《微机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 何珍祥 第8章 AD及DA接口》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 何珍祥 第8章 AD及DA接口（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章教学重点和难点： A/D及D/A转换技术。 A/D及D/A转换器的工作原理和常用典型接口技术。 典型芯片DAC0832和ADC0809与CPU的连接及应用。,第8章 A/D及D/A接口,本章教学内容： 8.1 D/A及A/D转换器概述 8.2 典型D/A转换器及其与CPU的接口 8.3 典型A/D转换器及其与CPU的接口,基本概念： 模/数（A/D）（Analog to Digital）转换：将输入的模拟量转换为数字量便于计算机处理； 数/模(D/A)（Digital to Analog）转换：将计算机处理的数字量转换为模拟量。 将实现A/D转换的电路称为A/D转换器，简称ADC。 将实现
2、D/A转换的电路称为D/A转换器，简称DAC。,8.1 D/A及A/D转换器概述,D/A及A/D转换器都要考虑的三个重要性能指标： (1) 分辨率 分辨率是指转换器对输出的数字量与输入的模拟量或输出的模拟量与输入的数字量的分辨能力，如8位、10位及12位等。 (2) 转换时间 转换时间是指转换器完成一次模拟量与数字量转换所需要的时间，即从启动信号开始到转换结束并得到稳定输出信号所需时间。 (3) 量化误差 量化误差是指实际输出值与理论值之间的误差，量化误差是由转换器的转换分辨率直接造成的。,8.2 典型D/A转换器及其与CPU的接口 8.2.1 8位D/A转换器DAC0832 DAC0832是
3、8位的，采用二次缓冲输入数据锁存方式，可以在输出的同时，采集下一个数字量，以提高D/A转换速度。一片DAC0832对应于一种参数，多片DAC0832能用于需要同时输出多个参数的模拟量系统。,DAC0832的内部结构如图8-4所示。,1 DAC0832的内部结构,2 DAC0832的引脚,DAC0832内部有数据输入寄存器，可以直接与CPU连接，如图8-6所示,8.2.2 DAC0832与CPU的接口,【例8-1】利用软件来实现一次D/A转换，假设要转换的数据存放在2000H单元中，D/A转换器端口地址为PORTDA。 主要程序片段如下： . MOV BX，2000H ；数据存放在2000H单元
4、中 MOV AL，BX ；数据送AL MOV DX，PORTDA OUT DX，AL,【例8-2】利用D/A转换器产生一个锯齿电压。在实际应用中，常用一个线性增长的电压控制某个检测过程或作为扫描电压控制一个电子束的移动。对于锯齿波的周期可以用改变延迟常数DATA来改变。 . MOV DX，PORTDA ；PORTDA为D/A转换器端口地址 MOV AL，0FFH ；初值设为0FFH ROROT：INC AL OUT DX，AL ；向D/A转换器输出数据 CALL DELAY ；调用延迟子程序 JMP ROROT MOV CX，DATA ；延迟常数DATA送CX DELAY：LOOP DELAY
5、 RET,8.3 典型A/D转换器及其与CPU的接口 为了提高转换精度，需要在A/D转换之前加上保持-采样电路，使A/D转换期间输入模拟信号保持不变。 采样是指在等同时间间隔内对一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上离散变化的模拟量。采样用波形图表示时输出跟踪输入变化，故又称采样电路为跟踪电路。 保持是将采样得到的模拟量值保持不变，使输出等于采样结束时的输出电压。,A/D转换有计数式、双积分式和逐次逼近式三种方法。 （1 ）转换有计数式 （2）双积分式 （3）逐次逼近式,1 ADC0809的内部结构 ADC0809的内部结构如图8-11所示。其内部结构由以下三部分组成：,2 ADC0809的引
6、脚功能 ADC0809的引脚信号如图8-12所示，用28条引脚的双列直插式封装。,在选择A/D转换器时，除了要考虑各种基本技术与功能外，还要考虑以下两个选择原则： （1）数字量输出是否有可控的三态输出 有可控的三态输出门，则数据输出端可以直接与CPU相连，并在转换结束后利用读信号选通三态门，将转换结果送往总线。 有不可控的三态输出门，即不受外部控制，而是由A/D转换电路在转换结束时自动接通的。 没有可控的三态输出，则不允许数据输出端与CPU相连，必须通过I/O接口与CPU交换信息。,8.3.2 A/D转换器的选择原则,（2）启动转换的控制方式是脉冲控制还是电平控制 对于用脉冲启动转换的A/D转
7、换器，只要在其启动转换引脚上施加一个宽度符合转换器要求的脉冲信号，就能启动转换并自动完成。一般能与CPU配合使用的转换器，CPU的I/O写脉冲都能满足A/D转换器对脉冲的要求。 对于电平启动转换的A/D转换器，在转换过程中启动信号必须保持规定的电平不变，如果中途撤走规定的电平，就会停止转换而得到错误的结果。,8.3.3 A/D转换器与CPU的接口,1 A/D转换器与CPU连接时要考虑的问题 （1）输入模拟电压的连接 （2）数据输出线和系统总线的连接 （3）启动转换信号的提供,（4）转换结束信号和转换数据的读取 CPU通常采用以下四种方法实现对转换数据的读取。 程序查询方式。 中断方式。 固定的
8、延迟程序方式（同步方式。 DMA方式。 （5）地线的连接,2 ADC0809与CPU的连接 （1）ADC0809与CPU直接连接 ADC0809有三态输出锁存器，可以与CPU直接连接，图见教材8-13所示。 连线时需注意： 1）模拟信号分别连接IN0IN7。 2）模拟通道选择线ADDC、ADDB、ADDA分别连接数据总线的低三位D2D1D0。 3)）ADC0809采用脉冲启动。用系统地址总线通过译码器与 经过2号或非门控制START和ALE信号。译码器与 经过1号或非门使ADC0809输出允许信号OE有效。 最后还要考虑转换结束信号EOC的连接，及选择判断一次A/D转换是否结束的具体实现方法。
9、,【例8-3】ADC0809与CPU直接连接如上图8-13所示。假设地址译码器的 地址为84H87H，转换结束信号EOC未用，采用软件固定的延时程序来等待转换结束，已知ADC0809的转换时间为100s。则从输入通道IN7读入一个模拟量经ADC0809转换后进入CPU的程序片段为： . MOV AL，07H ；送IN7 OUT 84H，AL ；发出启动转换信号 CALL DELAY100 ；等待转换结束，延时100s IN AL，84H ；转换结束，读入数据 HLT,（2）ADC0809通过并行接口8255A与CPU连接 【8-4】ADC0809通过并行接口8255A与CPU连接见教材图8-1
10、4所示。 假设用来选通8255A的地址译码器的 地址为80H83H，用来选通ADC0809的地址译码器的 地址为84H87H。ADC0809的START和ALE信号均与8255A的PB4相连，EOC与PC7相连，数字量输出D7D0与系统数据总线D7D0相连，PB2PB0分别与ADDC、ADDB、ADDA相连。则从输入通道IN0读入一个模拟量经ADC0809转换后进入CPU的程序片段为：,. MOV AL，88H ；8255A初始化，方式0 OUT 83H，AL ；端口B输出，端口C高四位输入 MOV AL，00H ；送IN0产生PB4的信号 OUT 81H，AL ；启动ADC0809 ADD AL，10H OUT 81H，AL SUB AL，10H OUT 81H，AL LOOP：IN AL，82H ；检查EOC TEST AL，80H JZ LOOP ；EOC=0，继续查询 IN AL，84H ；EOC=1，的输出允许OE有效 HLT ；读入数字量,作业：,
