《数字电路与逻辑设计 数模模数转换器.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字电路与逻辑设计 数模模数转换器.pptx(65页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、7.1 概述7.2 D/A转换器7.3 A/D转换器7.4 D/A和A/D转换器应用举例本章小结目 录第1页/共65页自动控制和测量系统中,被控制和被测量的对象往往是一些连续变化的物理量,如:温度、压力、流量、速度、电流、电压等。这些随时间连续变化的物理量,通常称为模拟量,而时间和幅值都离散的信号,称为数字量,由高、低电平来描述。计算机参与测量和控制时,模拟量不能直接送入计算机,必须先将它们转换为数字量,这种能够将模拟量转换成数字量的器件称为模拟/数字转换器,简称ADC或A/D。同样,计算机输出的是数字量,不能直接用于控制执行部件,必须将这些数字量转换成模拟量,这种能够将数字量转换成模拟量的器
2、件称为数字/模拟转换器,简称DAC或D/A。7.1 概述第2页/共65页计算机自动控制系统在该系统中,计算机要想取得现场的各种参数,就必须先用传感器将各种物理量测量出来,且转换成电信号,在经过A/D转换后,才能被计算机接收;计算机对各种参数进行计算、加工处理后输出,经过D/A转换成模拟量后,再去控制各种执行部件。第3页/共65页传感器:将各种现场的物理量测量出来并转换成电信号。常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器、振动传感器和重量传感器。放大器:把传感器输出的信号放大到ADC所需的量程范围。传感器输出的信号一般很微弱,且混有干扰信号,所以必须要去除干扰,并将微弱信号放大到与ADC相
3、匹配的程度。第4页/共65页经过计算机处理后的数字量经D/A转换成模拟控制信号输出。但为了能驱动受控设备,常需采用功率放大器作为模拟量的驱动电路。多路开关的作用是:当多个模拟量公用一个ADC时,采用多路开关,通过计算机控制,将多个模拟信号分时接到ADC转换器上,达到公用ADC以节省硬件的目的。采样保持器实现对高速变化信号的瞬时采样,并在其A/D转换期间保持不变,以保证转换精度。第5页/共65页7.2.1 权电阻网络型D/A转换器数字量是由二进制代码按数位组合起来的,每位代码都有一定的权。如:1011B12302212112011式中2的幂次叫权,1或0叫系数。任意二进制数都可以写成这种形式:B
4、 n(dn-1dn-2d1d0)2dn-12n-1dn-22n-2d121d0207.2 D/A转换器式中的dn-1,dn-2,d1,d0为每位的二进制代码,等于 0或1。为实现数字量到模拟量的转换,须将每位代码dn-1,dn-2,d1,d0按其权值大小转换成相应的模拟量,然后将各模拟分量相加,其总和就是与数字量B n相应的模拟量。权电阻网络型D/A转换的基本原理第6页/共65页根据这一原理构成的D/A转换器,主要由电阻网络、电子开关、基准电压、运算放大器组成。输入的二进制数字量B n通过逻辑电路,用以控制电子开关Kn-1、K0,当输入的数字量不同时,通过各电子开关使电阻网络中接有不同电阻的支
5、路和基准电压VREF接通,在运算放大器的输入端产生与数字量B n成正比的电流I,再经运放将电流转换为与输入二进制数成正比的输出电压VOUT。第7页/共65页(1)令R0=R,各支路上电阻的大小与二进制数各位权的大小成反比例。即R0=R/20,R1=R/21,R2=R/22,Rn-2=R/2n-2,Rn-1=R/2n-1。(2)电子开关Kn-1,Kn-2,K1,K0合向哪一端取决于输入的二进制数字量的各位dn-1,dn-2,d1,d0。若 d i=1,K i合向基准电压VREF,若d i=0,K i则合向地。(3)运算放大器的特性:开环放大倍数很大,反相输入端电平接近于地,即虚地。I=I+(IF
6、),由于输入阻抗无限大,输入电流I0,故IIF。第8页/共65页计算:由运放的特性:第9页/共65页可知:因为RF,R和VREF是常数,运算放大器输出的模拟电压VOUT与输入的数字量B n成正比,所以通过该电阻网络能进行D/A转换,式中的负号表示VOUT与VREF极性相反。权电阻网络型D/A转换器的优点是:电路简单,原理直观;缺点是:位数越多,支路越多,电阻值变化越大,最大电阻和最小电阻的差别越大,不仅集成电路难于制造,而且精度也差,所以大多数D/A转换器芯片内部不采用权电阻网络,而是采用下面介绍的方法。由:第10页/共65页7.2.2 T型电阻网络型D/A转换器在这种电阻网络中,只需要R和2
7、R两种电阻,整个电路由若干个相同的电路环节组成,每个环节有两个电阻和一个开关,由于电阻接成T型,故称T型电阻网络。第11页/共65页电子开关Kn-1,K1,K0合向哪一端取决于输入的二进制数字量的各位dn-1,d1,d0。若d i=1,K i合向IOUT1,该支路上的电流进入运算放大器反向输入端,若d i=0,K i则合向IOUT2,该支路上的电流不进入运算放大器。由于IOUT1虚地,IOUT2接地,无论开关合向哪端,从各电路环节的节点n-1,n-2,i,1,0向下看和向右看两条支路的等效电阻都是2R,节点到地的等效电阻为2R2R=R,流入两条支路的电流Ii和I i 相等,且等于流入节点电流的
8、一半。第12页/共65页计算:第13页/共65页第14页/共65页可知:因为RF,R和VREF是常数,运算放大器输出的模拟电压VOUT与输入的数字量B n成正比例,所以通过该电阻网络也能进行D/A转换,式中的负号同样表示VOUT与VREF极性相反。T型电阻网络型D/A转换器的优点是:不论位数多少,虽然电阻数目比权电阻网络电路多一倍,但电阻种类很少,只有两种,R及2R。不仅集成电路易于制造,而且精度也容易保证,所以大多数D/A转换器芯片内部都采用T型电阻网络。表示VOUT与VREF极性相反。由:第15页/共65页7.2.3 D/A转换器的主要技术指标1.分辨率表明DAC对模拟值的分辨能力,即DA
9、C所能产生的最小模拟量增量,通常用输入数字量的最低有效位(LSB)对应的输出模拟电压值表示。或者也称最小输出电压VO与最大输出电压VO(2n1)之比DAC位数越多,输出模拟电压的阶跃变化越小,分辨率越高。通俗地说,DAC的分辨率只与其位数有关,对于n位DAC,分辨率为第16页/共65页2.转换精度表明模拟输出实际值与理想值之间的偏差。绝对精度指对应一个数字量输入所得的实际输出值与理论输出值之间的偏差。相对精度指当满量程值校准后,任何数字输入的模拟输出值与理论值的误差,实际上即是D/A转换的线性度。精度一般以满量程的百分数或最低有效位的分数形式给出。某DAC精度为0.1%,满量程VFS=10V,
10、则该DAC的最大线性误差电压:VE=0.1%10 V=10 mV对于n位DAC,精度为 ,其最大可能的线性误差电压注意:分辨率与精度是完全不同的两个概念,分辨率高低取决于位数,精度的高低取决于DAC内部各器件的精度和稳定性,分辨率很高的DAC不一定有很高的精度。第17页/共65页3.线性误差DAC的实际转换特性与理想转换特性之间是有偏差的,这个偏差就是线性误差。理想转换特性曲线是线性的,而实际转换特性曲线大多是非线性的。它们之间误差的最大值称为线性误差。线性误差一般也用LSB的分数形式给出,好的DAC线性误差应小于第18页/共65页4.微分线性误差表明任意两个相邻的数字编码输入DAC时,输出模
11、拟量之间的关系。理论上,这两个模拟输出值之间正好相差1个LSB。在实际中,这个差值常常大于或小于1个LSB。它与1LSB之差就是微分线性误差,通常也以LSB的分数形式给出。5.温度灵敏度这项指标表明DAC受温度变化影响的特性。它是指数字输入不变的情况下,模拟输出信号随温度的变化。一般DAC的温度灵敏度为50 ppm/,ppm为百万分之一。第19页/共65页6.建立时间指数字量从0变到最大时,其模拟输出达到满刻度值的 LSB对应值时所需要的时间。电流型的DAC转换较快,电压输出的DAC较慢,主要是运算放大器的响应时间。在实际应用中,要正确选用DAC,使它的转换时间小于数字输入信号发生变化的周期。
12、7.电源灵敏度这项指标反映DAC对电源电压变化的灵敏程度。它又称为电源抑制比,它为满量程电压变化百分数与电源变化的百分数之比。8.输出电平不同型号DAC的输出电平相差较大,一般DAC为510 V,而高压输出型DAC可达2430 V;电流型DAC输出电流相差也较大,低至几毫安,高达几个安培。第20页/共65页7.3.1 采样-保持与量化-编码1.采样与保持由于要转换的模拟信号在时间上是连续的,它有无限多个值,A/D转换不可能将每个瞬时值都转换成数字信号,只能转换其中有限个值。按一定的周期采样随时间连续变化的模拟信号,得到有限个模拟值,这个过程称为采样。采样过程通过模拟开关来实现的,模拟开关每隔一
13、定的时间间隔T(采样周期)闭合一次,一个连续信号通过这个开关,就形成一系列的脉冲信号,称为采样信号。7.3 A/D转换器第21页/共65页采样周期的长短决定了转换结果的精确度。显然,采样周期太长将导致采样点太少,采样虽然能很快完成,但会失真;采样周期越短,采样脉冲频率越高,采样点越多,A/D转换结果越精确,但A/D转换需要的时间也越长,所以采样周期也不能无限制地短。香农定理:采样频率f至少应大于被测信号f(t)频谱中最高频率f max的两倍。上面这个采样定理规定了不失真采样的下限,在实际应用中常取f=(510)f max。第22页/共65页通常将采样电路和保持电路统称为采样保持器。它由保持电容
14、、输入输出缓冲放大器、模拟开关和控制电路组成。它有两个工作状态:采样状态和保持状态。当开关K闭合,输出信号Vo随输入信号Vi变化,为采样状态;当开关断开时,利用电容CH保持输出信号不变,为保持状态。第23页/共65页LF398是由美国国家半导体公司NSC生产的采样保持器。其中,V+和V是正、负电源,变化范围为5V18V;OFFSET为偏移调整端,可用外接电阻调整采样保持器的零位偏差;Logic和Logic Reference为两个控制端,用于适应各种电压信号。如果Logic Reference接地,则Logic大于1.4 V使开关导通,当Logic为低电平时,电路处于保持状态。CH用于外接保持
15、电容,该电容由用户根据实际需要选择,它的大小与采样频率和采样精度有关。第24页/共65页2.量化与编码采样后的信号虽然时间上不连续,但幅度仍然连续,仍为模拟信号,必须经过量化,转化为数字信号,才能送入计算机。量化过程是A/D转换的核心过程。所谓量化,就是将时间上离散、幅值上连续的模拟信号用等效的离散数字量来表示。量化规定的最小数量的单位称为量化单位,显然,数字信号的最低有效位“1”所代表的模拟量的大小就等于量化单位。在量化过程中,模拟量小于一个量化单位的部分采取“四舍五入”的方法进行整量化,由此导致的误差称为量化误差。第25页/共65页将量化结果用二进制代码表示,称为编码,该二进制代码就是A/
16、D转换的结果。所以,量化与编码通常被称为A/D转换。7.3.2 计数器式A/D转换器计数器式A/D转换器结构如图所示。它由计数器、比较器、内部DAC和控制电路组成。第26页/共65页1.计数器清0,将要转换的模拟电压Vi加至比较器的一端。2.计数器中的数字量至DAC,经D/A转换后输出相应的模拟电压VO加至比较器的另一端。3.Vi与VO在比较器中进行比较:若ViVO,比较器的输出端VC1,与CLK一起控制计数器进行加一计数,重复第2、3步。若V I V O,比较器的输出端VC0,使与门关闭,计数器停止计数。第27页/共65页4.计数器中的数字量输出,即为转换结果。计数器式A/D转换器原理直观,
17、电路简单,价格低廉,但转换速度慢,N位计数器ADC平均转换时间为 个CLK。由于速度太慢,现在计数器式A/D转换器已不常见。第28页/共65页7.3.3 逐次逼近式A/D转换器逐次逼近式A/D转换器的转换原理与天平称物体重量过程相似。如被称物体重量为149g,而把标准砝码设置为与8位二进制相对应的权码值,即128(27)、64(26)、32(25)、16(24)、8(23)、4(22)2(21)、1(20)g;先在砝码盘上加128g砝码,经天平比较149g128g,则保留此砝码(D7=1);再加64g砝码,经天平比较149g(128+64)g,则舍下64g砝码(D6=0);以此类推,直至128
18、+16+4+1=149,比较完毕。最后转换结果为D7D0=10010101。第29页/共65页逐次逼近式A/D转换器结构如图所示。它由逐次逼近寄存器、比较器、内部DAC和控制电路组成。1.逐次逼近寄存器清0,i=n1(n为ADC位数),将要转换的模拟电压Vi加至比较器的一端。2.逐次逼近寄存器中的D i位置1。第30页/共65页3.逐次逼近寄存器中的数字量至DAC,经D/A转换后输出相应的模拟电压VO加至比较器的另一端。4.Vi与VO在比较器中进行比较:若ViVO,比较器的输出端VC1,使Di保留1。若ViVO,比较器的输出端VC0,使Di清0。第31页/共65页5.i=0吗?(1)i=0,转
19、第6步。(2)i0,i=i1,转第2步。6.(1)i=0,转第6步。逐次逼近寄存器中的数字量输出,即为转换结果。(2)i0,i=i1,转第2步。第32页/共65页7.逐次逼近寄存器中的数字量输出,即为转换结果。逐次逼近式A/D转换器转换速度比计数器式A/D快多了,N位逐次逼近式ADC平均转换时间为N个CLK。由于其仍然保持了转换原理直观、电路简单、成本低廉的优点,多数ADC芯片都是逐次逼近式的。第33页/共65页7.3.4 双积分式A/D转换器双积分式A/D转换器由积分器、比较器、计数器和时钟发生器组成。通过对输入电压Vi和基准电压VR的两次积分来完成A/D转换,故称双积分式。第一次积分称为采
20、样阶段,对Vi进行固定时间的积分,第二次积分称为比较阶段,对反极性的VR进行积分,此次积分的斜率固定。第34页/共65页1.采样阶段开关S合向输入电压Vi,对其进行固定时间的积分,并启动计数器对时钟脉冲计数。设积分时间为T1,时钟脉冲频率为f,积分时间到后,积分器输出电压VO为:因为输入电压Vi在T1时间内的平均值为第35页/共65页即在采样阶段,积分器输出电压VO与输入模拟电压的 平均值成正比。积分时间到后,计数器也停止计数,计数器输出值N1为:即时钟脉冲频率第36页/共65页2.比较阶段S合向与Vi极性相反的基准电压VR,积分器开始反向积分,同时启动计数器重新开始对时钟脉冲进行计数。当积分
21、器输出到零时,停止积分及计数,计数器的输出结果即为A/D转换的结果。设积分时间为T2,积分器从上次积分器的输出值VO开始向为零斜变,直至积分器输出为零:第37页/共65页在比较阶段,计数器输出值N2为:将 代入:由于N1、VR均为常数,所以计数器的输出N2与输入的模拟电压 的平均值成正比,负号表示Vi与基准电压VR极性相反。第二阶段计数器的输出即为A/D转换的结果。第38页/共65页7.3.5 并行比较式A/D转换器并行比较式A/D转换器由电阻、比较器和编码电路组成,采用直接比较法。它把参考电压VR经电阻分压器直接给出2n1个量化电平。转换器需要2n1个比较器,每个比较器的一端接某一级量化电平
22、。被转换的输入电压Vi同时送到各个比较器的另一端,2n1个比较器同时比较,比较结果由编码电路编成n位数字量输出,达到A/D转换的目的。第39页/共65页并行比较式A/D转换器转换原理直观、速度最快,但成本也是最高的。并行比较式A/D转换器分辨率一般比较低,因为n位转换器需要2n个电阻和2n1个比较器,而且每增加一位,元器件数目就要增加一倍,它的成本随分辨率的提高而迅速增加。并行比较式A/D转换器一般用于对转换速度要求很高但不在乎成本的A/D转换中。第40页/共65页7.3.6 A/D转换器的主要技术指标1.分辨率表明ADC对模拟值的分辨能力,即ADC可转换成数字量的最小模拟电压值。一个n位的A
23、DC,分辨率等于最大容许模拟输入值(即满量程)除以2n。例如:满量程值为 5 V,对8位ADC的分辨率 模拟值低于此值,转换器均不转换。若满量程值不变,DAC位数越多,可转换成数字量的最小模拟电压值越小,分辨率越高,所以通常也以位数表示分辨率。第41页/共65页2.转换时间转换时间指ADC接到启动命令到获得稳定的数字信号输出所需的时间,它反映ADC的转换速度。不同ADC转换时间差别很大。3.量程量程是指所能转换的输入电压范围。4.绝对精度绝对精度指的是在输出端产生给定的数字代码,实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。5.相对精度相对精度指的是满刻度值校准以后,任意数字输出所对应的实
24、际模拟输入值(中间值)与理论值(中间值)之差。对于线性ADC,相对精度就是它的非线性。第42页/共65页7.4.1 DAC0832的应用DAC0832是用CMOS工艺制成的双列直插式8位D/A转换芯片,内部采用T型电阻网络,数字输入有输入寄存器和DAC寄存器两级缓冲,可以双缓冲、单缓冲或直接输入方式连接。该芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,得到了广泛应用。1.DAC0832的主要技术指标8位DAC,每次并行输入8位数字信号输入电平为TTL电平单电源515 V转换时间1 s温度灵敏度20 ppm/线性误差0.2%LSB功耗20 mW7.4 D/A和A/D转换器应用举例第43页/共6
25、5页2.DAC0832内部结构芯片内部有两个寄存器和一个D/A转换器,运算放大器需外接。两个寄存器分别为8位的输入寄存器和8位的DAC寄存器,可以进行双缓冲操作,即在对某数据转换的同时,又可以进行下一数据的采集,故转换速度较高,写入信号 和 分别控制输入寄存器和DAC寄存器的工作。第44页/共65页3.DAC0832引脚功能VCC:芯片工作电源,范围为+5 V+15 VAGND:模拟地DGND:数字地VREF:基准电压输入端,范围为+10 V10 V :片选信号DI7DI0:8位数字量输入端第45页/共65页ILE:输入锁存允许:传输控制信号:写信号1,与ILE、一起控制输入的数字量锁存至输入
26、寄存器。:写信号2,与 一起控制将输入寄存器中的数字传送至DAC寄存器。第46页/共65页IOUT2:模拟电流输出2,接地。其大小与输入的数字取反后的数字量 成正比,IOUT1+IOUT2=常数。Rfb:反馈电阻引出端。反馈电阻被制作在芯片内,用作外接运算放大器的反馈电阻,它与内部的R-2R电阻相匹配。IOUT1:模拟电流输出1,接运算放大器反向输入端。其大小与输入的数字量DI7DI0成正比。第47页/共65页4.DAC0832的工作方式(1)单极性电压输出所谓单极性输出是指微处理机输出到D/A转换器的代码00HFFH,经D/A转换器输出的模拟电压要么全为负值,要么全为正值。输出极性总与基准电
27、压的极性相反。第48页/共65页输入数字量理想输出电压0000000000000000011LSB1LSB000000102LSB2LSB10000000VREF/2|VREF|/211111110VREF+2LSB|VREF|2LSB11111111VREF+1LSB|VREF|1LSB单极性理想输出如表所示,表中1LSB=|VREF|/256,模拟电压输出的最大值比VREF少1LSB。第49页/共65页(2)双极性电压输出双极性电压输出是指微处理机输出到DAC的数字量有正负之分,经D/A转换器输出的模拟电压也有正负极性之分。如控制系统中对马达的控制,正转和反转对应正电压和负电压。数字量表示
28、为双极性的方法有多种,但只有补码和移码适用于D/A转换,其中用移码最方便,移码是由基本二进制数加上偏移值得到的。DnB=Dn+2n,式中Dn是二进制数,2n是偏移值(其中n为字长)。如n=4时,+5的二进制数为+101,其偏移码为+101+1000=1101,5的二进制数为101,其偏移码为101+1000=0011。第50页/共65页若要双极性电压转换,首先要将代码转换为相应的偏移二进制码,再送D/A转换器。双极性电压输出电路如图所示。它是在单极性输出电路的基础上再加一级运放,由VREF为第二级运放提供一个偏移电压。第51页/共65页输入数字量理想输出电压00000000|VREF|+|VR
29、EF|00000001|VREF|+1LSB+|VREF|1LSB00000010|VREF|+2LSB+|VREF|2LSB1000000000100000011LSB1LSB11111110VREF2LSB|VREF|+2LSB11111111VREF1LSB|VREF|+1LSB理想的双极性电压输出与输入代码关系见下表,表中1LSB=2|VREF|/256=|VREF|/128。第52页/共65页5.DAC0832与微机的连接DAC0832内部有两个寄存器,可以工作在直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。如果工作在直通方式,则无锁存功能;如果工作在缓冲方式,则有一级或二级锁存能力。(1)直通
30、方式和均接地,DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器均处于选通状态,数字量通过DAC0832时,直接经输入寄存器及DAC寄存器直通。第53页/共65页(2)单缓冲方式接地而变化,或接地而变化,DAC0832的输入寄存器和DAC寄存器始终有一个处于选通状态,另一个处于受控状态。第54页/共65页(3)双缓冲方式和均处于变化状态,DAC0832的两个寄存器均处于受控状态。第55页/共65页7.4.2 ADC0809的应用ADC0809是用CMOS工艺制成的双列直插式8位A/D转换芯片,内部采用逐次逼近原理,具有8路模拟量输入通道,输出具有三态锁存和缓冲能力,易于与微处理机相连,是应用较广的一种A
31、/D转换芯片。1.ADC0809的主要技术指标8位ADC输入电压范围为05 V转换时间100s工作温度范围为40+85功耗15 mW第56页/共65页2.ADC0809内部结构ADC0809内部由两部分电路组成第一部分:8路模拟通道选择开关、地址锁存器和译码器。第二部分:比较器、8位逐次逼近寄存器SAR、8位树型D/A转换电路、控制逻辑、三态输出缓冲锁存器。第57页/共65页工作原理:由START信号启动A/D转换开始且SAR清0,在CLOCK的控制下,将SAR从高位到低位逐次置“1”,并将每次置位后的SAR送D/A转换器转换成与SAR中数字量成正比的模拟量,DAC的输出加至比较器的另一端与输
32、入的模拟电压进行比较,若VIVO,保留SAR中该位的“1”,若VIVO,该位清0,经过8次比较(8个CLOCK)后,SAR中的8位数字量即是结果,在OE有效下,将SAR中8位二进制数输出至锁存器,并通过D7D0输出,同时发出EOC转换结束信号。第58页/共65页3.ADC0809引脚功能D0D7:8路模拟量输入ADDA、ADDB、ADDC通道地址选择ALE:通道地址锁存允许START:A/D转换启动信号CLOCK:时钟脉冲输入EOC:A/D转换结束信号OE:输出允许D7D0:数字量输出端VREF(+)、VREF():基准电压正、负极第59页/共65页4.DC0809与微机的连接(1)数据输出线
33、的连接根据ADC芯片的数据输出端是否带有三态锁存缓冲器,与主机的连接可有两种方式:一种是直接连接,主要用于输出带有三态锁存器的ADC芯片,如ADC0809;第二种是用三态锁存缓冲器如74LS373或通用并行接口芯片如Intel8255A和主机相连,适用于不带三态锁存器的ADC芯片。有些情况下,那些带有三态锁存缓冲器的ADC芯片也常采用第二种方法。此外,根据ADC与CPU位数的不同,连接方法也不同。对于ADC的输出位数不大于主机位数时,其输出端和数据总线可直接相连,若ADC输出位数大于主机位数,与数据总线的连接必须增加读取控制逻辑,把8位以上的数据分两次或多次读出。第60页/共65页(2)A/D
34、转换的启动信号一个ADC在开始转换时,必须加一个启动信号,不同的芯片对启动信号的要求不同,一般分脉冲启动和电平启动两种。ADC0809属于正脉冲启动方式,只要在START引脚加一个正脉冲即可,通常都是采用外设输出信号和地址译码器的端口地址信号经过逻辑电路进行控制。(3)转换结束信号的处理方式当A/D转换结束,ADC输出一个转换结束信号,通知主机,A/D转换已经结束,可以读取转换结果。CPU有多种方法读取转换结果。第61页/共65页查询方式这种方式下,将结束信号作为状态信号经三态缓冲器送到系统数据总线的某一位上,主机在启动转换后,即不断在程序中查询是否转换结束,一旦查到结束信号,便读取数据。这种
35、方式的程序设计比较简单,是比较常用的一种方法。中断方式在这种方式下,将结束信号作为中断请求信号连到主机的中断请求线上,主机启动转换后可不必理睬ADC,当转换结束时,ADC向CPU申请中断,CPU响应中断,在中断服务程序中读取数据。这种方式下,CPU可与ADC并行工作,适用于实时性较强或参数较多的数据采集系统。第62页/共65页延时方式这种方式不用转换结束信号,主机启动转换后,延时一段时间,该时间必须大于ADC的转换时间,然后直接读取数据。延时可用软件延时或硬件延时,采用软件延时,无需硬件连线,但要占用CPU时间,多用于CPU处理任务较少的系统中。DMA方式DMA方式把结束信号作为DMA请求信号,转换结束,即启动DMA传送,通过DMA控制器直接将数据送入内存缓冲区。这种方式特别适用于高速采集大量数据的情况。第63页/共65页D/A、A/D转换是计算机自动控制系统中不可缺少的环节。本章讲述了权电阻和T型电阻网络型D/A转换器转换原理;计数器式、逐次逼近式、双积分式和并行比较式A/D转换器转换原理;介绍了D/A、A/D电路的组成;介绍了D/A、A/D转换器的主要技术指标;还分别介绍了一种典型的DAC和ADC芯片DAC0832和ADC0809的内部结构、引脚、工作原理及使用方法。本章小结(本章完)第64页/共65页感谢您的观看!第65页/共65页