模拟量输入输出通道接口课件.ppt

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1、第11章模拟量输入/输出通道接口11.1模拟量输入/输出通道的组成11.2D/A转换及其接口11.3A/D转换及其接口11.1模拟量输入/输出通道的组成11.1.1模拟量输入通道11.1.2模拟量输出通道控制对象微型计算机信号处理信号处理信号处理传感器1传感器2传感器n执行部件放大驱动A/D转换器D/A转换器多路开关采样保持I/O接口图11-1微型计算机控制系统的结构框图返回11.1.1模拟量输入通道1．传感器2．信号处理环节3．多路转换开关4．采样保持电路5．A/D转换器返回11.1.2模拟量输出通道1

2、．D/A转换器2．锁存器3．放大驱动电路返回11.2D/A转换及其接口11.2.1D/A转换的基本原理11.2.2D/A转换器的性能参数11.2.38位D/A转换器DAC0832及其接口11.2.412位D/A转换器DAC1210及其接口11.2.516位D/A转换器MAX5631及其接口返回11.2.1D/A转换的基本原理1．权电阻式D/A转换器2．T型电阻网络式D/A转换器基准电压模拟转换基准电压运算放大器电流∑Ii模拟电压数字开关控制数字接口数字量输入图11-2D/A转换器的基本部件1．权电阻式D/

3、A转换器I0D02n-1RI1D12n-2RI2D22n-3RIn-1Dn-12RRfVrefV0_A+图11-3权电阻D/A转换原理2．T型电阻网络式D/A转换器B0B1B2B3A0A1A2A3D0D1D2D3I0I1I2I32R2R2R2R2RRRR((0123RfV0_+AVref图11-4T型电阻网络式D/A转换器返回11.2.2D/A转换器的性能参数1．分辨率分辨率是指最小输出电压（对应于输入数字量最低位增1所引起的输出电压增量）和最大输出电压（对应于输入数字量所有有效位全为1时的输出电压）之比

4、，即表示DAC所能分辨的最小模拟信号的能力。2．转换精度绝对转换精度是指满刻度数字量输入时，模拟量输出接近理论值的程度相对转换精度一般用绝对转换精度相对于满量程输出的百分数来表示，有时也用数字量的最小有效值（LSB）的几分之一来表示3．非线性误差D/A转换器的非线性误差定义为实际转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差，并以该偏差相对于满量程的百分数度量4．转换速率/建立时间转换速率实际是由建立时间来反映的建立时间是指数字量为满刻度值（各位全为1）时，DAC的模拟输出电压达到某个规定值（比如，90％满量程

5、或±1/2LSB满量程）时所需要的时间返回11.2.38位D/A转换器DAC0832及其接口1．DAC0832的内部结构2.DAC0832的引脚特性3．DAC0832的工作方式4．DAC0832与CPU的接口DAC0832主要性能参数：分辨率8位；转换时间1μs；参考电压±10V；单电源＋5V～＋15V；功耗20mW。1．DAC0832的内部结构CSWR1ILEDI7～DI0LE1LE2IOUT2VREFIOUT1Rfb模拟地DGNDAGNDVCC数字地8位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器图11

6、-5DAC0832逻辑结构框图WR2XFER2.DAC0832的引脚特性DI7～DI0：8位数字量输入信号，其中DI0为最低位，为DI7为最高位。CS:片选输入信号，低电平有效。WR1：数据写入信号1，低电平有效。ILE：输入寄存器的允许信号，高电平有效。XFER：传送控制信号，低电平有效。WR2：数据写入信号2，低电平有效IOUT1：电流输出1，当DAC寄存器中全为“1”时，输出电流最大IOUT2：电流输出2，它与IOUT1的关系是：IOUT1＋IOUT2＝常数Rfb：内部反馈电阻引脚，该电阻在芯片内V

7、REF：参考电压输入端，可接正负电压，范围为-10～+10V。VCC：芯片电源，+5～+15V，典型值为+15V。AGND：模拟地，芯片模拟信号接地点。DGND：数字地，芯片数字信号接地点。3．DAC0832的工作方式（1）直通方式。当CS、WR1、WR2、XFER都接数字地，ILE接高电平时，芯片即处于直通状态（2）单缓冲方式。此方式是使两个寄存器中任一个处于直通状态，另一个工作于受控锁存器状态或两个寄存器同步受控（3）双缓冲方式。双缓冲方式的一大用途是数据接收和启动转换可以异步进行，即在对某数据转换的

8、同时，能进行下一数据的接收，以提高转换速率4．DAC0832与CPU的接口+5VD7～D0IOW地址总线地址译码320H321H+5VILEVREFDI7～DI0DAC0832VCCRfbIOUT1IOUT2WR1uWR2CSXFERAGNDDGND_+图11-6DAC0832与8位微处理器的连接V0例11-1设CS的端口地址为320H，XFER的端口地址为321H。编写数据通过DAC0832进行D/A转换输出的程序段。MOV