第7章 模数及数模转换接口
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第7章 模数与数模转换接口
主要内容 7.1 模/数(A/D)转换 7.2 数/模(D/A)转换
学习目标
了解：模/数与数/模转换基本概念、 基本原理。 的ADC0809和 DAC0832芯片的应用实例及编程方法， 并能够在实践中灵活运用。
2．ADC0809的外 部引脚
ADC0809的外部 引脚排列如图7-2所示 。
3．ADC0809的工作过程ADC0809的工作过 程如下： （1）输入到通道地址锁存和译码电路的 ADDA、ADDB、ADDC三位地址信号用于决定 IN7～IN0中哪一路模拟信号可以输入，然后使地 址锁存与译码模块的ALE=1，从而使IN7～IN0中 被选中的一路模拟信号经通道选择开关送入比较器 的输入端。 （3）A/D转换完成后，转换得到的数字量已 送入8位三态锁存器。如果使8位三态锁存器的OE 信号变为高电平，则8位三态锁存器的三态门被打 开，8位数字量数据被输出到数据线上。 （2）CPU向定时和控制电路发出启动信号 START，START的上升沿使逐次逼近寄存器SAR 清零，下降沿启动A/D转换。
采用查询方式读取A/D转换的输出数据。ADC0809 与8086CPU的连接如图所示。
ADC0809 D 7~D EOC
≥1
0
ADC0809应用举例
8086 D 7 ~D 0 IOR A 15 ~A 3 地 址
IN 7
~
IN 0 V REF (+)
输入
≥1 ≥1
OE
+5 V
IOW A 2 ~A 0
START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV BX, OFFSET ADR 地址送BX
;内存缓冲区首
MOV CX, 8 ;模拟信号输入通道总数 MOV DX, 7FF0H ;模拟信号输入通道 IN0的地址 ADCS: OUT DX, AL ;启动一次 A/D转换 CALL DELAY ;调用延时子程序 IN AL, DX ;转换结束，读转换结果 MOV [BX],AL ;存入指定的存储单元 INC DX ; 下一个模拟信号输入通道 INC BX ;指向下一个存储单元
LOOP ADCS ;循环次数减1，若结果非0 ，则循环对下一通道转换 MOV AX, 4CH ;8路模拟信号均转换完 毕 INT 21H DELAY PROC ;延时子程序 PUSH CX MOV CX, 0500H ;可修改CX初 值 WAIT: NOP ;空操作，耗费时 间 NOP LOOP WAIT POP CX RET ;返回
7.1 模/数(A/D)转换
7.1.1 模/数(A/D)转换基本原理及主要技术指标 A/D转换器的品种繁多，目前使用的主要有三 种类型：逐次逼近型、计数型和双积分型。 逐次逼近型A/D转换器内部主要由逐次逼近寄存器 SAR、D/A转换器、电压比较器和一些时序控制 逻辑电路等组成。 ADC的主要技术指标如下： （1）分辨率。（2）转换时间。 （3）量程。（4）绝对精度。（5）相对精度。
ALE V REF (-) START ADDC ~ADD A
由于ADC0809可处理8路模拟输入，由 ADDC、ADDB、ADDA的三个编码来确定具 体选择哪一路，本例中将这三位连接地址总线 的A2~A0，在启动A/D转换的同时，选定要进 行转换的模拟通道。设8个模拟通道的I/O端口 地址分别为200H~207H，将地址锁存信号 ALE与启动信号START相连，可以做到在锁存 模拟输入通道地址的同时启动A/D转换。 转换结束后，ADC0809会输出一个EOC信 号，采用查询方式时，该信号是一个查询标志 且设为状态端口，经三态门接入数据总线最高 位D7，这样，启动转换之后，只要不断检测 D7位是否为1，就可知道转换是否结束，设状 态端口地址为208H。
答：根据题意，在程序中启动ADC0809的 同时将通道地址写到ADC0809中，并实现一定 时间的延时，以等待A/D转换结束，延时之后读 取转换结果。程序如下： DATA SEGMENT ADR DB 8 DUP(0);存放转换后的结果 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA
TEST AL, 80H ;查EOC(D7)=0？即开始转换了吗？ JNZ START1 ;非0表示未开始，等待 START2: IN AL, DX ;再读EOC状态 TEST AL, 80H ;再查EOC是否为1 JZ START2 ;EOC=0,未转换完等待 POP DX ;EOC=1，转换结束 IN AL, DX ;读取转换数据 MOV [BX],AL ;存入指定的缓冲区 INC DX ;指定下一个输入通道
7.1.3 ADC0809应用实例
ADC0809转换结束时，输出转换结束信号 EOC，通知CPU读取转换的数据。CPU一般可以 采用软件延时方式、程序查询方式、中断方式或 DMA方式来实现对转换数据的读取。 【例7.1】编写程序，采用软件延时的方式 读取ADC0809转换的输出数据。ADC0809与 8086CPU的连接如图7-4所示。设ADC0809的 IN7~IN0对应地址为7FF7H~7FF0H，要求对8 路模拟信号轮流采样，采样后的结果存放到ADR 开始的8个字节单元中。
7.1.2 模/数转换器ADC0809 的组成与接口信号
ADC0809是由美国国家半导体(National Semiconductor)公司研制的逐次逼近型8位 A/D转换器。可直接输入8个单端的模拟信号， 分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制 等应用领域中使用非常广泛。 1．ADC0809的内部结构与功能 ADC0809的内部结构如图7-1所示。
软件编程：配合硬件连接，软件要做的工作 是发启动转换信号，查询转换何时结束，以及读 取数据和存取数据等操作，下面程序段是完成对 8个模拟通道顺序采集一个数据，存入从2000H 开始的单元中。 MOV BX, 2000H ;内存缓冲区首地址 MOV CX, 0008H ;通道总数 MOV DX, 200H ;通道1地址 START: OUT DX, AL ;启动一次A/D转换 PUSH DX ;保存通道号 MOV DX, 208H ;指向状态口地址 START1:IN AL,DX ;读EOC状态
主要内容 7.1 模/数(A/D)转换 7.2 数/模(D/A)转换
学习目标
了解：模/数与数/模转换基本概念、 基本原理。 的ADC0809和 DAC0832芯片的应用实例及编程方法， 并能够在实践中灵活运用。
2．ADC0809的外 部引脚
ADC0809的外部 引脚排列如图7-2所示 。
3．ADC0809的工作过程ADC0809的工作过 程如下： （1）输入到通道地址锁存和译码电路的 ADDA、ADDB、ADDC三位地址信号用于决定 IN7～IN0中哪一路模拟信号可以输入，然后使地 址锁存与译码模块的ALE=1，从而使IN7～IN0中 被选中的一路模拟信号经通道选择开关送入比较器 的输入端。 （3）A/D转换完成后，转换得到的数字量已 送入8位三态锁存器。如果使8位三态锁存器的OE 信号变为高电平，则8位三态锁存器的三态门被打 开，8位数字量数据被输出到数据线上。 （2）CPU向定时和控制电路发出启动信号 START，START的上升沿使逐次逼近寄存器SAR 清零，下降沿启动A/D转换。
采用查询方式读取A/D转换的输出数据。ADC0809 与8086CPU的连接如图所示。
ADC0809 D 7~D EOC
≥1
0
ADC0809应用举例
8086 D 7 ~D 0 IOR A 15 ~A 3 地 址
IN 7
~
IN 0 V REF (+)
输入
≥1 ≥1
OE
+5 V
IOW A 2 ~A 0
START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV BX, OFFSET ADR 地址送BX
;内存缓冲区首
MOV CX, 8 ;模拟信号输入通道总数 MOV DX, 7FF0H ;模拟信号输入通道 IN0的地址 ADCS: OUT DX, AL ;启动一次 A/D转换 CALL DELAY ;调用延时子程序 IN AL, DX ;转换结束，读转换结果 MOV [BX],AL ;存入指定的存储单元 INC DX ; 下一个模拟信号输入通道 INC BX ;指向下一个存储单元
LOOP ADCS ;循环次数减1，若结果非0 ，则循环对下一通道转换 MOV AX, 4CH ;8路模拟信号均转换完 毕 INT 21H DELAY PROC ;延时子程序 PUSH CX MOV CX, 0500H ;可修改CX初 值 WAIT: NOP ;空操作，耗费时 间 NOP LOOP WAIT POP CX RET ;返回
7.1 模/数(A/D)转换
7.1.1 模/数(A/D)转换基本原理及主要技术指标 A/D转换器的品种繁多，目前使用的主要有三 种类型：逐次逼近型、计数型和双积分型。 逐次逼近型A/D转换器内部主要由逐次逼近寄存器 SAR、D/A转换器、电压比较器和一些时序控制 逻辑电路等组成。 ADC的主要技术指标如下： （1）分辨率。（2）转换时间。 （3）量程。（4）绝对精度。（5）相对精度。
ALE V REF (-) START ADDC ~ADD A
由于ADC0809可处理8路模拟输入，由 ADDC、ADDB、ADDA的三个编码来确定具 体选择哪一路，本例中将这三位连接地址总线 的A2~A0，在启动A/D转换的同时，选定要进 行转换的模拟通道。设8个模拟通道的I/O端口 地址分别为200H~207H，将地址锁存信号 ALE与启动信号START相连，可以做到在锁存 模拟输入通道地址的同时启动A/D转换。 转换结束后，ADC0809会输出一个EOC信 号，采用查询方式时，该信号是一个查询标志 且设为状态端口，经三态门接入数据总线最高 位D7，这样，启动转换之后，只要不断检测 D7位是否为1，就可知道转换是否结束，设状 态端口地址为208H。
答：根据题意，在程序中启动ADC0809的 同时将通道地址写到ADC0809中，并实现一定 时间的延时，以等待A/D转换结束，延时之后读 取转换结果。程序如下： DATA SEGMENT ADR DB 8 DUP(0);存放转换后的结果 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA
TEST AL, 80H ;查EOC(D7)=0？即开始转换了吗？ JNZ START1 ;非0表示未开始，等待 START2: IN AL, DX ;再读EOC状态 TEST AL, 80H ;再查EOC是否为1 JZ START2 ;EOC=0,未转换完等待 POP DX ;EOC=1，转换结束 IN AL, DX ;读取转换数据 MOV [BX],AL ;存入指定的缓冲区 INC DX ;指定下一个输入通道
7.1.3 ADC0809应用实例
ADC0809转换结束时，输出转换结束信号 EOC，通知CPU读取转换的数据。CPU一般可以 采用软件延时方式、程序查询方式、中断方式或 DMA方式来实现对转换数据的读取。 【例7.1】编写程序，采用软件延时的方式 读取ADC0809转换的输出数据。ADC0809与 8086CPU的连接如图7-4所示。设ADC0809的 IN7~IN0对应地址为7FF7H~7FF0H，要求对8 路模拟信号轮流采样，采样后的结果存放到ADR 开始的8个字节单元中。
7.1.2 模/数转换器ADC0809 的组成与接口信号
ADC0809是由美国国家半导体(National Semiconductor)公司研制的逐次逼近型8位 A/D转换器。可直接输入8个单端的模拟信号， 分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制 等应用领域中使用非常广泛。 1．ADC0809的内部结构与功能 ADC0809的内部结构如图7-1所示。
软件编程：配合硬件连接，软件要做的工作 是发启动转换信号，查询转换何时结束，以及读 取数据和存取数据等操作，下面程序段是完成对 8个模拟通道顺序采集一个数据，存入从2000H 开始的单元中。 MOV BX, 2000H ;内存缓冲区首地址 MOV CX, 0008H ;通道总数 MOV DX, 200H ;通道1地址 START: OUT DX, AL ;启动一次A/D转换 PUSH DX ;保存通道号 MOV DX, 208H ;指向状态口地址 START1:IN AL,DX ;读EOC状态