模拟通道接口

1、,6.5 模拟通道接口,作用：模拟信号 模拟通道 数字信号 例 、 被测对象 传感器 电信号 放大 A/D 数字信号 计算机 数字信号 D/A 模拟信号 （控制） 下面介绍两种最常用的D/A，A/D与微机的接口。,一、 AD、D/A的转换器的主要技术指标,1分辨率(Resolution) 分辨率表示输出数字量变化一个最低有效位 对应的模拟电压的变化量。通常用二进制位数表示。 转换器的分辨率用满量程电压与2n之比值衡量 ，（其中n为ADC的位数）。 例如：具有8位分辨率的ADC，, 满量程为5V能够分辨出输入电压变化的最小值为5V28 19.6mv 一个的12位ADC满量程为5V 能够分辨 输入

2、电压 变化的最小值为 1.22 mv。,=,计算式: 满量程电压 2n-1 模拟电压 数字量 例如: 8位D/A满量程电压5V, 3V对应的数字量为多少? 5V 255 3V x 例如: 8位D/A满量程电压5V , 68H 对应的模拟电压为: 5V 255 X 104,=,X = 153 = 99H,X = 2.04V,=,2转换时间,完成一次A/D或D/A转换所需的时间(包括 稳定时间)是转换速率的倒数。它说明数模据转 换的速度，,3转换误差,指实际输出值和理 论值之间的误差 误差的引起是多方 面的,如非线性、,温 度、量化误差等。 如图所示， A/D的量化误差其典 型值是土12LSB。,

3、输出锯齿波的程序：,MOV DX，380H MOV AL，O AGAIN： OUT DX，AL INC AL 指向下一个数据 PUSH AX MOV AH，11 INT 21H CMP AL，0 POP AX JZ AGAIN 插入廷时，可改变锯齿波周期。,锁存一个数据,无键入则继续,锯齿波的数据为0FFH,（3）、双缓冲方式,两个寄存器都处于受控状态，需要两步写操作来完成，需要两个端口地址以选通CS和选通XFER。这样，可在DAC转换输出前一个数据的同时，将下一个数据送到输入寄存器，可提高DA的转换速度。常用于多路应用系统且要求输出同步的情况。,输出锯齿波程序：,MOV AL，0 AGAIN

4、: MOV DX,380H 选通输入寄存器，将转 OUT DX，AL 换数据锁存 MOV DX，384H 选通DAC寄存器，启动 OUT DX，AL D/A转换 INC AL ；修改数据 PUSH AX MOV AH，11 INT 21H CMP AL，0 POP AX JZ AGAIN,无键入则继续,如产生任一周期信号的程序（波型数据无简单规律）：,只需在缓冲区存相应数据 如存一个周期的正弦波数据，便可输出正弦波： BUF DB XX，XX， MOV DX，384H COUNT EQU $-BUF OUT DX,AL START:LEA BX,BUF MOV AX,100 MOV CX,CO

5、UNT HERE:DEC AX AGAIN:MOV DX,380H JNZ HERE MOV AL,BX INC BX OUT DX,AL LOOP AGAIN 11功能控制转START,廷时以 改变输 出速率,5、10位DA转换接口AD7520,性能 : AD7520为10位DA转换器，内部不带数据锁存器。 引脚 ： b1b10数据输入线，b1MSB，b10LSB。 IOUT1，IOUT2电流输出，即也是电流型DA，所以也要转换成电压。 AD7520与微机接口： 自身不带数据锁存器, 必须外扩展数据寄存器, 为10位， 要锁存10位数据, CPU 只有8位DB, 可先锁存高2位, 再锁存28

6、位。,完成一个数据转换的程序段： MOV AH，000000XXB ；设高2位数据 MOV AL，XXH ；设低8位数据 MOV DX，PORT0 XCHG AH，AL XCHG AH，AL MOV DX，PORT1 OUT DX，AL OUT DX，AL,锁存高2 位在第一 个74中,锁存10位在 74273中 启动DA,作业： P235. 14. 15(用单缓冲方式）.,二模数转换器ADC与微机接口,1、A/D与微机接口时，靠OUT指令启动A/D转换， 转换结束后，用IN指令从ADC中读取转换数据CPU 。A/D的数据输出端是否能直接与微机接口， 要看A/D内部的输出锁存器是否为三态输出锁

7、存器， 若为三态输出，则可与微机DB直接相连；若为非三态 输出，则应加三态缓冲隔离。,2、ADC 0808/0809,采用CMOS工艺制成的8位8通道单片A/D转换器。内部结构P229、图6-30,注：0808和0809的区别在于总的不可调误差（0808为+1/2 LSB，0809为 +1 LSB），所以0809较便宜。,片内有8路模拟开关，模拟开关的地址锁存与译 码电路，可选通8路模拟输入的任何一路单端模拟 信号，中间部分：包括比较器，256电阻网，树状 开关，逐次逼近寄存器SAR,控制与时序，以实 现逐次逼近式A/D即8位A/D。最后结果由 三态输出锁存器输出。,3、引脚功能, IN0-I

8、N78个通道的模拟电压输入（0+5V）即 单极性输入，由通道ADDA，ADDB，ADDC选择确定。 ADDA，ADDB，ADDC模拟通道的地址选择线； 可由 DB选择通道，不占I/O端口地址；也可由AB选 择通道，须8个I/0口地址。 D0-D7数据线输出。 OE输出允许，高电平有效，以打开三态缓冲器 ，将数据送DB，供CPU读入。, ALE地址锁存允许，上升沿有效，锁存三地址线以选通相应通道。, START启动信号，在模拟通道选通之后，由正脉 冲启动A/D转换（START的上升沿使所有内部寄存器清 0，下降沿开始A/D转换过程。） EOC转换结束信号，转换时间为100us。在START 之后

9、，A/D开始转换，EOC为低电平，表示正在转换， 一旦转换结束，EOC变为高电平，表示转换结束。此 信号可作为状态查询信号，或用来申请中断。 REF（+），REF（-）基准电源输入。参考电压 的精度直接影响转换结果，要求不高时直接电源。 CLK时钟脉冲输入，时钟频率为640K（640K）。,4、ADC0808/0809与微机接口,内部有数据锁存三态寄存器，DB可与 CPU直接接口。所以主要是对模拟通道的选择、转换启动控制和读取结果的控制。 其通道的选择：可用三根低位地址AB选择8个模 拟通道，通道端口由地址确定；也可用DB的低三 位来选择8个通道，通道端口由AL低三位确定。 如要选择IN4则：

10、 MOV AL，04H MOV DX，380H或384H OUT DX，AL,读取转换结果有三种方式：,延时等待方式， 查询EOC方式， 中断方式。 如下图所示为延时等待方式接口，启动后， 软件延时100us,再读取结果，EOC不接。,如：采集INO通道的一个数据AL的程序：,MOV DX，380H 启动IN0通道，产生PS，IOW OUT DX，AL MOV CX，50 设PC机CLK=477MHZ，T=210ns LOOP $ 17T*210ns*50=178500ns100us IN AL, DX ；读取转换结果，产生PS，IOR,如 ：对8路模拟信号进行循环采样，每个通道采 集10个数

11、据分别存入8个缓冲区，只需在上述程序基础上外加双重循环，内循环控制8个通道，外循环控制10个数据。参见P230,COUNT EQU 10 BUF DB COUNT8 DUP（？） MOV BX,OFFSET BUF MOV CX,COUNT OLP：PUSH BX ADD BX,COUNT MOV DX,380H INC DX ILP：OUT DX,AL CMP DX,388H PUSH CX JB ILP LOOP $ POP BX POP CX INC BX IN AL,DX LOOP OLP MOV BX,AL,如 ：采用查询方式，应将EOC信号经三态门数据总线Do，且应增加一查询口地址 （如388H）。,查询方式应区分数据端口与状态端口：如上图所示是由A3来区分的，A30，开启数据端口；A31，开启状态端口。所以数据口为380H387H；状态口为388H38FH。而启动口可为380H39FH均可，即只要锁存AB低三位。,查询程序：,MOV DX，380H 启动IN0 OUT DX，AL MOV DX，388H （A3=1为查询口） POLL：IN AL