第二章 智能仪器模拟量输入输出通道.ppt

译清码而③0选得，转通到转换某转换过一换结程通结束在道果标时的输志钟模出E脉拟O。C冲信变C号为LK进低的入电控比平制较，下器在进；S行TA；RT的下降沿开
始转换；
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3.ADC0809引脚功能
IN0～IN7：8路模拟电压输入。
ADDC、ADDB、ADDA：3位地址信号。
ALE：地址锁存允许信号输入，高电平有效。 D7～D0（2-1～2-8）：8位二进制数码输出。 OE：输出允许信号，高电平有效。即当OE=1时，打开输出 锁存器的三态门，将数据送出。
UR(+)和UR(-)：基准电压的正端和负端。
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CLK：时钟脉冲输入端。一般在此端加500kHz的时钟信号。 START：A/D转换启动信号，为一正脉冲。在START的上升 沿将逐次比较寄存器SAR清0，在其下降沿开始A/D转换过 程。 EOC： 转 换 结 束 标 志 输 出 信 号 。 在 START 信 号 上 升 沿 之 后 EOC信号变为低电平；当转换结束后，EOC变为高电平。此 信号可作为向CPU发出的中断请求信号。
量化误差是由于ADC有限字长数字量对输 入模拟量进行离散取样（量化）而引起的误
差。其大小在理论上为一个单位。
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(2) 转换精度
转换精度反映了一个实际ADC与理想ADC 在量化值上的差值。包括偏移误差、满刻度误 差、非线性误差、微分非线性误差。
偏移误差：输出为零时，输入不为零的值。
满刻度误差：又称增益误差是指ADC输出达到 满量程时，实际模拟输入与理想模拟输入之间 的差值。
第2章 智能仪器 模拟量的输入/输出通道
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主要内容：
模拟量输入通道 高速模拟量输入通道 模拟量输出通道 数据采集系统
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2.1模拟量输入通道
2.1.1 转换器概述
A/D转换器常用以下几项技术指标来评 价其质量水平。
(1) 分辨率与量化误差 ADC的分辨率定义为ADC所能分辨的输入 模拟量的最小变化量。
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ADC0809的时序图
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ADC0809与单片机8031的接口电路
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将由IN0端输入的模拟电压转换为对应的数字量，然后再 存入8031内部的30H单元中
1）查询方式程序清单如下：
MOV DPTR ,#FEF8H ；指出IN0通道地址
MOV A ，#00H
；
MOVX @DPTR ，A ； 启动IN0通道转换
MOV 30H， A
；存放结果
MOV A ，#00H
MOVX @ DPTR ，A ；启动下一转换
POP A ；
恢复现场
POP DPH
POP DPL
RET1
；
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三、AD574芯片及其接口 AD574主要特性
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三、AD574芯片及其接口
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芯片引脚
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AD574的控制状态表：
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AD574与8031的接口电路
③然后，按同样的方法将次高位置成1，并且经过比较以后确 定这个1是保留还是清除。这样逐位比较下去，一直到最低位 为止。比较完毕后，SAR中的状态就是所要求的数字量输出。
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二、ADC0809芯片及其接口
①②输④发入转出3换位A结/地D束址转后信换，号启E，动OC在信跳A号为LSE高T脉A电冲RT平的，，上在在升STO沿AER端将T的输地上入址升高锁沿电存将平，S，经AR从
SETB EX0
；允许外部中断0中断
SETB EA
；开放CPU中断
MOV DPTR， #0FEF8H
；采样数据存放地址
MOV A ，#00H
；启动A/D转换
MOVX @ DPTR ，A
；
INTR1： PUSH DPL
；保护现场
PUSH DPH
PUSH A
MOV DPTR， #0FEF8H
MOVX A , @ DPTR ； 读取转换结果
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S2
＋I
A S1
R
－Vref
B uS1
C
－ ＋A
逐次比较式A/D转换器原理图
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逐次逼近型A/D转换器的工作原理：
①转换开始前先将逐次逼近寄存器SAR清“0”； ②开始转换以后，第一个时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1， 使输出数字为100…0。这个数码被D/A转换器转换成相应的模
拟电压uo，经偏移Δ/2后得到uO′＝uO－Δ/2，并送到比较器中 与uI′进行比较。若uI′＜uo′，说明数字过大，故将最高位的1清 除置零；若uI′≥uo′，说明数字还不够大，应将这一位保留。
偏移电压
模拟输入
－Δ/2
u1 取样—保持 u1’
u0’ +
n 位 DAC
UREF
u0
-+ C 比较器
时钟源
UC
转换控 US 制信号
CP 控制逻辑
输 出 寄 存 器
Qn-1Qn-2Qn-3 …Q2Q1Q0 逐位逼近寄存器 （SAR）
dn-1(MSB) dn-2 … n 位并行 d2 数字输出
d1 d0 (LSB)
MOV R2， #20H ；
DELY： DJNZ R2，DELY ；等待EOC信号变低
WAIT： JB P3.3， WAIT ；查询等待EOC信号变高
MOVX A , @DPTR ；读取转换结果
MOV 30H ，A
；存放结果
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2）延时等待方式程序清单如下：
MOV DPTR ,#FEF8H ；指出IN0通道地址
MOV A ，#00H
；
MOVX @DPTR ，A ； 启动IN0通道转换
MOV R2， #48H ；
WAIT： DJNZ R2， WAIT ；延时约140us
MOVX A , @DPTR ；读取转换结果
MOV 30H ，A
；存放结果
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（3）中断方式程序清单如下：
MAIN： SETB IT0
；外部中断0为边沿触发方式
非线性误差：实际转移函数与理想直线的最大 偏移。
微分非线性误差：实际阶梯电压与理想阶梯电
压之间的差值。
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ADC的非线性度误差
ADC的微分非线性度误差
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(3)转换速率 转换速率是指ADC在每秒钟内所能完成的转 换次数。
(4) 满刻度范围 满刻度范围是指ADC所允许最大的输入电压范
围。
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2.1.1 逐次比较式A/D转换器
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2.1.3双积分A/D转换器
双积分型ADC又称双斜率ADC。 它的工作原理是:对 输入模拟电压和参考电压进行两次积分，变换成和输入电 压平均值成正比的时间间隔，并利用计数器测出时间间隔， 计数器的输出就是转换后的数字量。
ADC的电路图。该电路由运算放大器A 构成的积分器、检零比较器C、时钟输入控制门G、定时器 和计数器等组成。