微机原理 第13章 模拟输入输出技术

1、第13章模拟I/o技术、13.1模拟I/o技术13.2数字模拟(D/A)转换器13.3模拟数字(A/D)转换器、13.1模拟I/o系统、A:Analog(模拟)D:Digital(数字) 1，t电阻网络DAC，图13.3T电阻网络DAC，通过：嵌套原理：假设RF=3r:VO=-IRF，扩展到n位：t型电阻网络DAC的优缺点：优点： 缺点：输入数字信号发生变化，打开开关切换时通过开关流动的电流方向发生变化，产生毛刺，容易影响操作速度。改进：反向t型电阻网络DAC，2，反向t型电阻网络DAC，图13.4反向t型电阻网络DAC，通过：嵌套原理：RF=3r:VO=-IRF，扩展到n位：缺点：由于模拟开

2、关的传导电阻和每个分支电阻是串联的，所以电阻值添加到每个分支的电阻上，从而降低了转换精度。增强功能：电流激励DAC，13.2.2DAC主要性能指标，1，分辨率，最小输出电压：VLSB输入数字数量D=0001时的输出全范围输出电压：VFSR输入数字数量D=1111时的输出分辨率：说明：DAC位数为转换精度，DAC中的转换误差表示实际模拟输出值和理想值之间的误差量。该指标是综合静态性能指标。转换错误，绝对错误：以VLSB的倍数显示，相对错误：以vfstar的百分比显示，3。创建时间，DAC创建时间表示从数字输入完成转换，输出达到最终值错误所需的1/2LSB。此指标是动态性能指标。图13.5DAC的

3、建立时间，13.2.3典型DAC芯片DAC0832，DAC0832采用CMOS工艺制作的R-2R反转t型电阻网络8位D/A转换器，20英尺DIP包，内部有2个8位锁定。该设备不仅可以与普通数字系统和模拟系统之间的接口电路直接接口，还可以与8位微型计算机直接接口，是目前使用范围更广的集成DAC设备。1，DAC0832针功能，图13.6DAC0832针方框图，2，DAC0832工作原理，(1)两个锁都是直的，输入的数据直接传输到D/A转换器进行转换和输出。(2)通过单缓冲方式，两个锁中的一个处于直线状态，仅控制另一个锁中的锁，(3)通过双缓冲方式控制两个锁。此缓冲常用于多个模拟必须同时输出才能提高

4、转换速度的情况。3，DAC0832模拟输出，图13.7DAC0832单极电压输出图，(1)单极输出，图13.8DAC0832双极电压输出图，(2)双极输出，13.2.4D/A转换接口技术，分类图13.9PC和DAC0832连接图，示例13.1为在单缓冲模式下工作的DAC0832、单极性输出、端口地址350H、VREF=-5V，现在使用此转换器生成如图13.10所示的三角波。图13.10D/A生成三角波，(1)确定对应于上限和下限的数字量。上限：Dup=328/5=153.6=99H下限：DDOS WM=128/5=51.2=33h (2)编写程序。D/A转换器输出三角波，从下限值开始，1，到上

5、限值为止，1，然后到下限值。程序如下：TRIANGPROCFARMOVDX、350HMOVCX、066HMOVAL、33hz 1: outdx、al；发送D/A输出，上升坡度为INCAL形成。AL加1 loopbz 1102次循环，MOVCX，066HZ2:DECALOUTDX，al；输出减少灯loopbz 2 jmpz 1 rettriangendp，2，无输入闩锁D/A和PC连接，图13.11PC和DAC0808连接图，示例13.2假定解码器输出地址为0030H，8位数字放置在数据段的1000H中，转换为模拟程序段的程序段，如图13.11 PC和DAC 0808连接图，示例13.2图13.

6、11所示MOVBX，1000HMOVDX，0030HMOVAL，BXOUTDX，al；锁定和转换到74LS273，13.3模数(A/D)转换器，13.3.1A/D转换步骤，图13.12采样过程图，I，采样和保持，采样：以一定的周期读取输入电压信号。保留：在给定读取的信号期间不更改。第二，量化和编码，图13.13量化过程图，量化：将采样级别归化到最近的离散级别。编码：用二进制代码表示离散级别。13.3.2ADC的主要技术指标，2 .换算准确度：绝对准确度：实际值与理论值之间的最大差异相对准确度：绝对准确度与整体范围输出比率3。转换时间：完成一次ADC转换所需的时间。1 .分辨率：13.3.3AD

7、C工作原理，1，并行高速ADC，表13.13位并行高速ADC输入和输出关系，并行ADC的优缺点：优点：转换速度高(超过100MHz)缺点：设备体积大，准确度不高。2，2集成ADC，图13.15双集成ADC结构，缺点：转换速度低；优点：抗干扰能力强，转换精度高。3，1次比较ADC，图13.16连续比较ADC原理图，表13.28位连续比较ADC转换过程，13.3.4常规ADC芯片ADC0809，ADC0809是用CMOS工艺制作的8位连续比较ADC。这包括8向模拟开关，地址锁定和解码器选择其中之一进行A/D转换，三状态输出锁定缓冲在允许输出(OE)信号的控制下完成数据输出。图13.17ADC0809针方块图，13.3.5A/D转换接口技术，图13.18PC和ADC0809连接图，查询式A/D转换应用程序