由8位输入寄存器和4位输入寄存器组成.第二级缓冲为12位DAC寄存器.字节控制信号：1;12位数字量同时送入输入寄存器；BYTE1/BYTE2=0;只将12位数字量中的低4位送到对应