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1、计算机控制第二章计算机控制第二章第1页，此课件共63页哦图图2-1 计算机控制系统基本框图计算机控制系统基本框图图图2-1给出了按偏差进行控制的闭环控制系统框图给出了按偏差进行控制的闭环控制系统框图一、一、采样与复现采样与复现第2页，此课件共63页哦1.数字信号数字信号 模拟信号模拟信号 采样信号采样信号 采样保持信号采样保持信号 数字信号数字信号反馈测量的模拟信号：时间连续、幅值连续反馈测量的模拟信号：时间连续、幅值连续f(t)计算机接收的数字信号：时间离散、幅值离散计算机接收的数字信号：时间离散、幅值离散f*(nT)图图2-2 数字信号过程数字信号过程第3页，此课件共63页哦2.采样定义采
2、样定义 按一定的时间间隔按一定的时间间隔T，将时间上连续和幅值上也连，将时间上连续和幅值上也连续的模拟量信号续的模拟量信号f(t)转变成在时刻转变成在时刻0、T、2T、nT的一的一连串离散模拟信号连串离散模拟信号f*(t)或或 f(nt)的过程成为的过程成为采样过程采样过程，执行执行采样动作的开关称为采样动作的开关称为采样开关采样开关；0、T、2T、nT为为采样时刻采样时刻；T为为采样周期采样周期;采样过程持续时间成采样过程持续时间成为为采样宽度采样宽度。采样信号在时间轴上离散的，在函数轴采样信号在时间轴上离散的，在函数轴上是连续的。上是连续的。第4页，此课件共63页哦局部与整体的关系。局部与
3、整体的关系。问题：局部是否能反映整体？问题：局部是否能反映整体？第5页，此课件共63页哦3.采样过程采样过程 采样信号用采样信号用f*(t)表示，其中表示，其中*代表信号在时间上离散代表信号在时间上离散的。采样信号的。采样信号f*(t)的每个采样值的每个采样值f(nT)都看作是一个强都看作是一个强度为度为f(nT)的脉冲函数，即的脉冲函数，即f(nT)(t-nT)。整个采样信号整个采样信号f*(t)可看作一个加权脉冲序列可看作一个加权脉冲序列第6页，此课件共63页哦4.零阶保持过程零阶保持过程 将采样信号将采样信号f*(t)的每个瞬时采样值的每个瞬时采样值f(nT)一直保持到一直保持到下一个瞬
4、时采样值下一个瞬时采样值 f(nT+T)出现之前的过程。输入输出出现之前的过程。输入输出关系表示为：关系表示为：零阶保持过程对输入的每个采样脉冲都输出一个方波，零阶保持过程对输入的每个采样脉冲都输出一个方波，方波幅值同采样脉冲的采样值方波幅值同采样脉冲的采样值f(f(n nT)T)相等，其时间宽度为相等，其时间宽度为一个采样周期一个采样周期T(T(绘出图形绘出图形)第7页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析 f(t)与与f*(t)的特性差别的特性差别 f(t)为时间连续函数，为时间连续函数，f*(t)为时间离散函数，由为时间离散函数，由f*(t)只知道只知道f(t)在各采样时刻的数值
5、在各采样时刻的数值f(nT),相邻采样点相邻采样点之间之间f(t)状况不知状况不知。因此需要研究：。因此需要研究：(a)采样信号采样信号f*(t)能否完全反映连续信号能否完全反映连续信号f(t)的变化的变化规律，或者规律，或者f*(t)能否包含能否包含f(t)的全部信息；的全部信息；(b)采样信号采样信号f*(t)的信息损失和采样周期关系如何。的信息损失和采样周期关系如何。第8页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析1)采样过程的数学描述采样过程的数学描述 (a)采样信号描述采样信号描述 (b)理想开关的数学模型理想开关的数学模型 理想脉冲信号理想脉冲信号 调制器的载波信号调制器的载波
6、信号第9页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析 (c)脉冲调制器脉冲调制器 (d)理想采样过程的描述理想采样过程的描述第10页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析2)采样信号的频谱分析（频率域分析）采样信号的频谱分析（频率域分析）假设连续信号假设连续信号f(t)的富氏变换式为的富氏变换式为F(jw)，采样后信号，采样后信号f*(t)的富氏变换式用的富氏变换式用F*(jw)表示。理想脉冲序列表示。理想脉冲序列T(t)是是一个周期为一个周期为T的函数，其富氏级数为的函数，其富氏级数为其中其中 为采样角频率为采样角频率第11页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析将上式代
7、入得将上式代入得上式拉氏变换上式拉氏变换令令s=jw 有有第12页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析假定连续信号假定连续信号f(t)的频谱为：的频谱为：根据上式结论，其采样（离散）信号根据上式结论，其采样（离散）信号f*(t)的频谱为：的频谱为：第13页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析可得到如下结论：可得到如下结论：(a)n=0的项为的项为(1/T)F(jw)，通常称为基本频谱。它，通常称为基本频谱。它正比于原连续信号正比于原连续信号f(t)的频谱；的频谱；(b)同时派生出以同时派生出以ws为周期的，无限多个高频频谱分为周期的，无限多个高频频谱分量量(1/T)F(jw
8、-jnws)；(c)F(jw)的频带宽度是有限的，为一孤立的连续频谱，的频带宽度是有限的，为一孤立的连续频谱，最高频谱为最高频谱为wmax；第14页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析 (d)F*(jw)由形状相似的无穷多个分频谱叠加而成，由形状相似的无穷多个分频谱叠加而成，间隔为采样频率间隔为采样频率ws；第15页，此课件共63页哦5.采样信号分析采样信号分析 (e)主频谱，次频谱；主频谱，次频谱；(f)混叠现象；混叠现象；(g)低通滤波，信息全部包含，不失真。低通滤波，信息全部包含，不失真。如果让采样信号通过一个理想滤波器，将所有派生出来的如果让采样信号通过一个理想滤波器，将所有
9、派生出来的高频分量全部滤掉，而同时保留其基本频谱信号。那么经过这高频分量全部滤掉，而同时保留其基本频谱信号。那么经过这样处理后的信号，只要将其幅值放大样处理后的信号，只要将其幅值放大T倍，就能完全重现原倍，就能完全重现原信号。信号。第16页，此课件共63页哦第17页，此课件共63页哦图2-6第18页，此课件共63页哦图2-7第19页，此课件共63页哦6.香农采样定量香农采样定量 要完全滤掉高频分量，筛选出基本频谱，从而根据采要完全滤掉高频分量，筛选出基本频谱，从而根据采样信号样信号f*(t)来复现采样前的连续信号来复现采样前的连续信号f(t)，采样频率，采样频率ws必必须大于或等于连续信号须大
10、于或等于连续信号f(t)频谱中最高频率频谱中最高频率wmax的两倍，的两倍，即即 ws=2wmax 这就是有名的香农这就是有名的香农(Shannon)采样定理。采样定理。第20页，此课件共63页哦7.信号重构信号重构 离散模拟信号离散模拟信号 F*(t)是对是对F(t)的取样，即的取样，即 F*(t)和和F(t)的的关系是局部与整体的关系。现在问题是如何由关系是局部与整体的关系。现在问题是如何由F*(t)唯一确定模拟信号唯一确定模拟信号F(t)。第21页，此课件共63页哦7.信号重构信号重构 若能构造一个理想滤波器若能构造一个理想滤波器G(f)，能够完全保留主频谱分量，能够完全保留主频谱分量，
11、而除去采样引起的附加频谱分量，就可不失真地复现模拟信而除去采样引起的附加频谱分量，就可不失真地复现模拟信号。该理想滤波器频率特性有如下形式号。该理想滤波器频率特性有如下形式第22页，此课件共63页哦7.信号重构信号重构 具有锐截止频率的理想滤波器实际是做不到的，工具有锐截止频率的理想滤波器实际是做不到的，工程上通常采用具有低通滤波功能的零阶保持器近似代程上通常采用具有低通滤波功能的零阶保持器近似代替替第23页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器 在计算机控制系统中，主要由保持器实现将数字信号复现在计算机控制系统中，主要由保持器实现将数字信号复现为时间连续模拟信号。为时间连续模拟信号。从数
12、学上讲从数学上讲：保持器的任务就是解决各采样点：保持器的任务就是解决各采样点X(nT)之间之间的插值问题。的插值问题。在物理实现上在物理实现上：保持器常以：保持器常以nT和和nT时刻前的时刻前的X(nT)值外值外推推(nT+t)时刻的时刻的X(t)值，其中，值，其中，0tT。由数由数/模模(D/A)转换器物理实现的保持器称转换器物理实现的保持器称零阶保持器零阶保持器。它的功能是把它的功能是把nT时刻的数字保持到下一个采样时刻。即时刻的数字保持到下一个采样时刻。即 X(nT+t)=X(nT)(0tT)第24页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器 零阶保持器的作用是在信号传递过程中，把第零阶
13、保持器的作用是在信号传递过程中，把第 nT时刻的采样信号值一直保持到第时刻的采样信号值一直保持到第(n+1)T时刻的前一瞬时，时刻的前一瞬时，把第把第(n+1)T时刻的采样值一直保持到时刻的采样值一直保持到(n+2)T时刻，依次时刻，依次类推，从而把一个脉冲序列类推，从而把一个脉冲序列e*(t)变成一个连续的阶梯信变成一个连续的阶梯信号号eh(t)。因为在每一个采。因为在每一个采 样区间内样区间内eh(t)的值均为常值，亦的值均为常值，亦即其一阶导数为零，故称为零阶保持器。即其一阶导数为零，故称为零阶保持器。第25页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器零阶保持器的输入、输出关系：零阶保持
14、器的输入、输出关系：如果把阶梯信号的中点连起来，则可以得到与如果把阶梯信号的中点连起来，则可以得到与e(t)形状一形状一致而时间上迟后半个采样周期致而时间上迟后半个采样周期(T/2)的响应曲线的响应曲线e(t-T/2).第26页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器脉冲过渡函数可为脉冲过渡函数可为:相应的拉氏变换式为相应的拉氏变换式为:第27页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器零阶保持器的传递函数零阶保持器的传递函数:零阶保持器的频率特性为零阶保持器的频率特性为:零阶保持器幅频和相频特性零阶保持器幅频和相频特性第28页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器根据频率特性，零阶保持
15、器具有以下特点根据频率特性，零阶保持器具有以下特点:(1)零阶保持器具有低通滤波特性。当频率小于等于零阶保持器具有低通滤波特性。当频率小于等于0.5倍倍采样频率时，低频段频率特性与理想的低通滤波器特采样频率时，低频段频率特性与理想的低通滤波器特性相似，高频段，幅值有较大的衰减，与低通滤波器性相似，高频段，幅值有较大的衰减，与低通滤波器有较大的差别，因而零阶保持器不能完全滤掉高频成有较大的差别，因而零阶保持器不能完全滤掉高频成分，用零阶保持器恢复的信号与原信号相比有一定的分，用零阶保持器恢复的信号与原信号相比有一定的畸变；畸变；第29页，此课件共63页哦8.零阶保持器零阶保持器 (2)零阶保持器
16、有相位滞后。频率越高，滞后越大，类似零阶保持器有相位滞后。频率越高，滞后越大，类似与滞后环节。它的引入不利于闭环系统的稳定性。但与其他与滞后环节。它的引入不利于闭环系统的稳定性。但与其他滤波器相比，相位滞后较小，固常用。在可能的情况下应增滤波器相比，相位滞后较小，固常用。在可能的情况下应增加采样频率，可以减少零阶保持器的相位滞后；加采样频率，可以减少零阶保持器的相位滞后；(3)零阶保持器是以一个采样时刻的值外推的，而一阶零阶保持器是以一个采样时刻的值外推的，而一阶保持器是以两个采样时刻的值外推的，以斜线段近似表示保持器是以两个采样时刻的值外推的，以斜线段近似表示原信号；原信号；(4)零阶保持器
17、与一阶保持器相比恢复精度低，但产零阶保持器与一阶保持器相比恢复精度低，但产生的负相移小，外推方法简单，工程容易实现，工程上生的负相移小，外推方法简单，工程容易实现，工程上普遍采用。普遍采用。第30页，此课件共63页哦9.采样周期的选择采样周期的选择 采样周期（频率）的选择十分重要，关系到相位滞后的问采样周期（频率）的选择十分重要，关系到相位滞后的问题。下面从理论和工程经验上分析上来讨论选择采样周期：题。下面从理论和工程经验上分析上来讨论选择采样周期：(1)采样周期越小，采样信号的信息损失越小，信号采样周期越小，采样信号的信息损失越小，信号恢复精度越高，控制系统的性能越好恢复精度越高，控制系统的
18、性能越好；(2)T过小，会使系统调节过于频繁，使执行机构不能过小，会使系统调节过于频繁，使执行机构不能及时响应而加快磨损，同时运算次数增加，计算机负担及时响应而加快磨损，同时运算次数增加，计算机负担加重；加重；(3)T过大，使采样信号不能及时反映连续测量信号的过大，使采样信号不能及时反映连续测量信号的基本变化规律，同时由于控制不及时使系统动态品质恶化。基本变化规律，同时由于控制不及时使系统动态品质恶化。所以采样周期不能过大也不能过小；所以采样周期不能过大也不能过小；第31页，此课件共63页哦9.采样周期的选择采样周期的选择(4)处理信号时采样周期的选择：处理信号时采样周期的选择：若允许有复现延
19、时，则只要选择若允许有复现延时，则只要选择T 1/2WC 就够了。就够了。但若对复现延时时间有限制时，实践指出，用零阶保持器但若对复现延时时间有限制时，实践指出，用零阶保持器复现模拟信号时，应使用更高的采样频率。复现模拟信号时，应使用更高的采样频率。即采样定理为即采样定理为理论指导原则，不能直接用来确定采样周期，还需要考虑理论指导原则，不能直接用来确定采样周期，还需要考虑模拟信号和被控对象的动态特性或控制系统的频带指标，模拟信号和被控对象的动态特性或控制系统的频带指标，结合工程实践来折中选取。结合工程实践来折中选取。第32页，此课件共63页哦9.采样周期的选择采样周期的选择(5)按照闭环控制系
20、统带宽选择采样周期按照闭环控制系统带宽选择采样周期 在闭环控制系统中，由于系统的动态性能与它的在闭环控制系统中，由于系统的动态性能与它的带宽密切相关，因此，采样周期合理选择就把相关的带宽密切相关，因此，采样周期合理选择就把相关的信号的最高频率和闭环系统的带宽联系起来。换句话信号的最高频率和闭环系统的带宽联系起来。换句话说，采样周期的选择就以闭环系统的带宽为基础。实说，采样周期的选择就以闭环系统的带宽为基础。实践中，采样频率的合理选择一般取践中，采样频率的合理选择一般取610倍的闭环系统倍的闭环系统带宽。带宽。第33页，此课件共63页哦9.采样周期的选择采样周期的选择(6)按照闭环控制阶跃响应上
21、升时间选择按照闭环控制阶跃响应上升时间选择 在闭环控制系统中，以闭环系统阶越响应的上升时在闭环控制系统中，以闭环系统阶越响应的上升时间间tr为根据。实践中，采样频率的在系统阶越响应上升时间为根据。实践中，采样频率的在系统阶越响应上升时间内采样内采样24次次 即即T=tr/(24)；(7)按照工程经验选择按照工程经验选择 工业过程对象，被控变量随时间变化比较缓慢，采工业过程对象，被控变量随时间变化比较缓慢，采样周期可以取为以秒为量级。这样的时间，现在的计算样周期可以取为以秒为量级。这样的时间，现在的计算机速度足够完成控制算法运算和监控程序执行时间。因机速度足够完成控制算法运算和监控程序执行时间。
22、因此采样周期选取不必严格计算。一般取如下参考数值可此采样周期选取不必严格计算。一般取如下参考数值可满足要求满足要求.第34页，此课件共63页哦9.采样周期的选择采样周期的选择第35页，此课件共63页哦 采采样样和和量量化化过过程程：将将时时间间连连续续、幅幅值值连连续续的的模模拟拟量量转转换换为为以以二二进进制制数数码码表表示示的的数数字字信信号号的的过过程程称称为采样和量化过程。为采样和量化过程。二、量二、量 化化第二章第二章 计算机控制系统构成计算机控制系统构成第36页，此课件共63页哦1.基本概念基本概念 量化：采用有限字长的一组数码（如二进制码）量化：采用有限字长的一组数码（如二进制码
23、）来去整量化或逼近时间离散幅值连续的采样信号。来去整量化或逼近时间离散幅值连续的采样信号。量化包含内容：量化包含内容：量化单位、量化误差、量化编码量化单位、量化误差、量化编码第37页，此课件共63页哦(1)量化单位定义量化单位定义 字长为字长为n的的A/D转换器把转换器把yminymax范围内变化的采范围内变化的采样信号，变换为数字样信号，变换为数字02n-1，其最低有效位（，其最低有效位（LSB）所对）所对应的模拟量应的模拟量q称为量化单位。称为量化单位。量化单位被用作对采样信号量化单位被用作对采样信号幅值量化的标准尺度幅值量化的标准尺度。量化单位的确定量化单位的确定 字长为字长为n的的A/
24、D转换器，若满度输入的模拟值表示转换器，若满度输入的模拟值表示 为为FSR，则量化单位，则量化单位q为：为：q=FSR/2n第38页，此课件共63页哦 例子：设满度输入电压为例子：设满度输入电压为10伏特，用伏特，用12位位A/D转换器转换器进行转换，有：进行转换，有：q=10/212=2.44mV 对同一个对同一个FSR，A/D转换器的位数越多，转换器的位数越多，q所代表的量所代表的量值越小幅。值越小幅。(1111 1111 1111)2*2.44=9.9918第39页，此课件共63页哦(2)量化误差的基本概念量化误差的基本概念 量化误差量化误差：由于量化过程是一个小数归整的过程，因而：由于
25、量化过程是一个小数归整的过程，因而存在量化误差。存在量化误差。舍入量化误差舍入量化误差：小数四舍五入归整，误差范围为：小数四舍五入归整，误差范围为1/2q 截尾量化误差截尾量化误差：小数位截断，误差范围为：小数位截断，误差范围为0q A/D转换器的位数越多，量化转换精度越高转换器的位数越多，量化转换精度越高 第40页，此课件共63页哦第41页，此课件共63页哦第42页，此课件共63页哦(3)编码编码 概念：计算机控制系统中以二进制数码表示数字量概念：计算机控制系统中以二进制数码表示数字量的过程。的过程。类别：单极性编码：二进制数码类别：单极性编码：二进制数码 双极性编码：符号双极性编码：符号-
26、数值码数值码 偏移二进制码偏移二进制码 补码表示法补码表示法第43页，此课件共63页哦(4)单极性编码单极性编码(二进制编码二进制编码)数字量数字量D1是用加权和表示的，是用加权和表示的，ai是是0或或1取决于相应取决于相应数位值是数位值是0或或1，2i表示相应数位的权值。也可以表示为表示相应数位的权值。也可以表示为分数形式：分数形式：第44页，此课件共63页哦 单极性编码例子：单极性编码例子：8位位A/D转换器转换满度输入电压转换器转换满度输入电压5V模拟量，现输入模拟量，现输入电压电压3.9V，整数形式表示数字量为？，整数形式表示数字量为？计算过程：计算过程：舍入计算：舍入计算：截尾计算：
27、截尾计算：两种表示方法当最低有效位变化两种表示方法当最低有效位变化1时，相应模拟信时，相应模拟信号变化归一化满度的号变化归一化满度的1/256增量，这种反映瞬时模拟量变增量，这种反映瞬时模拟量变化灵敏度的量成为分辨率。化灵敏度的量成为分辨率。第45页，此课件共63页哦 定定义义：是是将将n n位位数数字字量量转转换换为为模模拟拟信信号号的的器器件件，也也就就是是实实现现零零阶阶保保持持器器功功能能的的、位位于于数数字字部部件件和和模拟部件之间的接口界面。模拟部件之间的接口界面。用用于于重重建建以以数数字字形形式式被被加加工工、存存储储的的原原始始模模拟拟信信号号。它它采采用用电电阻阻网网络络，
28、借借助助于于一一个个适适当当的的模模拟拟参参考考电电压压，把把代代表表某某量量的的数数字字码码转转换换成成对对应应的的模拟量模拟量第二章第二章 计算机控制系统构成计算机控制系统构成三、三、D/A转换器转换器第46页，此课件共63页哦 单极性编码例子：单极性编码例子：8位位A/D转换器转换满度输入电压转换器转换满度输入电压5V模拟量，现输入电压模拟量，现输入电压3.9V，整数和分数形式表示数字量为？，整数和分数形式表示数字量为？计算过程：计算过程：q=5V/28=19.53mV,3.9/0.01953=199.69 舍入计算：舍入计算：D1=11001000 D=0.11001000 截尾计算：
29、截尾计算：D1=11000111 D=0.11000111 两种表示方法当最低有效位变化两种表示方法当最低有效位变化1时，相应模拟信时，相应模拟信号变化归一化满度的号变化归一化满度的1/256增量，这种反映瞬时模拟量变化增量，这种反映瞬时模拟量变化灵敏度的量成为分辨率。灵敏度的量成为分辨率。第47页，此课件共63页哦R-2R网络（简要分析）网络（简要分析）第48页，此课件共63页哦1.D/A转换器原理转换器原理 先把每一位代码按其先把每一位代码按其“权权”的大小转换成相应的模拟量，然后将各的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相应的模拟量模拟分量相加，其总和就是与数
30、字量相应的模拟量对对n位位D/A转换器，一般通式为转换器，一般通式为第49页，此课件共63页哦例子：例子：8位电压型位电压型D/A转换器，基准电压转换器，基准电压UB=5V，对于单，对于单极性编码极性编码11001000，求模拟量输出电压？，求模拟量输出电压？第50页，此课件共63页哦2.D/A转换器性能指标转换器性能指标(1)分辨率分辨率r 一般定义为：一般定义为：r=q/FSR=(1/2n)；(2)稳定时间（又称转换时间）稳定时间（又称转换时间）指指D/A转换器的满度值变化时转换器的满度值变化时(所有数位由所有数位由0变化变化到到1)，模拟量输出稳定到，模拟量输出稳定到(1/2)q精度的时
31、间，一般几精度的时间，一般几十纳秒到几十微秒；十纳秒到几十微秒；(3)输出电平：指输出电平：指D/A转换器所有数位由转换器所有数位由0变化到变化到1时稳定输时稳定输出的电压值出的电压值(即满量程输出电压大小即满量程输出电压大小)。单极性和双极性。单极性和双极性输出电压范围为：输出电压范围为：第51页，此课件共63页哦(4)基准电源：由精度和幅值要求决定，是影响输出结果的基准电源：由精度和幅值要求决定，是影响输出结果的模拟参量，内部带有基准（参考）电压电源的模拟参量，内部带有基准（参考）电压电源的DAC有较有较好的转换精度，而且可以简化接口电路好的转换精度，而且可以简化接口电路(5)输入编码：单
32、极性、双极性编码输入编码：单极性、双极性编码(6)工作温度：一般工作温度：一般0700C 或或-40850C第52页，此课件共63页哦3.D/A转换器的种类转换器的种类按数字量输入方式，有按数字量输入方式，有 并行输入和串行输入并行输入和串行输入按模拟量输出方式按模拟量输出方式 电流输出和电压输出电流输出和电压输出按按D/A转换的分辩率转换的分辩率 低分辩率、中分辩率和高分辩率低分辩率、中分辩率和高分辩率第53页，此课件共63页哦4.8位转换器芯片位转换器芯片DAC0832 1）组组成成部部分分：8位位输输入入寄寄存存器器，8位位DAC寄寄存存器器，采采用用T型型电电阻阻网网络络8位位D/A转
33、转换换器器，输输入入控控制制电电路路，分分辨辨率率为为8位位，电电流流输输出出，稳稳定定时时间间1微秒，微秒，20脚双列直插式封装。脚双列直插式封装。第54页，此课件共63页哦V cc 芯片电源电压芯片电源电压,+5V+15VVREF 参考电压参考电压,-10V+10V RFB 反馈电阻引出端反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端此端可接运算放大器输出端AGND 模拟信号地模拟信号地 DGND 数字信号地数字信号地8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器
34、寄存器RFB第55页，此课件共63页哦8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB0011ILE 输入锁存允许信号输入锁存允许信号,高电平有效高电平有效CS 片选信号片选信号,低电平有效低电平有效 WR1 写信号写信号1，低电平有效，低电平有效LE1当当 ILE、CS、WR1同时有效时同时有效时,LE=1，DI7 DI0 数字量输入信号数字量输入信号 DI0为最低位，为最低位，DI7为最高位为最高位第56页，此课件共63页哦LE2XFER 转移控制
35、信号，转移控制信号，低电平有效低电平有效 WR2写信号写信号2，低电平有效，低电平有效 当当XFER、WR2同时有效时同时有效时,LE2=1 DAC寄存器输出随输入而变化；寄存器输出随输入而变化；WR1 ,LE=0，将输入数据锁存到将输入数据锁存到DAC寄存器，寄存器，数据进入数据进入D/A转换器，开始转换器，开始D/A转换转换VREF8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器IOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB001第57页，此课件共63页哦8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换
36、器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器IOUT1 模拟电流输出端模拟电流输出端1 当输入数字为全当输入数字为全”1”时时,输出电流最大，约为：输出电流最大，约为：全全”0”时时,输出电流为输出电流为0IOUT2 模拟电流输出端模拟电流输出端2 IOUT1+I OUT2=常数常数255VREF256RFBRFB第58页，此课件共63页哦5.8位位D/A转换器接口电路示意图转换器接口电路示意图第59页，此课件共63页哦6.DAC0832三种工作方式三种工作方式 直直通通方方式式：构构成成波波形形发发生
37、生器器场场合合，数数据据存存在在rom中中，连连续取出送到续取出送到DAC 单单缓缓冲冲方方式式:两两个个寄寄存存器器一一个个直直通通方方式式，另另一一个个锁锁存存数据。一般数据。一般WR1接接CPU系统总线系统总线IOW信号。信号。双双缓缓冲冲方方式式：1）实实现现数数据据转转换换与与数数据据输输入入并并行行处处理理，转转换速度高。换速度高。2）多路）多路DAC同步输出同步输出第60页，此课件共63页哦1）直通方式：）直通方式：数据存在数据存在rom中，连续取出送到中，连续取出送到DAC第61页，此课件共63页哦2）单缓冲方式：通过一条输出指令启动）单缓冲方式：通过一条输出指令启动D/A转换转换 （可将数据锁入输入寄存器）（可将数据锁入输入寄存器）第62页，此课件共63页哦3）双缓冲方式：）双缓冲方式：outp(0 x321,0 x20);outp(0 x320,0 x0);第63页，此课件共63页哦