第6章 模拟量输入输出优秀课件
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《模拟量的输入输出》课件
电压输出型设备可以将电 信号转换为电压模拟信号 ，常用于电压源的输出。
电流输出型设备可以将电 信号转换为电流模拟信号 ，常用于需要恒流源的场 合。
电阻输出型设备可以将电 信号转换为电阻模拟信号 ，常用于需要调节阻值的 场合。
模拟量输出的电路设计
放大电路可以将微弱的电信 号放大到足够的幅度，以满
足输出要求。
模拟量输出的电路设计需要 考虑信号的放大、滤波、隔
离和保护等方面。
01
02
03
滤波电路可以去除信号中的 噪声和干扰，提高信号的纯
净度。
隔离电路可以避免不同电路 之间的相互干扰，保护电路
的安全运行。
04
05
保护电路可以防止电路过载 、过流和过压等异常情况对
电路的损害。
04
模拟量输入输出转换
模拟量输入输出转换的原理
将物理量转换为模拟量信号的装置。
模拟量与数字量的区别
01 数字量
离散的量，如开关状态、二进制数等。
02 转换方式
模拟量通过连续变化表示物理量，数字量通过离 散状态表示信息。
03 传输方式
模拟量信号通过电缆传输，易受干扰；数字量信 号通过数字通信传输，抗干扰能力强。
模拟量的应用领域
工业控制
如温度、压力、流量等参 数的监测和控制。
模拟量输入的电路设计
模拟量输入的电路设计需要考虑信号 源、信号调理电路和测量设备的特性 。
信号调理电路的设计需要考虑噪声抑 制、抗干扰能力和线性范围等因素， 以确保测量结果的准确性和可靠性。
电路设计需要确保信号源与测量设备 之间的阻抗匹配，以减小信号损失和 失真。
03
模拟量输出
模拟量输出的原理
模拟量输入输出
8253/ 8254
脉冲 频率
拟
信 号
MPU
ADC/DAC
Ｖ／Ｉ
模拟量转换与I/O通道
1. 模数转换--ADC 数模转换--DAC Analog to Digital Converter/ Digital to Analog Converter 2. 模入与模出通道的组成： 输入通道: (高精度测量,1%~0.05%,可分时采样,同步采样)
信号调理
检测/控制 传感器 变送器 执行机构
A/D D/A
数字量
输入调理
显示器
微 机 主 机
I/O接口
V/I变换
I/O接口 I/O接口
DI
电平变换 功放驱动
传感器
执行机构
DO
频率、其他 I/O接口 变换 信号处理
过 程 对 象 ︵ 被 控 对 象 ︶
传感、执行
模拟量I/O接口
模拟量的概念（信号连续量）：DC-V(mv)/mA(V)典型： 过程控制、各类监控/自动化系统 转换输入输出:实验P22输入：V/F计数器------输出：计 数器F/V(LM331)；PWM调宽（时间） T/C F/V V/F 模
;???
多路转换器Multiplexer(MUX)
用途（作用）:信号复用 机械（干簧继电器、水银R等）：导通电阻小，断开高阻隔离， 百万次，400HZ 电子模拟开关：晶体管、场效应管、IC导通电阻大（几十 （百）欧姆），断开高阻不独立，隔离？(信号限制--共模电压) 高速 Analog Multiplexer----N-1，1-N 分时使用1端器件 典型MUX芯片 单向/双向 CD4051B 8-1 双向，带INH端（=0使能）； LF13508（NSC）/DG508 8-1; LF13509 差分输入四选一 AD7501/3八选一单向(7501EN=0/7302EN=1);CD7502双四选一 逻辑关系简单：通道选择信号需外加锁存；电平匹配问题 CMOS+5时TTL兼容；+15V时HTL
微机原理模拟量的输入输出课件
精度和稳定性问题
微机原理模拟量的输入输出的精度和稳定性往往受到多种因素的影响，例如温度、湿度、 电源等。针对这个问题，可以采取提高电路设计的精度、使用高稳定的器件等措施来提高 精度和稳定性。
实时性问题
微机原理模拟量的输入输出的实时性往往受到处理速度和传输速度的限制，导致信号处理 的延迟和丢失。针对这个问题，可以采取优化算法、提高处理速度等措施来提高实时性。
优点，适用于需要高精度输出的场合。
模拟量输出信号的处理方法
滤波
去除噪声和干扰，提高信号质量。
放大
将微弱的模拟信号放大到足够 的幅度以满足负载要求。
线性化
改善模拟信号的线性度，提高 输出精度。
数字化
将模拟信号转换为数字信号进 行处理和显示。
04
微机原理模量的入出用
模拟量输入输出在工业控制中的应用
微机原理模量的入 件
• 微机原理概述 • 模量的入 • 模量的出 • 微机原理模量的入出用 • 微机原理模量的入
• 参考文献
01
微机原理概述
微机原理的定义和研究内容
微机原理的定义
微机原理是研究微处理器及其相 关电路的工作原理、设计方法及 应用技术的科学。
研究内容
微机原理的研究内容包括微处理 器的内部结构、指令系统、寄存 器、内存、输入输出接口、汇编 语言编程、电路设计等。
01
02
03
指令执行过程
微处理器通过读取内存中 的指令，解码并执行指令， 对数据进行处理或控制外 部设备。
内存访问过程
微处理器通过地址线访问 内存中的特定位置，读取 或写入数据。
I/O操作过程
微处理器通过输入输出接 口与外部设备进行数据交 换，实现数据的输入和输 出。
微机原理模拟量的输入输出的精度和稳定性往往受到多种因素的影响，例如温度、湿度、 电源等。针对这个问题，可以采取提高电路设计的精度、使用高稳定的器件等措施来提高 精度和稳定性。
实时性问题
微机原理模拟量的输入输出的实时性往往受到处理速度和传输速度的限制，导致信号处理 的延迟和丢失。针对这个问题，可以采取优化算法、提高处理速度等措施来提高实时性。
优点，适用于需要高精度输出的场合。
模拟量输出信号的处理方法
滤波
去除噪声和干扰，提高信号质量。
放大
将微弱的模拟信号放大到足够 的幅度以满足负载要求。
线性化
改善模拟信号的线性度，提高 输出精度。
数字化
将模拟信号转换为数字信号进 行处理和显示。
04
微机原理模量的入出用
模拟量输入输出在工业控制中的应用
微机原理模量的入 件
• 微机原理概述 • 模量的入 • 模量的出 • 微机原理模量的入出用 • 微机原理模量的入
• 参考文献
01
微机原理概述
微机原理的定义和研究内容
微机原理的定义
微机原理是研究微处理器及其相 关电路的工作原理、设计方法及 应用技术的科学。
研究内容
微机原理的研究内容包括微处理 器的内部结构、指令系统、寄存 器、内存、输入输出接口、汇编 语言编程、电路设计等。
01
02
03
指令执行过程
微处理器通过读取内存中 的指令，解码并执行指令， 对数据进行处理或控制外 部设备。
内存访问过程
微处理器通过地址线访问 内存中的特定位置，读取 或写入数据。
I/O操作过程
微处理器通过输入输出接 口与外部设备进行数据交 换，实现数据的输入和输 出。
《模拟量的输入输出》课件
模拟量输入的精度与误差
模拟量输入的精度是指能够转 换的最小变化量，通常取决于
设备的位数和分辨率。
误差则是指实际值与测量值 之间的差异，可能由多种因 素引起，如噪声、干扰和设
备的不完善等。
为了减小误差和提高精度，可 以采用滤波器、去噪技术和校
准等方法。
03
CATALOGUE
模拟量输出
模拟量输出的原理
在数据采集系统中的应用
环境监测
模拟量输入输出用于采集各种环境参 数，如温度、湿度、气压、风速等， 为气象预报、环境评估和科学研究提 供数据支持。
音频信号采集
在音频处理和录音工程中，模拟量输 入输出用于捕获和传输高质量的音频 信号，确保音频数据的准确性和完整 性。
在仪器仪表中的应用
工业仪表
在工业生产中，模拟量输入输出用于与各种传感器和执行器进行通信，实现自动化检测和控制。
模拟量用于表示连续变化 的音频信号，如音乐、语 音等。
视频处理
模拟量用于表示连续变化 的视频信号，如电影、电 视节目等。
02
CATALOGUE
模拟量输入
模拟量输入的原理
模拟量输入是指将连续变化的物理量（如电压、电流 、压力、温度等）转换成数字量，以便于计算机处理
。
模拟量输入的原理通常包括采样、保持和量化三个步 骤。
04
CATALOGUE
模拟量输入输出的应用实例
在控制系统中的应用
自动化生产线控制
模拟量输入输出用于实时监测生产线上的各种传感器数据，如温度、压力、流 量等，并根据预设的阈值进行自动调节，确保生产过程的稳定和高效。
机器人运动控制
通过模拟量输入输出，机器人可以接收来自传感器的位置、速度等信号，实现 精确的运动轨迹规划和实时调整。
[2021]模拟量输入输出完整版PPT
![[2021]模拟量输入输出完整版PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/c4de820e551810a6f42486b0.png)
D/A转换
D/A转换采用电压输出型 如TLC5620
电压输出型DA转换器虽有直接从电 阻阵列输出电压的，但一般采用内置输 出放大器以低阻抗输出。直接输出电压 的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出 放大器部分的延迟，故的影响。
◆测量范围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～ 2800℃）
②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续 测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），
◆热响应时间快
最高可达+2800℃（如钨-铼）。
◆ 机械强度高，耐压性能好
③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的
模拟量的输入输出
实验设备：
滑动变阻器，电磁铁，铁块，弹簧，电压源，电炉丝，热电偶，导线等
实验目的：利用单片机模拟量的输入输出控制电压从而
控制滑动变阻器将电炉丝温度控制在100℃
实验原理：输入量为热电偶测量温度是否达到100℃，未
达到100℃电磁铁吸引力减小，引起滑动变阻器滑动，使阻值 减小，令电压上升，电炉丝升温。当热电偶测得电炉丝温度 达到100℃时，电磁铁吸引力不再改变，滑动变阻器不在滑动 ，此时电压恒定。输出量为电压增减量控制电压大小，从而 控制电磁铁吸引力的大小。
◆ 耐高温可达2800度
金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，
◆使用寿命长
用起来非常方便。
A/D转换
八个通道的K分度号热电偶将温度信号转换 成mV级电压信号输入给采集仪。信号调理电路 包括多路切换电路和热偶信号调理专用电路 AD595。在实际的热电偶测温中，必须进行冷端 补偿、调零、电压放大和线性化等比较繁琐的
N
镍铬硅镍硅
-200-+1200
清华大学计算机原理课件第六章模拟量输入输出1of2_582303753
⑷接口要求:以双缓冲方式为例 分别送出有关信号(两个译码加IOW), CPU用2个I/O地址、执行2条OUT指令
№ 17
DAC0832的工作方式
直通方式。
– 当CS、WR1、WR2、XFER都接数字地，ILE接高电平时，芯
片即处于直通状态
单缓冲方式。
– 此方式是使两个寄存器中任一个处于直通状态，另一个工作
⑶ 接口要求分别产生以上有关信号: 3个译码加IOW,CPU分别用3个I/O 地址执行3条OUT指令。
№ 12
⑷ 12位D/A与8位系统接口举例 接口电路
P330图6.14
№ 13
① 接口电路 用250H地址写高8位(同时写低4位, 但随后又覆盖了,最后仅高8位的保留有效) 用251H地址写低4位(重写低4位) 注意低4位接数据总线的高4位 用252H地址启动12位转换。 程序中的12位数据要和接口电路一致。
№7
这种称为偏移的二进制编码，在双极性的A/D、D/A应用
D/A
P322 图6.4
D/A转换器原理框图
№8
数据保持到上升沿后
P240 图5.6
I/O写周期
№9
OUT DR, AL
1: 写入（相通，对DR端口执行IO输出时） 0: 锁存（断开）
8D锁存器，如74LS273
8位D/A转换器与CPU的典型连接
_ V0 +
地址 总线
地址 译码
CS XFER
DAC 0832与8位微处理器的连接例
№ 19
例：
设CS的端口地址为320H，XFER的端口地址为321H。 编写数据通过DAC0832进行D/A转换输出的程序段。
MOV MOV OUT INC OUT
№ 17
DAC0832的工作方式
直通方式。
– 当CS、WR1、WR2、XFER都接数字地，ILE接高电平时，芯
片即处于直通状态
单缓冲方式。
– 此方式是使两个寄存器中任一个处于直通状态，另一个工作
⑶ 接口要求分别产生以上有关信号: 3个译码加IOW,CPU分别用3个I/O 地址执行3条OUT指令。
№ 12
⑷ 12位D/A与8位系统接口举例 接口电路
P330图6.14
№ 13
① 接口电路 用250H地址写高8位(同时写低4位, 但随后又覆盖了,最后仅高8位的保留有效) 用251H地址写低4位(重写低4位) 注意低4位接数据总线的高4位 用252H地址启动12位转换。 程序中的12位数据要和接口电路一致。
№7
这种称为偏移的二进制编码，在双极性的A/D、D/A应用
D/A
P322 图6.4
D/A转换器原理框图
№8
数据保持到上升沿后
P240 图5.6
I/O写周期
№9
OUT DR, AL
1: 写入（相通，对DR端口执行IO输出时） 0: 锁存（断开）
8D锁存器，如74LS273
8位D/A转换器与CPU的典型连接
_ V0 +
地址 总线
地址 译码
CS XFER
DAC 0832与8位微处理器的连接例
№ 19
例：
设CS的端口地址为320H，XFER的端口地址为321H。 编写数据通过DAC0832进行D/A转换输出的程序段。
MOV MOV OUT INC OUT
清华大学计算机原理课件第六章模拟量输入输出2of2_598102920
AD1674 12/8接+5v,A0接地, 12位转换,12位输出，双极性, 20v模拟量输入
№ 17
图6.29接口电路的查询方式下转换程序
Start: mov out mov Stest: in and jnz mov in mov mov in mov DX, DR0 DX, AL DX, DR3 AL, DX AL, 80H Stest DX, DR1 AL, DX BH, AL DX, DR2 AL, DX BL, AL ; 使R/C=0, 启动A/D转换 ; 读STS状态
P353 图6.36 采样保持器的基本组成电路
№ 21
P354 图6.37 通用型芯片LF398的原理框图
№ 22
P354 图6.38 LF398的典型接法
№ 23
接口及驱动程序 (习题集P43附录四、二 AD574应用举例) 图中地址译码信号 Y210H与地址 Y211H重叠
A0=0
211H
4
5 6 7/11
A0
R/C CE VCC/VEE
8
10 13/14 15
REFOUT
REFIN
10VIN/20VIN
10V内部参考电压输出
参考电压输入 模拟量10V及20V量程的输入端口，信号另一端接AGND 数字公共地
DGND
9
16～27 28
AGND
DB0～DB11 STS
模拟公共地
数字量输出 转换开始变高，转换过程为高电平；转换完成后变为低电平 № 12
A0=1
№ 24
实现对模拟电压IN1一次转换的程序段
mov mov out mov out mov Check: in and jnz mov in mov inc in AL, 00000000B ; INH = 0 , CBA=000B DX, 212 ; 选IN1 DX, AL DX, 210H ; A0=0, 进行12位转换 DX, AL ; 启动 DX, 214H AL, DX ; 查询STS AL，1 Check ; 未完成 STS=1 DX, 210H ; A0=0 AL, DX ; 读高8位 AH, AL DX ; A0=1 AL, DX ; 读低4位
№ 17
图6.29接口电路的查询方式下转换程序
Start: mov out mov Stest: in and jnz mov in mov mov in mov DX, DR0 DX, AL DX, DR3 AL, DX AL, 80H Stest DX, DR1 AL, DX BH, AL DX, DR2 AL, DX BL, AL ; 使R/C=0, 启动A/D转换 ; 读STS状态
P353 图6.36 采样保持器的基本组成电路
№ 21
P354 图6.37 通用型芯片LF398的原理框图
№ 22
P354 图6.38 LF398的典型接法
№ 23
接口及驱动程序 (习题集P43附录四、二 AD574应用举例) 图中地址译码信号 Y210H与地址 Y211H重叠
A0=0
211H
4
5 6 7/11
A0
R/C CE VCC/VEE
8
10 13/14 15
REFOUT
REFIN
10VIN/20VIN
10V内部参考电压输出
参考电压输入 模拟量10V及20V量程的输入端口，信号另一端接AGND 数字公共地
DGND
9
16～27 28
AGND
DB0～DB11 STS
模拟公共地
数字量输出 转换开始变高，转换过程为高电平；转换完成后变为低电平 № 12
A0=1
№ 24
实现对模拟电压IN1一次转换的程序段
mov mov out mov out mov Check: in and jnz mov in mov inc in AL, 00000000B ; INH = 0 , CBA=000B DX, 212 ; 选IN1 DX, AL DX, 210H ; A0=0, 进行12位转换 DX, AL ; 启动 DX, 214H AL, DX ; 查询STS AL，1 Check ; 未完成 STS=1 DX, 210H ; A0=0 AL, DX ; 读高8位 AH, AL DX ; A0=1 AL, DX ; 读低4位
微机系统与接口课件：Ch6第六章 模拟量输入输出
并在A/D转换期间保持不变
现场信号
计算机
n
传感器
放大器
低通滤波
控制信号
模拟信号
受控对象
放大驱动电路
D/A转换器
数字信号
微机系统与接口
东南大学 4
模拟量I/O接口
模拟量与数字量的转换——两类: 一类： ADC与DAC 另一类： V/F与F/V
MPU
T/C
8253/ 8254
F/V
脉冲 频率
V/F
数字量
分辨率 Resolution：用数字量的位数表示，如8位、16位等 N位的分辨率：能分辨满刻度的2-n输入信号 绝对精度：对应max数字量，D/A实际输出与理论值之间的误差 相对精度 Full-scale error:满刻度已校准情况下，整个刻度范围内对
应于任一数码的模拟量输出与理论值之差 满量程稳定（建立）时间(setting time) 电压型（输出电平）0~5V,0~10V／电流范围：几毫安~几安 线性误差（最大值）Linear Error：相邻两个数字输入量之间的差
Vout = - Vref*D/2n Rfb/R = - Vref*D/2n (Rfb=R)
❖结论：输出电压Vout正比于数字量D,而幅 度大小可以通过选择基准电压VREF和 Rfb/R的比值来调整。 电阻网络和运算放大器构成D/A转换器 的主要部件。
微机系统与接口
东南大学 14
DAC主要技术指标
Rfb Rfb
Iout1 _
Iout2 +
Vout
D3
D2
D1
D0
微机系统与接基口准电压
东南大学 10
D/A转换器的原理图（2）
阻抗＝2R
微型计算机原理第6章 模拟量输入输出PPT课件
DAC1208系列D/A转换器有DAC1208、DAC1209、 DAC1210三种芯片类型，是与微处理器完全兼容的12位D/A转 换器。其功耗低，输出电流稳定时间为1μs，参考电压范围为10V~+10V，单工作电源范围为+5V~+15V，转换精度较高， 价格低廉，接口简单，目前应用较为广泛。
22R
RR
2R
…
V2
V1 V0
对于 8位D/ A转换器
V0 IRf (V2RREFD7 V4RREFD6 V2R8REFD0)Rf VREFRf (D7 D6 D0)
2R 20 21 27 9
6.2.3 典型D/A转换器
一、8位D/A转换器DAC0832 特性： 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出
11
引脚功能
D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器
用于把数据写入到输入锁存器
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
上述二个信号用于启动转换
VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
10
（一）DAC0832内部结构
输入数据 D0～ D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
22R
RR
2R
…
V2
V1 V0
对于 8位D/ A转换器
V0 IRf (V2RREFD7 V4RREFD6 V2R8REFD0)Rf VREFRf (D7 D6 D0)
2R 20 21 27 9
6.2.3 典型D/A转换器
一、8位D/A转换器DAC0832 特性： 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出
11
引脚功能
D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器
用于把数据写入到输入锁存器
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
上述二个信号用于启动转换
VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
10
（一）DAC0832内部结构
输入数据 D0～ D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
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D/A转换可分为两个阶段：
CS=0、WR1=0、ILE=1，使输入数据锁存到 输入寄存器；
WR2=0、XFER=0，数据传送到DAC寄存器， 并开始转换。
（二）DAC0832与系统的连接
1. 双缓冲方式（标准方式）
转换要有两个步骤： 将数据写入输入寄存器
CS=0、WR1=0、ILE=1 将输入寄存器的内容写入
MOV AL，X MOV DX，port1
OUT DX，AL
MOV AL，Y MOV DX，port2
OUT DX，AL
MOV DX，port3
OUT DX，AL
HLT
; 要转换的数据送AL ; 0832-1的输入寄存器地址送DX
; 数据送0832-1的输入寄存器 ; 要转换的数据送AL ; 0832-2输入寄存器地址送DX ; 数据送0832-2的输入寄存器 ; DAC寄存器端口地址送DX ; 数据送DAC寄存器，并启动同步转换
D/A转换器的应用
函数发生器
只要往D/A转换器写入按规律变化的数据，即可 在输出端获得正弦波、三角波、锯齿波、方波、 阶梯波、梯形波等函数波形。
直流电机的转速控制
用不同的数值产生不同的电压，控制电机的转速 其他需要用电压/电流来进行控制的场合
二、12位D/A转换器 DAC1208
DAC1208系列D/A转换器有DAC1208、DAC1209、 DAC1210三种芯片类型，是与微处理器完全兼容的12位D/A转 换器。其功耗低，输出电流稳定时间为1μs，参考电压范围为10V~+10V，单工作电源范围为+5V~+15V，转换精度较高， 价格低廉，接口简单，目前应用较为广泛。
对于8位的D/A转换器
V 0
Rf R
V REF
8 Si 2i
i1
Rf R
V REF
(
S 2
8 8
S7 27
S1 ) 2
Rf R
V REF
(
D7 28
D6 27
D0 ) 2
Rf 2R
V RET
(D7 27
D6 26
D0 ) 20
2 T型电阻网络D/A转换器
Rf
n-1
2
1பைடு நூலகம்
0
Vi
-
V0O
+
DN-1~D0
6.1 模拟量I/O通道的组成
工
传
感
业
器
生
物理量
产
变换
过
执行
程
机构
输入通道
放大 滤波
多路转换
& 采样保持
A/D 转换
信号
信号
处理
变换
输出通道
放大 驱动
D/A 转换
输入 接口
10101100 微 型
计
I/O
接口
算
输出 接口
机 00101101
模拟电路的任务
模拟接口电路的任务
6.2 数/模（D/A）变换器
S5
Vref
64 R
S6
VO
128 R
S7 256 R
S8
D7~D0
n 图中的电阻网络就称为权电阻网络
V0
Rf R
VRE
F
如果每个支路由一个开关Si控制，Si=1表示Si合上， Si=0表示Si断开，则上式变换为
V0
Rf R
n
VREF
i1
Si 2i
若Si=1,该项对VO有贡献 若Si=0,该项对VO无贡献
引脚功能
D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许 CS：片选信号 WR1：写输入锁存器
用于把数据写入到输入锁存器
WR2：写DAC寄存器 XFER：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
上述二个信号用于启动转换
VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
第6章 模拟量输入输出
概述
模拟量I/O接口的作用：
实际工业生产环境——连续变化的模拟量
例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量
计算机内部——离散的数字量
二进制数、十进制数
工业生产过程的闭环控制
传感器
模拟量
数字量
A/D
计算机
数字量 D/A 模拟量 执行元件
模拟量输入 (数据采集)
模拟量输出 (过程控制)
2R
Vref
R
Vn-1
2R 2R 2R
RR
2R
…
V2
V1 V0
对于 8位D/ A转换器
V0 IRf (V2RREFD7 V4RREFD6 V2R8REFD0)Rf
VREFRf 2R
(D 207
D6 21
D 270)
6.2.3 典型D/A转换器
一、8位D/A转换器DAC0832 特性： 8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出
DAC寄存器 WR2=0、XFER=0
优点： 可实现多个DAC同步转
换输出——分时写入、同步 转换
2. 单缓冲方式
使输入锁存 器或DAC寄存器 二者之一处于直 通。CPU只需一 次写入即开始转 换。控制比较简 单。
3. 直通方式
使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟 输出始终跟随输入变化。 DAC0832数据线不能直接与数据总线连接， 需外加并行接口(如74LS373、8255等)。
（一）DAC0832内部结构
输入数据 D0～ D7
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
Rfb
8 12
VREF IOUT2
11 IOUT1
9 Rfb 3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
6.2.1 D/A变换器的基本原理及技术指标
D/A变换器的基本工作原理
组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器
两种电阻网络：权电阻网络、R-2R T型电阻网络
基本结构如图：
Rf
数字量
模拟开关
电阻网络
∑
VO Vref
1 权电阻网络型D/A转换器工作原理
2R
Rf
S1
4R
S2
8R
S3 16 R
S4 32 R
由于DAC1208是12位数据总线，对于8088CPU8位 数据总线，需分两次从CPU送出。
所以，DAC1208与8088CPU总线联接，只可连接成 双缓冲器方式。
数据的操作必须分为3步进行，首先将高8位数据写入8 位输入锁存器，然后将低4位数据写入4位输入锁存器，最 后将12位数据从输入锁存器中写入12位DAC寄存器，将12 位转换数据送往DAC1208接口电路进行D/A转换。
（三）DAC0832的输出电路
1. 单极性输出电路
2.双极性输出电路
（四） 双缓冲方式——同步转换举例
0832-1 port1
A10-A0 译码器
port2
port3
0832-2
双缓冲方式的程序段示例
本例中三个端口地址的用途：
port1 选择0832-1的输入寄存器 port2 选择0832-2的输入寄存器 port3 选择0832-1和0832-2的DAC寄存器