第2章 模拟量输入 输出通道接口技术

2.2.2 8位D/A转换器及其接口技术
主要介绍DAC0832
一、普通型D/A转换器DAC0832
1、主要特点
8位、稳定时间为1μs、数据输入可双缓冲单缓冲或直通、低功 耗约200mW、电平与TTL兼容、单电源供电（+5~+15V）。
2.2 模拟量输出通道接口技术（3）
2、结构与原理
由4部分构成： 输入控制、输入锁存、转换寄存、D/A转换器
2.3 模拟量输入通道接口技术（7）
（2）软件编程 设8个模拟通道的端口地址为220H～227H（亦为数据输出的地 址），转换状态的端口地址为238H~23FH。80X86汇编程序如下。 DATA SEGMENT ；定义数据段 COUNTER EQU 8 BUF DB COUNTER DUP（0） ；数据缓冲区 DATA ENDS ；数据段结束 *********************************************************** CODE SEGMENT ；定义代码段 MAIN PROC FAR ；主程序 ASSUME：CS：CODE，DS：DATA START：MOV AX，DATA ；设置数据段 MOV DS，AX MOV BX，OFFSET BUF ；数据存放首地址 MOV CX，COUNTER ；检测数据个数送CX MOV DX，220H ；准备检测通道的地址
2.3 模拟量输入通道接口技术（11）
2）带仪器放大器的A/D转换器AD670 主要特点： 内部有精密放大 器，可以直接输入传 感器送来的小信号， 在内部放大成0～5V 的标准信号；其它方 面基本与AD7574相同。 START：1示正在 转换；0示转换结束。 BPO/UPO：极性选 择，单极性应接地。 FORMAT：
2.3 模拟量输入通道接口技术（8）
START1:OUT DX，AL PUSH DX MOV DX，238H START2：IN AL，DX TEST AL，80H JZ START2 POP DX IN AL，DX MOV [BX]，AL INC BX， INC DX LOOP START1 。。。。 ；启动A/D转换
本章主要内容
2．1 多路开关及采样保持器 2．2 模拟量输出通道接口技术 2．3 模拟量输入通道接口技术
2.1 多路开关及采样/保持器（1）
本节内容：采样定理、多路开关、采样/保持器
2.1.1 采样定理
采样定理即香浓（Shannon）定理： 对于有限带宽信号x(t) ，即 | f |> f max ，
本节内容：D/A转换原理、8位和12位D/A转换器及接口
2.2.1 D/A转换原理
D/A转换器的主要参数之一是分别率，即转换器的位数，有8位 的、10位的、12位的等。 转换原理： 将数字量先 转换成模拟电 流（借助网络 电阻），然后 用运放器转换 成模拟电压。
2.2 模拟量输出通道接口技术（2）
2.3 模拟量输入通道接口技术（13）
作 业
2.1 什么叫接口？接口的作用是什么？ 2.6 采样/保持器有什么用处？ 2.8 香农定理的基本内容是什么？ 2.9 A/D和D/A转换器在微机控制系统中 有什么作用？ 2.17 试用图2-20的电路设计出产生三角波 和反向锯齿波的程序。设DAC0832的端 口地址为280H。
2.3 模拟量输入通道接口技术（6）
5、DAC0809与微型机的接口技术
（1）微机以查询方式与ADC0809连接 注意以下信号的连接： 1）模拟量的输入 极性、电平 2）数字量的输出 位数、是否有锁存 3）A/D转换的启动 电平或脉冲启动 4）转换结束信号 转换中为低，结束为高 作中断或查询读取结果 5）参考电源 VREF± 单、双极性电源 图2-37 ADC0809工作于查询方式 6）接地 7）时钟
2.3 模拟量输入通道接口技术（12）
2、高于8位A/D的转换器
12位A/D转换器AD574 AD574是美国模拟器件公司（Analog Devices）生产的12位逐 次逼近型快速A/D转换器。主要特点： 12位、转换速度位35 μs 、转换误差为±0.05%、内部有三态 输出缓冲器、与COMS及TTL电平兼容等。
2.3 模拟量输入通道接口技术（10）
2.3.3 其它的A/D转换器
1、其它的8位A/D转换器
1）普通型A/D转换器AD7574 主要特点： 单5V供电、功耗低 （30mW）、速度高 （15 μs ）、有三态 输出锁存器等。 BUSY： 状态信 号，0示正在转换； 1示转换结束。 BOFS：二进制偏 移，接地输出的为二 进制数；接高，且输 入为双极性，则输出 为二进制偏移码。
2.2 模拟量输出通道接口技术（8）
三、8位D/A转换器与微型机的接口
注意： 1）数字量输入、2）模拟量输出、3）控制信号连接
1、DAC0832与微型机的接口
为单缓冲方式，输入锁存器锁存、转换器寄存器直通。
地址译码器74LS138
74LS138功能表
输 允 许
G1 G2
入 C
端 B
选 择 H H H
2.3 模拟量输入通道接口技术（4）
2 、引脚信号
IN0—IN7：8个模拟量输入端 START：转换启动信号输入端 EOD：转换结束信号输出端 OE：转换结果输出允许输入端 ADDA、ADDB、ADDC： 通道号选择输入端 ALE：地址锁存信号输入端 CLK：时钟输入端 D0—D7：数字信号输出端 VREF(+)、VREF(-)：参考电压输入
2.2 模拟量输出通道接口技术（4）
3、引脚信号 D7—D0：数字量输入 ILE ：输入锁存允许（高）
WR1：输入锁存器写选通（低） WR2：DAC寄存器写选通（低） XFER：数据传送控制（低）
IOUT1：DAC电流输出1，当输入数字 量为全1时，IOUT1为最大值。 IOUT2：DAC电流输出2，当输入数字 量为全1时，IOUT2为最小值， I OUT1 + I OUT2 = 常数， I OUT2 常接地。 Rfb：反馈信号输入端 VREF：参考电压输入端
D3
D7 D6 D5 D4 D0
D1
D2
2.3 模拟量输入通道接口技术（5）
3 、转换原理
启动脉冲START和地址锁存脉冲的上升沿将地址锁存，把选中通 道的模拟量送到 A/D转换器；在 START信号的下降沿启动A/D转换， 转换器进行逐次逼近转换，在转换过程中 EOC 为低；转换结束后 EOC信号由低变高，可以读取转换结果。
2.3 模拟量输入通道接口技术（2）
2.3.2 8位A/D转换器ADC0808/0809
DAC0808和DAC0809 相同，区别仅在于精度 不同，前者为±1/2LSB， 后者为±1LSB 。
1、电路组成
由多路模拟开关、A/D 转换器、三态输出锁存器， 三部分组成。
ADC0809内部逻辑结构
2.3 模拟量输入通道接口技术（3）
2.2 模拟量输出通道接口技术（11）
四、其它的8位D/A转换器
1、电压输出型D/A转换器AD558
2.2 模拟量输出通道接口技术（12）
2、多通道D/A转换器AD7226
2.2 模拟量输出通道接口技术（13）
2.2.3 高于8位的D/A转换器
有10位的、12位的、14位的、以及更多位数的D/A转换器。 使用上与 8位转换器不同的是与微机接口时，数据要分两次或 三次输入。
；准备查询地址 ；读入状态信息 ；检查转换是否结束 ；为0则未结束，继续查询 ；弹出数据地址 ；读取转换结果 ；存入缓冲区
；转向下一模拟通道检测
2.3 模拟量输入通道接口技术（9）
。。。。 MOV AX，4C00H INT 21H MAIN ENDP CODE ENDS END START ；数据处理 ；返回DOS
2.3 模拟量输入通道接口技术（1）
本节主要讲8位A/D转换器ADC0809
2.3.1 A/D转换原理
其方法有： 计数法、逐次逼近法、双积分法、V/F转换法等。（略） A/D转换器的主要参数有分别率、转换速度等。 分别率 即转换器的位数，有8位的、10位的、12位的等。 转换速度 即转换的快慢，有高速的（ μs量级）、中速的（百 μs量级）、低速的（数十ms量级）等。 转换精度 即转换的精确程度、误差的大小，用最低有效位的 几分之一表示。如±1/2LSB
多路开关的作用是分时地选择多路模拟量中之一路进 行传输。可以是输入，多到一进行A/D转换；也可以是输 出，一到多将D/A转换结果输出。前者叫多路开关，后者 叫多路分配器。 现在的多路开关均为集成电路，有跟多中型号可供选 择，见表2-1。多路开关的一个重要参数是接通电阻，不 会是0。
2.1 多路开关及采样/保持器（3）
输
出
端
A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 H H H H H H H H H H H H H H H H H H A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9
× H × × × H L H × × × × H L L L L L
H
H H
L
L L
4、主要技术指标
单一5V供电 模拟量范围：0～5V 分别率：8位 精度：ADC0808为±1/2LSB， ADC0809为±1LSB 功耗：为15mW 时钟范围：10~1280kHz 转换时间：时钟500kHz时为128μs
2.3 模拟量输入通道接口技术（6）
5、DAC0809与微型机的接口技术
注意以下信号的连接： 1）模拟量的输入 极性、电平 2）数字量的输出 位数、是否有锁存 3）A/D转换的启动 电平或脉冲启动 4）转换结束信号 转换中为低，结束为高 作中断或查询读取结果 5）参考电源 VREF± 单、双极性电源 6）接地 7）时钟