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1、27465H,第10章 数模与模数转换器,10.1 DA转换器 10.2 AD转换器 10.3 数据采集系统简介,27465H,10.1 DA转换器,10.1.1 权电阻网络DA转换器 10.1.2 T形电阻网络DA转换器 10.1.3 倒T形电阻网络DA转换器 10.1.4 集成DA转换器及主要技术参数,27465H,10.1.1 权电阻网络DA转换器,图10-1 权电阻网络DA转换器电路,27465H,10.1.2 T形电阻网络DA转换器,图10-2 T形电阻网络DA转换器电路,27465H,10.1.2 T形电阻网络DA转换器,图10-3 =1时T形电阻网络的开路电压的计算,27465H
2、,10.1.2 T形电阻网络DA转换器,图10-4 T形电阻网络等效后接运算放大器的电路,27465H,10.1.3 倒T形电阻网络DA转换器,图10-5 4位倒T形电阻网络DA转换器的电路原理图,27465H,10.1.3 倒T形电阻网络DA转换器,图10-6 输入数字代码=1000时的等效电路,27465H,10.1.4 集成DA转换器及主要技术参数,1.集成DA转换器 由于DA转换器应用十分广泛，其集成电路的型号也很多。 2.主要技术参数,27465H,图10-7 DAC0832的DA转换原理图,27465H,图10-8 DAC0832逻辑框图和管脚排列,27465H,2.主要技术参数,
3、(1)转换精度 (2)转换速度 转换速度是指从输入数字信号起，到输出电压或电流到达稳定值时所需要的响应时间。,27465H,10.2 AD转换器,10.2.1 AD转换器的基本原理 10.2.2 并联比较型AD转换器 10.2.3 逐次逼近型AD转换器 10.2.4 双积分型AD转换器 10.2.5 AD转换器的主要技术指标,27465H,10.2.1 AD转换器的基本原理,1.采样、保持 所谓采样，就是把一个时间上是连续的信号变换为对时间离散的信号，如图10-9所示。 2.量化、编码 采样-保持电路的输出信号虽然已经成为阶梯状，但阶梯幅值仍然是连续可变的。 3. AD转换器的分类 目前A/D
4、转换器的种类虽然很多，但从转换过程看可以分成两大类，一类是直接AD转换器，一类是间接AD转换器。,27465H,图10-9 AD转换器原理图,27465H,图10-10 采样保持电路及波形图,27465H,10.2.2 并联比较型AD转换器,图10-11 3位并联比较型AD转换器电路,27465H,10.2.2 并联比较型AD转换器,表10-1 输入模拟电压与输出的数字量之间的对应关系,27465H,10.2.2 并联比较型AD转换器,表10-1 输入模拟电压与输出的数字量之间的对应关系,27465H,10.2.3 逐次逼近型AD转换器,1)n位逐次逼近型AD完成一次转换需进行n次比较，经n+
5、2个时钟脉冲，即转换一次所需时间固定，为(n+2)Tcp，属于中速AD。 2)由于转换所需时间不随输入的改变，可采用定时查询的方式读取转换结果。 3)电路简单，成本较低。 4)属于逐次逼近型转换方式的集成AD有：ADC0801、ADC0809、AD571、AD5770等。,27465H,10.2.3 逐次逼近型AD转换器,图10-12 逐次逼近型AD转换器的原理框图,27465H,10.2.4 双积分型AD转换器,图10-13 双积分AD转换器的工作原理框图,27465H,10.2.4 双积分型AD转换器,27465H,10.2.4 双积分型AD转换器,图10-14 双积分型AD转换器的逻辑框
6、图和波形,27465H,10.2.4 双积分型AD转换器,27465H,10.2.5 AD转换器的主要技术指标,1.分辨率 分辨率是指输出数字最低位发生变化时对应输入模拟信号的变化量，也可用输出二进制代码的位数来表示分辨率。 2.转换时间 转换时间是指完成一次AD转换时间所需要的时间。 3.相对精度 相对精度是指实际转换值与理想特性之间的最大偏差。 4.其他 如功耗、电源电压、电压范围等。,27465H,10.3 数据采集系统简介,1.数据采集系统的构成原理 数据采集技术广泛应用于工业控制、医疗仪器和家电等领域，数据采集系统是现代数字检测、显示、记录和处理等设备中极为重要的组成部分。 2.数据
7、采集系统应用举例 如图10-16所示是医用心电监护仪数据采集系统框图，它由数据采集电路、时序电路、存储电路、显示电路和微机接口电路等5部分组成。,27465H,图10-15 数据采集系统的一般结构框图,27465H,图10-16 医用心电监护仪数据采集系统框图,27465H,第11章 存储器和可编程逻辑器件,11.1 只读存储器 11.2 随机存储器 11.3 可编程逻辑器件,27465H,11.1 只读存储器,11.1.1 ROM的基本结构 11.1.2 ROM的工作原理 11.1.3 ROM应用举例 11.1.4 各类ROM介绍,27465H,11.1.1 ROM的基本结构,图11-1 R
8、OM的结构框图,27465H,11.1.2 ROM的工作原理,图11-2 二极管ROM电路,27465H,11.1.2 ROM的工作原理,图11-3 存储矩阵中的或门电路,27465H,11.1.2 ROM的工作原理,表11-1 图11-2ROM中的数据表,27465H,11.1.2 ROM的工作原理,图11-4 简化的ROM存储矩阵阵列图,27465H,11.1.2 ROM的工作原理,图11-5 用MOS管构成的ROM,27465H,表11-2 全加器的逻辑状态表,27465H,图11-6 用ROM构成的全加器,27465H,11.1.4 各类ROM介绍,1.掩膜ROM 掩膜ROM又称为固定
9、ROM。 2.可编程ROM(PROM) 3.可擦除的可编程ROM(EPROM) 由于可擦除的可编程ROM(EPROM)中存储的数据可以擦除重写，因而在需要经常修改ROM中内容的场合，它便成为一种比较理想的器件。 4.快闪存储器 快闪存储器(Flash Memory)在结构上与UVEPROM类似，保留了UVEPROM结构简单、编程可靠的优点，在擦除操作上又吸收了E2PROM用隧道效应擦除的快捷特性。,27465H,图11-7 熔丝型PROM存储单元,27465H,11.2 随机存储器,11.2.1 RAM的基本结构 11.2.2 RAM的工作原理 11.2.3 RAM的扩展,27465H,11.
10、2.1 RAM的基本结构,图11-8 RAM的结构框图,27465H,11.2.2 RAM的工作原理,1.存储矩阵 存储矩阵由许多存储单元排列而成，每个存储单元存储一位二进制数1或0。 2.地址译码器 在RAM中，为了压缩地址译码器的规模，一般将其分为行地址译码器和列地址译码器两部分。 3.读写控制电路 读写控制电路用于对电路的工作状态进行控制。,27465H,11.2.3 RAM的扩展,1.位扩展方式 当使用单片RAM的位数不够时，就要进行位扩展。 2.字扩展方式 当所用单片RAM的字数不够时，就需要字扩展。 3.字、位扩展 当RAM的位数和字数都需要扩展时，一般是先进行位扩展，然后再进行字
11、扩展。,27465H,图11-9 RAM的位扩展,27465H,图11-10 RAM的字扩展,27465H,图11-11 RAM的字位扩展,27465H,11.3 可编程逻辑器件,11.3.1 PLA 11.3.2 PAL 11.3.3 GAL,27465H,11.3 可编程逻辑器件,图11-12 PLD的基本结构,27465H,11.3 可编程逻辑器件,表11-3 PLD分类,图11-13 与门和或门的简化画法,27465H,11.3 可编程逻辑器件,图11-14 输入缓冲电路的画法,27465H,11.3 可编程逻辑器件,图11-15 PLD器件中连接的习惯画法,27465H,11.3 可
12、编程逻辑器件,图11-16 PLA的阵列结构,27465H,图11-17 例11-2图,27465H,11.3.2 PAL,图11-18 PAL、GAL的阵列结构,27465H,11.3.2 PAL,图11-19 编程后的PAL电路,27465H,11.3.3 GAL,1. GAL的结构特点 2.输出逻辑宏单元 如图11-21所示是GAL的一个输出逻辑宏单元的逻辑图，图中的或门表示固定或阵列的一组，它的8个输入端和与阵列的输出相连。 3. OLMC的5种工作模式 在结构字的控制下，GAL的输出逻辑宏单元可以有5种工作模式：专用组合输入模式、专用组合输出模式、带反馈的组合输出模式、时序逻辑中的组合输出模式、时序型输出模式。,27465H,图11-21 GAL的输出逻辑宏单元的逻辑图,
