第9章 转换技术3
第9章-数字地形模型与地形分析-第一讲
▪ DEM数据的高程分层设色显示 ▪ DEM数据与影像数据联结三维场景显示 ▪ 三维静态场景的输出功能 ▪ 三维动态飞行场景的录制与播放功能 ▪ 简单DEM模型分析功能
GIS 电子沙盘 ——高程分层设色
GIS DEM应用举例 ——城市景观
城市景观系统通过运用数字技术构造出某一区域的 虚拟场景来辅助人们进行观测, 是一个可视现实和虚拟 现实集成的系统。
垂直线 典型线
山脊线 谷底线 海岸线 坡度变换线
GIS 3.DEM的表示法
数学方法 整体拟合方法, 即根据区域所有的高程点
数据, 用傅立叶级数和高次多项式拟合统 一的地面高程曲面 局部拟合方法, 将地表复杂表面分成正方 形规则区域或面积大致相等的不规则区 域进行分块搜索, 根据有限个点进行拟合 形成高程曲面
➢DEM的表示方法
➢一个地区的地表 高程的变化可以
采用多种方法表
达
DEM 表示方法
➢用数学定义的表 面或点、线、影 像都可用来表示 DEM
数学方法 图形法
整体 局部 点数据
线数据
傅立叶级数 高次多项式
规则数学分块
不规则数学分块
密度一致
规则
密度不一致
不规则 典型特征 水平线
三角网 邻近网 山峰、洼坑
隘口、边界
点信息
ID
边1 边2 边3
1
E1
E3
E9
2
E2
E3
E4 面
3
E4
E5
E6
信 息
4
E6
E7
E8
5
E7
E9
E10
ID
起点
终点
左多 边形
右多 边形
第九章 DA、AD转换器及其与CPU的接口
第九章 D/A、A/D转换器
9.3 A/D转换器芯片
1、采样过程：将时间上连续变化的模拟量转变为时间上断续变化的模拟量。 采样频率f0大于等于输入信号最高频率fm的2倍。 2、保持过程：将采样得到的模拟量的值保持下来。为保证采样精确度，要求 在A/D转换期间，保持输入模拟量的信号不变。 3、量化过程：以一定的量化单位，把离散的模拟信号转化为离散的阶跃量的
二、D/A的主要技术指标
第九章 D/A、A/D转换器
分辨率:
• 是指最小输出电压（ 对应的输入二进制数为1 ）与最大
输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。
分辨率=1/（2n-1） 例如十位数模转换器的分辨率为： 2110-1≈0.001
• 可用输入数字量的位数来表示，如8位、10位等。
二、应用举例
第九章 D/A、A/D转换器
例1 对模拟通道IN0进行A/D转换，采样一个点。
采用查询方式的程序如下：
OUT 50H，AL ；选通IN0，
；启动A/D转换
NOP；避开刚开始的EOC状态
W：IN AL，40H ；输入EOC标志
TEST AL，01H
JZ W
；未结束，返回等待
IN AL，48H ；结束，
第九章 D/A、A/D转换器
9.3.1 A/D工作原理
原理：类似天平称重量时的尝试法，逐步用砝码的 累积重量去逼近被称物。
逐次变换
寄存…器SAR …
时序及控制逻辑
Vi
+
┇
D/A
VC
比较器
-
} ┇
数字量输出
9.3.2 A/D的技术指标
分辨率 量化误差 转换速度 精度
9.3.3 ADC0809 一、原理框图
第9章-DAC和ADC
图9.2.6
DAC——CB7520电路原理图
【例1】 下图是用CB7520和74LS161组成的波形发生器电路。已 知CB7520的VREF=-10V，试画出输出电压V0的波形，并标出波形图 上各点电压的幅度。
9.2.7
DAC——CB7520应用举例
§9.2.3 权电流型D/A转换器
在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实 际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的 情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响 转换精度。 权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下：
n
其中： X X n 2
n 1
X n 1 2
n2
X 1 2 Dn
0
一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电 阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。
图9.2.2 数模转换器原理图
目前使用最广泛的D/A转换技术有两种：权电阻网络 D/A转换和T形电阻网络D/A转换。
本章主要内容
第一节
概述
第二节
D/A转换器
第三节 A/D转换器
§9.1 概述
DAC和ADC的应用举例：
DAC和ADC的应用举例——MP3播放器：
DAC和ADC的应用举例——数字温度计：
DAC和ADC的应用举例——数字血压计：
在过程控制和信息处理中，经常会遇到一些连续变化的 物理量，如话音、温度、压力、流量等，它们的量值都是 随时间连续变化的。为了能使用数字电路处理模拟信号， 必须把模拟信号转换成相应的数字信号，方能送入数字系 统进行处理。同时，还往往要求将处理后得到的数字信号 再转换为相应的模拟信号作为最后的输出。 图9.1.1所示即为一个典型的数字控制系统框图：
自动控制原理-第9章 离散系统初步
232第9章 线性离散系统初步从控制系统中信号的形式来划分控制系统的类型，可以把控制系统划分为连续控制系统和离散控制系统，在前面各章所研究的控制系统中，各个变量都是时间的连续函数，称为连续控制系统。
随着计算机被引入控制系统，使控制系统中有一部分信号不是时间的连续函数，而是一组离散的脉冲序列或数字序列，这样的系统称为离散控制系统。
离散控制系统是以微处理器及微型计算机为基础,融汇计算机技术、数据通信技术、CRT 屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统,它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。
离散系统与连续系统相比，有许多分析研究方面的相似性。
利用z 变换法研究离散系统，可以把连续系统中的许多概念和方法，推广应用于离散系统。
本章首先给出信号采样和保持的数学描述，然后介绍z 变换理论和脉冲传递函数，最后研究线性离散系统稳定性、稳态误差、动态性能的分析与综合方法。
9.1 离散系统通常，当离散控制系统中的离散信号是脉冲序列形式时，称为采样控制系统或脉冲控制系统；而当离散系统中的离散信号是数码序列形式时，称为数字控制系统或计算机控制系统。
在理想采样及忽略量化误差情况下，数字控制系统近似于采样控制系统，将它们统称为离散系统。
9.1.1 采样控制系统采样器在采样控制系统中可以有多个位置，用得最多的是误差采样控制的闭环采样系统，其典型结构图如图9-1所示。
图中，S 为采样开关，)(s G h 为保持器的传递函数，)(0s G 为被控对象的传递函数，)(s H 为测量元件的传递函数。
233*图9-1 采样系统典型结构图9.1.2 数字控制系统数字控制系统的典型原理图如图9-2所示。
它由工作于离散状态下的计算机（数字控制器）)(s G c ，工作于连续状态下的被控对象)(0s G 和测量元件H(s)组成。
在每个采样周期中，计算机先对连续信号进行采样编码(即D A 转换)，然后按控制律进行数码运算,最后将计算结果通过A D 转换器转换成连续信号控制被控对象。
微机原理及接口第9章习题解答
第9章习题解答1、选择题（1）在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过（）A．锁存器B．加法器C．移位寄存器D．数据寄存器（2）在远距离串行通信中，采用调制技术是为了使信号（）A．强度加大B．不失真传送C．一位一位传送D．有条不紊传送（3）微处理器通过数据总线向慢速外设输出数据时，接口部分必须含有的部件是（）A．反相器B．放大器C．锁存器D．TTL/EIA电平转换器（4）串行接口与设备之间的数据传输是以串行方式并且以（）A．单工方式进行的B．半双工方式进行的C．全双工方式进行的D．半/全双工方式进行的（5）甲乙两台计算机近距离通过RS一232C口进行通讯时，常采用最简单的三线联结。
即是（）A．甲机的TXD、RXD、GND分别与乙机的TXD、RXD、GND相连B．甲机的TXD、RXD、GND分别与乙机的RXD、TXD、GND相连C．甲机的RTD、TXD、RXD分别与乙机的RTS、TXD、RXD相连D．甲机的DSR、RXD、DTR分别与乙机的DSR、RXD、DTR相连2、什么是比特率、波特率？解：比特率指每秒传送的二进制位数。
波特率指每秒传送的信息位数量。
3、如果串行传输速率是2400波特，数据位的时钟周期是多少秒？数据位的时钟周期是 = 4.17×10-4秒4、若8251A的收发时钟（RxC、TxC）频率为38.4KHz，它的RTS和CTS 引脚相连。
工作在半双工异步通信，每帧字符的数据位数为7，停止位数为1，偶校验，波特率为600b/s，处于发送状态。
写出初始化程序，其端口地址为02C0H和02C1H。
38.4K = n * 600 ，得分频系数为64MOV DX,02C1HMOV AL,01111011 ;方式字OUT DX,ALMOV AL,00110001 ;控制字OUT DX,AL5、设8251A为异步工作方式，波特率因数为16，7位/字符，奇校验，两位停止位。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。
外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。
2. 简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。
在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。
条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。
在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。
传输完数据后，返回原来的程序继续执行。
直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。
4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。
大学电子技术基础课后习题答案第9章-数模与模数转换器
9 数模与模数转换器9.1 D/A 转换器9.1.1 10位倒T 形电阻网络D/A 转换器如图题9.1.1所示。
（1）试求出输出电压的取值范围。
（2）若要求电路输入数字量为200H 时输出电压v o =5V ，试问V REF 应取何值？解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A 转换器输出电压O v 为910022f REFOii i R R v R D ==-⋅⋅∑当98D D …0D =00…0时 O v =0 V当98D D …0D =11…1时，REFO R v R=-，已知f R R =，所以O REF v R =-于是可得到输出电压的取值范围为：0REF V V -。
（2）根据式（1） 109212O REFifii R v V R D =⋅⋅=-⋅⋅∑将98D D …0D =1000000000代入上式，的REF V =﹣10V 。
9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A 转换器中，已知REF V =6V ，1R =48k Ω，当输入3210D D D D =1100时，O v =1.5V ，试确定f R 的值。
解：n 位权电流D/A 转换器的输出电压为1122n fiREF O i n i R R v D R -==⋅⋅∑于是，有11022n O f n iREF i i R v R V D -=⋅⋅=⋅⋅∑依题意，已知n=4，REF V =6V ，1R =48k Ω，3210D D D D =1100，O v =1.5V,代入上式得f R =16k Ω。
9.1.5 可编程放大器（数控可变增益放大器）电路如图题9.1.5所示。
（1）推导电路电压放大倍数/V O I A v v =的表达式。
（2）当输入编码为（001H ）和（3FFH ）时，电压放大倍数V A 分别为多少？ （3）试问当输入编码为（000H ）时，运放1A 处于什么状态？解：（1）图题9.1.5中运放3A 组成电压增益为﹣1的反相比例放大器，O v =﹣REF V 。
第9章AD与DA转换
例如，满量程值为10V时，n位D/A转换器的 精度为±1/2 LSB，则其最大可能误差为：
精度为±0.05%表示最大可能误差为：
（3）转换速率 转换速率是指大信号工作时，模拟输出电压 的最大变化速度，单位为V/μs （4）建立时间 建立时间指的是，当输入数值满量程后，输 出模拟值稳定到最终值的±1/2LSB时所需要 的时间。该时间是表征D/A转换器性能的重要 指标，显然建立时间越大，转换速率越低。
DI7~ DI0：8位数据输入端，与CPU数据总线 相连。 CS：片选信号，输入，低电平有效，与ILE 配合决定WR1是否起作用。 ILE：输入锁存允许信号，输入，高电平有 效。
WR1 ：写信号1，将数据8位输入数据锁存到输入寄 存器中，低电平有效。此信号必须同CS、ILE同时 有效，即当CS和WR1同时为低电平、ILE为高电平时， 输入数据不锁存；当WR1变为高电平、ILE变为低电 平时，输入数据被锁存在输入寄存器中。 WR2 ：写信号2将锁存在输入寄存器中的数据送到8 位DAC寄存器中进行锁存，低电平有效。当WR2与传 送控制信号XFER同时为低电平时，DAC寄存器中的 数据不锁存；当WR2 或XFER变为高电平时，输入寄 存器中的数据被锁存在DAC寄存器中。
1．ADC0809引脚
ADC0809是28引脚的双列直插式芯片，如 图9-15所示。各引脚的定义及功能如下。
IN7~IN0：8路模拟电压输入端。 D7~D0：8位数字量输出端。 ADDA、ADDB和ADDC：地址输入端， 它们的不同组合可用来选择不同的模拟 输 入 通 道 ， 编 码 000~111 分 别 对 应 IN0~IN7，如表9-1所示。 START：启动转换的控制信号，输入， 高电平有效。
第9章 状态图和活动图
9.1 状态图概述
9.1.1 状态机
状态机视图是一个类对象所可能经历的所有历程的 模型图。状态机由对象的各个状态和连接这些状态 的转换组成。 状态机视图通过对类和对象的生存周期建立模型来 描述对象随时间变化的动态行为。 状态机主要用于描述类的行为。 状态机是一个类的对象所有可能的生命历程的模型。 状态机是一个对象的局部视图 。
9.2 状态图元素
变化change事件 –用关键字When，后面跟布尔表达式 –When(temperature>120)/alerm() –变化事件的意图是要频繁测试表达式，只要表 达式由假变为真，事件就会发生。
9.2 状态图元素
时间（time）事件 –时间事件是指在绝对时间或在某个时间间隔内发生的 事情所引起的事件。 –例如到达某一时间或经过了某一时间段。用关键字 When 或After表示。
9.2 状态图元素
接收到input信号 这一事件发生
9.2 状态图元素
调用call事件 •表示一个操作的调度。请求调用另一个对象 的操作
•信号是一个异步事件，而调用事件一般是同 步的。也就是说，当对象调用另一对象的操作 时，控制就从发送者传送到接收者，该事件触 发转换，完成操后，接收者转换到一个新的状 态，控制返还给发送者。
9.2 状态图元素
CD Player
需要stop状态吗？
9.2 状态图元素
中间状态的组成（除初态终态外，最常见 的状态） •状态名（name） •入口/出口动作（entry/exit action） •内部转化（internal transition） •子状态（substate） •延迟事件（deferred event）
9.4 状态图应用
9.4.1 状态分析 • 接下来分析转换事件： 参加高考：高考后进入“学前”状态 录取：学生被录取后变成“在校”的学生 生病：学生长时间生病则进入“休学”状 态 康复：学生再回到学校转为“在校”状态 完成学业：学生毕业进入“毕业”状态 学籍处理：学生被学籍处理，进入“退学” 状态
第九章 逆向转换法
可见，要想创造性地解决问题，采用辩证思考的方式，逆转一下正 常的思路，从反面换个角度想想，很可能会产生突破性的成果。
---
22
在造船史上，“反向建造”法对造船的质量与速度有着 重大影响。早先的船体结构装焊时都是在同一固定状态进行 的，这样就有很多部位必需作仰焊。仰焊的劳动强度大，质 量不易保证，对快速发展的造船业造成制约。于是，有人便 在船体分段结构装焊时将需仰焊的部位暂不施工，待其他部 位焊好后将整个分段翻个身，变仰焊部位为俯焊位置。显然， 装焊的质量与速度都有了保证。
---
木匠：用锯和刨来加工木料，木料不动而工具动，人在动，体力 消耗大，质量还得不到保证，为了改变这种状况，人们将工作状 态反过来，让工具不动而木料动，设计发明了电锯和电刨，从而 大大提高了效率和工艺水平，减轻了劳动量。
---
20
科技史上有些重大的创新发明其起源就是在原理上作相 反的想象。
1819年，丹麦的物理学家奥斯特，发现了通电导体可使 磁针转动的磁效应；1820年，法国的安培发现通电的螺线管 具有与磁石相同的作用。英国物理学家法拉第想：“为什么 不能用磁产生电呢?”于是，法拉第开始做各种各样的试验， 经过9年艰苦探索，终于在1831年获得了成功——发现了电 磁感应现象，由此创制了世界上第一台发电机，为人类进入 电气化现代文明开辟了道路。
它主要是针对一般地产品，就其原理、视场、需求、结构、 功能等从相反方向进行思考探索，将思路从固有的习惯性思维观 念中引导出来，从而获得崭新的启迪。
单片机原理与接口技术_第9章___A／D、D／A转换接口
在实际应用中，通常利用传感器将被控对象的 物理量转换成易传输、易处理的连续变化的电信号， 然后再将其转换成计算机能接受的数字信号，完成 这种转换任务的器件称为模/数（A/D）转换器。而 将计算机输出的数字信号转换为被控对象能接受的 模拟信号的器件称为数/模（D/A）转换器。
9.2 D／A转换接口DAC0832
D/A转换器在测控系统中将计算机产生的数字量控制
信号转换成模拟信号，用于驱动外部执行机构。
DAC0832 是带有两级数据输人缓冲锁存器的 8位D ／A转换器。其引脚如图9-2所示。
D/A转换器的基本原理
D/A转换器的基本功能是将一个用二进制表示的
数字量转换成相应的模拟量。实现这种转换的
基本方法是对应二进制数的每一位，产生一个
9.3 模／数转换器ADC0809
A/D转换器是测控系统中将模拟信号转换成数字信 号的重要器件。 ADC0809是一种典型的A／D转换器，是8位8通道的 A／D转换器，其引脚如图9-7所示。
A/D转换器的外部特性
各集成A/D转换芯片的封装不尽相同，性能各异。但从原理和应
用的角度来看，任何一种A/D转换器芯片一般具有以下控制信
. D/A转换器的主要参数
(1) 分辨率:D/A转换器能够转换的二进制的位数，
一般有8、10、12位，位数越多分辨率越高。
(2) 转换时间：一般在几十个纳秒至几个微秒。
(3) 线性度：转换器模拟输出偏离理想输出的最 大值。 (4) 输出电平：电流型和电压型两种。
9.2.2
MCS－51与DAC0832的接口
止所需的时间间隔。
9.3.1
ADC0809的结构
ADC0809由一个8位A／D转换器、一个8路模拟量 开关、8路模拟量地址锁存／译码器和一个三态数据输 出锁存器组成，其内部结构如图9-8所示。
51单片机讲稿第九章3
图 9-22 DAC0832内部结构框图
DAC0809的三种工作方式
1、 直通式 将2个寄存器的5个输入端预先设置为有效，这时2个寄存器 都开通，只要有数字信号输入就立即进入DA转换。 2、 单缓冲方式 2个寄存器中的 一个处于直通状态，另一个处于受控状 态。将WR2和Xfer相连接到地上，WR1接到89C51的WR 上，ILE接高电平。
1
REF 0
2 R
d2
U REF 2 R
2
d1
U REF 2 R
3
d0)
取RF=R/2,则得到:
U REF 2
4
u0
(d 3 2 d 2 2 d12 d 0 2 )
3 2 1 0
(1) 分辨率
分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述,与输入 数字量的位数有关。如果数字量的位数为n,则D/A转换器的分 辨率为2-n。这就意味着D/A转换器能对满刻度的2-n输入量作出 反应。
量化间隔和量化误差是A/D转换器的主要技术指标之一。
量化间隔可由下式求得：
满量程输入电压
2 1
n
满量程电压
2
n
其中n为A/D转换器的位数。 量化误差有两种表示方法：一种是绝对量化误差；另一种 是相对量化误差。可分别由下式求得：
绝对量化误差
相对量化误差
量化间隔
2
2
相对
1 2
A的内容不能为任意数,而必须和所选输入通道号IN0~IN7相一致。
第9章 数模转换和模数转换
。
数字电路与逻辑设计
Rf
（2）求和放大器A：为 一个接成负反馈的理想 运算放大器。即：AV＝ ∞，iI＝0，Ro＝0。由于 负反馈，存在虚短和虚 断，即V－≈V＋＝0， iI＝ 0。
I A vO
VREF
输入数字Di=1时，开关Si将电阻23-iR接到基准电压VREF上， 在23-iR上的电流为
Ii VREF VREF i D = D 2 i i 23 i R 23 R
2
i
VREF ()
注意：该电路转换精度较高，
虑的是恒流源特性问题。
RI f4 2
但电路结构较复杂，主要考 vo I Rf Rf4I (20 D0 21 D1 22 D2 23 D3 )
2 D
i 0
3
i
数字电路与逻辑设计
改进：采用具有电流负 反馈的BJT恒流源电路 的权电流D/A转换器：
数字电路与逻辑设计
第9章 数模转换和模数转换
本章要点 本章分别讲授了数模转换和模数转换的基本原理和常 见的典型电路。文中主要介绍数模转换的基本原理，数模 转换器的转换精度和转换速度，分别介绍了权电阻网络数 模转换器，倒 T型电阻网络数模转换器和权电流型数模转 换器；然后介绍了模数转换的一般原理和步骤，分别介绍 了并联比较型模数转换器，逐次逼近型和双积分型模数转 换器的工作原理。
Rf VREF 3 2Rf VREF 3 i i vO I Rf Rf I i ( D 2 ) ( D 2 ) i i 3 4 R 2 i 0 R 2 i 0 i 0
3
若取反馈电阻Rf=R/2，则输出模拟电压表达式为
VREF 3 vO I Rf 4 ( Di 2i ) 2 i 0
计算机组成原理9章：输入输出系统
三、直接存储器存取方式（DMA） 1、基本概念 DMA是一种完全由硬件实现的I/O信息交换方式。是在I/O设备与主存 之间建立一条直接传送数据的通路，并在有关硬件电路（ＤＭＡＣ）的 控制下进行数据交换，而不需CPU干预。 在正常工作时，所有工作周期都用于执行CPU的程序，当外设将要 传输的数据准备好后，占用总线一个工作周期和知己交换一个单位数据， 这个周期过后，CPU继续控制总线，执行原程序。如此重复，直至整个 数据块传送完毕。 ２、DMA的工作方式（访内冲突的处理） DMA技术的出现，使得外设可以通过DMA控制器直接访问内存，此 时，CPU可以继续执行原程序，CPU继续执行程序时要要访问内存， DMA传送时也要访问内存，这样就会出现访问内存冲突。如何处理？
3、DMA接口的组成及功能 （1）功能：指挥某台I/O设备完成操作；指出被传送信息在主存的首地址；指 出要传送的字节数。 （2）组成 ①IOCR：I/O控制寄存器，来自CPU的命令码，设备码，来自I/O设备的状态字。 ②IOAR：I/O地址寄存器，要交换信息在内存的首地址，自动加1 ③WC：字计数器，存放要成批交换的数据的个数，自动减1 ④IOIR：准备与内存交换的信息 ⑤BC：字节计数器，一次只能传送一个字节时用。 ⑥控制逻辑 以上各部分组成DMAC 4、DMA工作过程 （1）I/O指令→IOCR,命令码启动DMA，设备码选中所需设备 （2）DMA启动后，赋初值：内存首址→IOCR，交换字数→WC (字节→BC)， 有关状态及控制信息→DMA （3）被启动的设备准备就绪，向CPU发DMA请求，CPU响应，便交换数据。 （4）从I/O接口输入一数据（从内存输出一数据）到IOIR，IOARMAR， IOIR→MIR ,完成一个数据的传送，同时修改IOAR和WC（BC） （5）又一数据从I/O接口（从内存）→IOIR，重复（4），直到所有数据传送 完毕。
数模转换和模数转换
• 1.倒T型电阻网络D/A转换器 • 如图9-1-2所示为一个4位倒T型电阻网络D/A转换器(按同样结构可将
它扩展到任意位)，它由数据锁存器(图中未画)、模拟电子开关 (S0~S3) , R~ 2R倒T型电阻网络、运算放大器(A)及基准电压U REF组 成。
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9. 2 模数转换电路
• 3. ADC0809应用说明 • (1)ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。 • (2)初始化时，使ST和OE信号全为低电平。 • (3)送要转换的那一通道的地址到A,B,C端口上。 • (4)在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 • (5)是否转换完毕，可以根据EOC信号来判断。 • (6)当EOC变为高电平时，这时给GE为高电平，转换的数据就输出给
的取样频率由取样定理确定。 • 根据采样定理，用数字方法传递和处理模拟信号，并不需要信号在整
个作用时间内的数值，只需要采样点的数值。所以，在前后两次采样 之间可把采样所得的模拟信号暂时存储起来以便将其进行量化和编码。 • 2.量化和编码 • 经过采样、保持后的模拟电压是一个个离散的电压值。对这么多离散 电压直接进行数字化(即用有限个。
• 1.集成D/A转换器DA7520 • 常用的集成D/A转换器有DA7520,DAC0832,DA00808 , DA01230,
MC1408、AD7524等，这里只对DA7520做介绍。 • DA7520的外引线排列及连接电路如图9-1-3所示. • DA7520的主要性能参数如下: • (1)分辨率:十位; • (2)线性误差 • (3)转换速度
09-第九章-隔离开关
09-第九章-隔离开关D图9-1导电回路设备结构图导电回路结构如图9-1所示，动作原理如下：动触头的分合闸运动由折叠运动和加紧运动组成，下导电管内有平衡弹簧系统平衡导电部分自重，合闸时平衡弹簧压缩储能降低合闸速度；分闸时平衡弹簧释放能量，减少分闸操作力。
折叠运动：锥齿轮带动操作拐臂运动——转动座转动——下导电管系统转动（操作拉杆及齿条直线移动）——齿轮齿条传动及上导电臂运动。
加紧运动：滚轮受斜面顶压推动——上操作杆纵向移动（压缩复位弹簧）——杆端连片推动触片收拢——压缩加紧弹簧并提供柔性夹紧力。
2.传动部分图9-2主刀传动原理图主刀闸动作原理如下：机构轴——垂直连杆——轴承座（垂直连杆一并带动水平连杆——两边相）——操作瓷瓶——锥齿轮——双侧拐臂。
图9-3地刀传动原理图主刀闸动作原理如下：机构轴——垂直连杆——轴承座（垂直连杆一并带动水平连杆——两边相）——传动连杆——水平轴——接地刀。
（二）隔离开关的基本用途1.电气隔离将需要检修的电气设备与其它带电部分之间构成足够大的可见的空气绝缘间隔，以保证检修工作的安全进行。
2.改变运行方式隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。
3.接通或断开小电流电路。
（三）电力系统对高压隔离开关的基本要求1.明显的断开点隔离开关在分闸状态下，应具有明显的断开点，以便清楚地鉴别被检修的设备是否已与电网隔离，从而更好地保证检修工作人员的安全。
2.绝缘强度隔离开关在分闸状态下，能形成明显可见的断口并具备足够的绝缘强度，保证被隔离的设备能安全的检修和维护。
在合闸状态下，支柱瓷瓶能满足系统对地绝缘的要求。
隔离开关同一相的开断触头之间的距离要大于不同相导电部分之间及导电部分对地之间的距离(比绝缘耐受电压大10％～15％)。
当系统出现过电压时，如果一旦发生放电，也只在不同相导电部分之间或导电部分对地之间发生，而不会在同一相的开断触头间发生。
语音信号处理第9章 语音合成与转换
1）重叠相加法
h(n )
h (n)
N
N M 1
M M
N1
x(n)
M
xi ( n ) yi ( n )
y (n)
N M 1
N M 1
N M 1 N M 1
重叠 N M 1
重叠 N M 1
韵律生成 驱动 语音数据库
文本
文本分析
PSOLA合成
9.3.3 基音同步叠加技术
基音同步叠加技术一般有三种方式：时域基音同步叠加 （TD-PSOLA）、线性预测基音同步叠加（LPC-PSOLA） 和频域基音同步叠加（FD-PSOLA）。 时域基音同步叠加（TD-PSOLA）的步骤如下： 1）对语音合成单元设置基音同步标记。同步标记是与合成 单元浊音段的基音保持同步的一系列位置点，它们必须能 准确反映各基音周期的起始位置。 2）以语音合成单元的同步标记为中心，选择适当长度的时 窗对合成单元做加窗处理，获得一组短时信号。 3）在合成规则的指导下，调整步骤1）中获得的同步标记， 产生新的基音同步标记。
n (i-1) L (i-1) L+1 n (i-1) L M , m [1, M ] (i-1) L+M+1 n (i-1) L L, m [ M 1, L]
2）重叠存储法
h(n )
h (n)
N
N M 1
M
N 1
x(n) x(n)
N1 N 1
1）重叠相加法
yi ( m )
L
L
重叠M
L L 重叠M
重叠M
《数字电子技术(第二版)》 第9章 模拟量与数字量的转换
9.1.1 D/A转换器的基本原理
基 本 原 理
将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟 量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比， 这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
d0 输入 d1
…
dn －1
D/A
uo 或 io 输出
转 换 特 性
D/A转换器的转换特性，是指其输出模拟量和输入数字量之 间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的 转换特性。理想的 D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量 与输入数字量成正比。即：输出模拟电压 uo=Ku×D或输出模 拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数，D 为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为 n 位二进制 数dn-1dn-2…d1d0，则输出模拟电压为：
9.1.2 T型电阻网络数模转换器
数码di=1（i=0、1、2、3），即为高电平时，则由其控制的 模拟电子开关Si自动接通左边触点，即接到基准电压UR上； 而当di=0，即为低电平时，则由其控制的模拟电子开关Si自 动接通右边触点，即接到地。
d3d2d1d0=0001时的电路：
用戴维南定理从 左至右逐级对各 虚线处进行等效。
由图可得输出电Байду номын сангаас为：
由于d0=1、 d3=d2=d1=0，所以上式又可写为：
同理，当d3d2d1d0=0010时的输出电压为： 当d3d2d1d0=0100时的输出电压为： 当d3d2d1d0=1000时的输出电压为：
应用叠加原理将上面4个电压分量叠加，即得T形电阻网络数 模转换器的输出电压为：
4位逐次逼近型A/D转换器
工作原理 为了分析方便，设D/A转换器的参考电压为UR=8V，输入的模拟 电压为ui=4.52V。 转换开始前，先将逐次逼近寄存器的4个触发器FA～FD清0，并 把环形计数器的状态置为Q1Q2Q3Q4Q5=00001。 第1个时钟脉冲C的上升沿到来时，环形计数器右移一位，其 状态变为10000。由于Q1=1，Q2、Q3、Q4、Q5均为0，于是触 发器FA被置1，FB、FC和FD被置0。所以，这时加到D/A转换器 输入端的代码为d3d2d1d0=1000 ，D/A转换器的输出电压为：
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•D7～D0——数据输出线：为三态缓冲输出形式，可以和单
片机的数据线直接相连；D0为最低位，D7为最高。 •CLK ——时钟信号：ADC0809的内部没有时钟电路，由外
界提供；通常使用500KHz的时钟信号。
•START——转换启动信号：上升沿时器件复位清零，下降沿
时启动A/D转换；在A/D转换期间，应保持低电平。
例如：输入模拟电压满量程为10V，若用8位ADC转换时，其分
辨率为10V/28＝39mV，10位的ADC是9.76mV，而12位的ADC为 2.44mV。
2. 转换精度
转换精度表示A/D转换器实际输出的数字量与理论上的输 出数字量之间的差别。通常以输出误差的最大值形式给出。 有固定、线性和非线性三种，可以在软件中进行处理或补偿。
2.接口电路与工作过程
3.控制与实现
4.应用实例
小
结
A/D转换：将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时 间离散、幅值也离散的数字信号。包括采样、保持、量化、 编码四个步骤。 A/D转换器大致有三类：双积分A/D转换器，逐次比较A/D 转换器,并行A/D转换器。 主要指标：分辨率，转换精度，转换速度。 ADC0809属第二类，是八位A/D转换器。每采集一次一般需 100us。 START下降沿时启动转换，转换结束后会自动产 生EOC信号，可用延时查询方式读入A/D转换结果,也可以 用中断方式读入结果。
@ FFH
00H T
t
D/A 转换产生的锯齿波
说明： (1)程序每循环一次，A加1，因此实际上锯齿波的上升边是 由256个小阶梯构成的，但由于阶梯很小，所以宏观上看就如 图中所画的先行增长锯齿波。
（2）若要改变锯齿波的频率，可在AJMP MM指令前加入延 迟程序即可。短延时可用NOP指令实现，延时较长时，可以 调用一个延时子程序。延迟时间不同，波形周期不同，锯 齿波的斜率就不同。 （3）通过A加1，可得到正向的锯齿波，反之A减1可得到负
三、典型D/A转换器芯片DAC0832
DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源 供电，从+5V～+15V均可正常工作，基准电压的 范围为〒10V，电流建立时间为1µs，CMOS工艺， 低功耗20mW。 由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1 个8位D/A转换器组成。
1.
2.外部结构
（2）保持：由于A/D转换需要一定的时间，在每次 采样以后，需要把采样电压保持一段时间。
采样―保持电路及输出波形
（3）量化：将采样－保持电路的输出电压归化为量 化单位△的整数倍的过程
量化单位△：数字量最小单位所对应的最小量值。
（4）编码：用二进制代码来表示各个量化电平的过 程。
一个n位二进制数只能表示2n个量化电平，量化过程中不 可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。量化级分得越
向的锯齿波。
（4） 程序中A的变化范围是0～255，得到的锯齿波是满幅 度的。如要求得到非满幅锯齿波，可通过计算求的数字量
的处臵和终值进行控制来实现。
作
业
P218-1、8
【例】锯齿波电压发生器
通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器 产生锯齿波来实现。
+5V
地址 译码输出 P0.7 P0.0
CS DIO
ILE VCC Vref 10k + + +10V -10V 10k
DAC0832
Rfb Iout1 Iout2
DI7
WR
WR1 WR2
实验十
A/D转换实验 实验10.ppt
第二节 单片机与数模（D/A）转换
数模转换器:
将输入的数字信号转换成模拟信号输出的器 件，被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、 自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。
一、数模（D/A）转换器原理
二、主要性能指标
5.转换时间（建立时间） 完成一次D/A转换所需要的时间。从D/A 输入数据到 D/A 输出模拟电压或电流是需要一定时间的，这个时间除 了受器件本身特性制约外还和数字量的变化幅值有关。当 输入数字量从全部为0 到全部为1(或反之)，输出建立时 间最长，不同的器件，建立时间可以从几十微秒到几十纳 秒不等。
多（n越大），量化误差越小。
2.A/D转换器类别
■双积分型A/D转换器：速度慢，价格便宜； ■逐次比较型A/D转换器：速度和价格适中； ■并行比较型A/D转换器：速度快，价格贵。
二、A/D转换器的主要技术参数
1.分辨率 分辨率是指A/D转换器输出数字量的最低位变化一个数码 时，对应输入模拟量的变化量。 通常以ADC输出数字量的位数表示分辨率的高低，因为位 数越多，量化单位就越小，对输入信号的分辨能力也就越高。
XFER
1/2LM324
图中的DAC0832工作于单缓冲方式，其中输入寄存器受控， 而DAC寄存器直通。
假定输入寄存器地址为7FFFH，产生锯齿波的程序清 单如下： MOV A， #00H ；取下限值
MOV
MM： MOVX INC NOP NOP NOP SJMP
DPTR，#7FFFH；指向0832口地址
转换精度也叫转换误差或相对误差，是器件本身所固有的，
3.转换速度
完成一次A/D转换所需要的时间叫做转换时间，转换时间越
短，则转换速度越快。
双积分ADC的转换时间在几十毫秒至几百毫秒之间； 逐次比较型ADC的转换时间大都在10～100μs之间； 并行比较型ADC的转换时间可达10ns。
4.转换结果格式：二进制或BCD码
•OE——输出允许信号：OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1， 输出转换得到的数据。 •EOC——转换结束信号。EOC=0正在进行转换；EOC=1,转换 结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作
为中断请求信号使用。
•Vref——参考电压用来作为与输入的模拟信号进行比较的 基准，典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V)。 •电源和地
三、A/D转换器的选择
转换精度 转换速度 模拟输入通道数 使用环境（电气噪声和温度范围） 系统成本
四、80C51单片机与ADC0809的接口
1.ADC0809的引脚与功能
依据ADC0809的工作过程和原理，称为逐次比较型A/D 转换器
•IN7～IN0——模拟量输入通道 •A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为 高地址。 •ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地 址状态送入地址锁存器中。
第九章
数字转换技术
■模数（A/D）转换及接 ■数模（D/A）转换及接口
第一节 单片机与模数（A/D）转换
模数（A/D）转换器 模数（A/D）转换器的主要指标 单片机与模数（A/D）转换器的接口 模数（A/D）转换器的应用
一、A/D转换器
1.转换过程
A/D转换：将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间 离散、幅值也离散的数字信号。 四个步骤：采样、保持、量化、编码。 （1）采样：将一个时间上连续变化的模拟量转换成时间上 离散的模拟量。 香农定律：采样频率fS≥ 2fmax 时，才可以正确的反映输入 信号，才能不失真地恢复原模拟信号。
四.DAC0832与单片机的接口
DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信号可以 构成三种不同的工作方式。 ■直通方式： WR1= WR2 =0时，数据可以从输入端经两 个寄存器直接进入D/A转换器。 ■单缓冲方式：两个寄存器之一始终处于直通， 即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。 ■双缓冲方式：两个寄存器均处于受控状态。这种工作 方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。