第10章模数和数模转换(微型计算机技术课件).ppt

1、第第10章章 模模/数和数数和数/模转换模转换教学建议，本章重点为:并联电阻和运算放大器构成的并联电阻和运算放大器构成的D/A转换器；转换器；采用采用T型电阻网络的型电阻网络的D/A转换器；转换器；DAC0832的功能结构；的功能结构；DAC0832的工作方式；的工作方式；计数式计数式A/D转换的原理；转换的原理；双积分式双积分式A/D转换的原理；转换的原理；逐次逼近式逐次逼近式A/D转换的原理；转换的原理；用用D/A转换器来实现转换器来实现A/D转换的原理；转换的原理；A/D转换器转换器ADC0809的应用。的应用。闭环实时控制系统闭环实时控制系统图图10.1 一个包含一个包含A/D和和D/

2、A转换环节的实时控制系统转换环节的实时控制系统10.1.1 运算放大器的工作特点和原理运算放大器的工作特点和原理 运算放大器有如下三个特点。运算放大器有如下三个特点。开环放大倍数非常高开环放大倍数非常高 输入阻抗非常大输入阻抗非常大 输出阻抗很小输出阻抗很小图图10.2 运算放大器的原理运算放大器的原理(a)运算放大器的输入和输出运算放大器的输入和输出;(b)带反馈电阻的运算放大器；带反馈电阻的运算放大器；(c)输入端有输入端有4个支路的运算放大器个支路的运算放大器10.1.2 由并联电阻和运算放大器构成的由并联电阻和运算放大器构成的D/A转换器转换器 图图10.3 (a)最简单的最简单的D/

3、A转换器；转换器；(b)阶梯波电压阶梯波电压10.1.3 T型权电阻网络型权电阻网络 图图10.4 采用采用T型电阻网络的型电阻网络的D/A转换器转换器10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 指标如下几项指标如下几项 分辨率分辨率 转换精度转换精度 换速率和建立时间换速率和建立时间 线性误线性误10.2 D/A转换器的指标转换器的指标DAC0832的功能结构的功能结构10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 DAC0832的工作方式的工作方式 两级锁存方式两级锁存方式 一级锁存方式一级锁存方式 无锁存方式无锁存方式10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 DAC0832的信号的信号 CS I

4、LE WR1 WR2 XFER DI7DI0 IOUT1 和和I OUT2 RFB VREF VCC AGND DGND 10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 DAC0832的使用的使用 图图10.6 DAC0832的外部连接的外部连接10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 DAC0832实现一次实现一次D/A转换的程序段转换的程序段MOVBX，1000HMOVAL，(BX)；数据送数据送AL中中MOVDX，PORTA；PORTA为为DAC0832端口号端口号OUTDX,AL10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 产生一个锯齿电压的程序段产生一个锯齿电压的程序段MOVDX，PORTA；

5、PORTA为为D/A转换器端口号转换器端口号MOVAL，0FFH；初值为初值为0FFHROTATE：INCALOUTDX，AL；往往D/A转换器输出数据转换器输出数据JMPROTATE10.2 D/A转换器的指标转换器的指标 利用延迟子程序来控制锯齿波周期。利用延迟子程序来控制锯齿波周期。MOVDX，PORTA；PORTA为为D/A转换器端口号转换器端口号MOVAL，0FFH；初值初值ROTATE：INCALOUTDX，AL；往往D/A转换器输出数据转换器输出数据CALLDELAY；调用延迟子程序调用延迟子程序JMPROTATEMOVCX，DATA；往往CX中送延迟常数中送延迟常数DELAY：

6、LOOP DELAYRET10.3.1 模模/数转换涉及的参数数转换涉及的参数 分辨率分辨率 转换精度转换精度 转换率转换率10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 计数式计数式A/D转换转换 双积分式双积分式A/D转换转换 逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换 用软件和用软件和D/A转换器来实现转换器来实现A/D转换转换10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 计数式计数式A/D转换转换 10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 双积分式双积分式A/D转换转换 图图10.8 双积分式双积分式A/D转换转换电路工作原理；电路工作原理；(b)双积分原

7、理双积分原理10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换 10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 用软件和用软件和D/A转换器来实现转换器来实现A/D转换转换10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 逐次逼近过程的例子逐次逼近过程的例子 10.3.2 模模/数转换的方法和原理数转换的方法和原理 逐次逼近过程的程序段：逐次逼近过程的程序段：START：XORAX，AX；累加器清零累加器清零MOVBL，80H；初值为初值为80HMOVCX，08H；计数初值为计数初值为8AGAIN：ADDAL，BL；计算试探值计算试探

8、值MOVBH，AL；保留试探值保留试探值OUTPORTA，AL；PORTA是锁存器的端口地址是锁存器的端口地址INAL，PORTS；PORTS是输入端口的地址，读取状态值是输入端口的地址，读取状态值ANDAL，01；只取状态位，而对其他位屏蔽只取状态位，而对其他位屏蔽JZEND1；如如D0为为0，说明试探值太小，保存此位并转移，说明试探值太小，保存此位并转移END1：MOVAL，BLNOTAL；求反求反ANDAL，BH；使这次的试探位为使这次的试探位为0MOVBH，AL；保存试探值保存试探值END1：RORBL，1；右移，得到下一个试探值右移，得到下一个试探值MOVAL，BHLOOPAGAIN

9、；继续进行试探和测试继续进行试探和测试；后续程序段；后续程序段10.3.3 模模/数转换器和系统连接时要考数转换器和系统连接时要考虑的问题虑的问题 输入模拟电压的连接输入模拟电压的连接 数据输出线和系统总线的连接数据输出线和系统总线的连接 启动信号的供给启动信号的供给 转换结束信号以及转换数据的读取转换结束信号以及转换数据的读取 模拟电路的数字电路的接地问题模拟电路的数字电路的接地问题10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 ADC0809

10、 的对外信号的对外信号 IN7IN0 D7D0 EOC 。A2A0 +VREF和和VREF CLK ALE START OE 10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 ADC0809和系统的连接和系统的连接10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 查询方式读取查询方式读取A/D转换结果转换结果 图图10.14 CPU工作于查询方式时工作于查询方式时AD570和系统总线的连接和系统总线的连接10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转

11、换结果 查询方式读取转换结果的程序段：查询方式读取转换结果的程序段：READAD：MOVAL，92H；方式字，使端口方式字，使端口A，B为输入方式，为输入方式，端口端口C为输出方式为输出方式OUTPORTCT，AL；PORTCT为控制口地址，设方式字为控制口地址，设方式字MOVAL，01OUTPORTC，AL；使使PC0为为1，PORTC为为C端口地址端口地址MOVAL，00OUTPORTC，AL；使使PC0为为0，启动，启动A/D转换转换W：INAL，PORTB；读取端口读取端口B中的状态中的状态RCRAL，01；如如PB0为为1，则再查询，则再查询JCWMOVAL，01OUTPORTC，A

12、L；使使PC0为为1，撤销启动信号，撤销启动信号INAL，PORTA；读取转换数据读取转换数据10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 等待方式读取等待方式读取A/D转换结果转换结果 图图10.15 CPU工作于等待方式时工作于等待方式时AD570和系统的连线和系统的连线10.3.4 A/D转换器转换器ADC0809以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 12位位A/D转换器转换器ADC1210和系统的连接和系统的连接 图图10.16 ADC1210和系统总线的连接和系统总线的连接10.3.4 A/D转换器转换器ADC08

13、09以及用中以及用中断方式读取转换结果断方式读取转换结果 用查询方式读取用查询方式读取A/D转换数据的程序段转换数据的程序段START：MOVAL，01OUTPORTC，AL；PORTC是是8255A的的C端口地址，启动端口地址，启动A/D转换转换WAIT1：INAL，PORTH；读取转换结束信号，读取转换结束信号，PORTH为高位三态为高位三态门地址门地址MOVCL，5RCRAH，CL；右移右移5次次JCWAIT1；如为高电平，则继续等待如为高电平，则继续等待INAL，PORTH；如转换结束，则读取高位数据如转换结束，则读取高位数据ANDAL，0FH；屏蔽高屏蔽高4位位MOVAH，AL；保存转换结果的高保存转换结果的高4位位INAL，PORTL；读取低位数据读取低位数据.；后续处理；后续处理