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1、第第7章章 模拟器件接口模拟器件接口第第7章章 模拟器件接口模拟器件接口7.1 D/A 转换器转换器7.1.1 D/A转换器的工作原理转换器的工作原理7.1.2 D/A转换器的主要参数转换器的主要参数7.1.3 D/A集成电路与集成电路与CPU接口接口7.1.4 DAC的选择的选择7.2 A/D 转换器转换器7.2.1 逐次逼近逐次逼近AD转换原理转换原理7.2.2 AD转换器的主要参数转换器的主要参数7.2.3 其他其他AD转换方法转换方法7.2.4 A/D转换器接口转换器接口和和AD的选择的选择7.3 采样采样-保持器和多路转接器保持器和多路转接器7.3.1 采样采样-保持器简介保持器简介
2、7.3.2 采样采样-保持器的使用保持器的使用7.3.3 多路转接器多路转接器7.4 隔离和接地技术隔离和接地技术7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器7.5.2 简易简易4 1/2位数字电压表位数字电压表7.5.3 数据采集系统数据采集系统7.1.3 D/A转换器转换器(DAC)与与CPU接口接口DAC的数字接口的数字接口不具有不具有锁存功能锁存功能DAC的数字接口的数字接口通过锁存器通过锁存器与与CPU总线相连总线相连DAC的数字接口的数字接口具有具有锁存功能锁存功能DAC的数字接口同的数字接口同CPU总线总线直接直接相连相连属于无握手联络的并行输
3、出口属于无握手联络的并行输出口7.2.4 A/D转换器转换器(ADC)接口接口属于二线握手联络的并行输入接口属于二线握手联络的并行输入接口RDY：准备好准备好信号启动信号启动ADC开始转换开始转换STB：数据选通数据选通信号由信号由ADC的转换结束信号产生，供的转换结束信号产生，供CPU查询查询或或中断中断读取数据使用读取数据使用7.3 采样采样-保持器保持器(S/H)和和多路转换器多路转换器(MUX)1.1.模拟通道的模拟通道的电路组成电路组成A/DA/D通道通道: :模拟信号模拟信号多路模拟开关多路模拟开关(AMUX)(AMUX) 采样采样/ /保持器保持器(S/H)(S/H) ADCAD
4、C 模拟量输入接口模拟量输入接口CPUCPUD/AD/A通道通道:CPU:CPU模拟量输出接口模拟量输出接口 DACDAC多路模拟开关多路模拟开关(AMUX)(AMUX)输出保持器输出保持器( (缓冲器缓冲器) )模拟信号模拟信号1 1）多通道模拟开关）多通道模拟开关实现信号的分时切换实现信号的分时切换切换开关接通时切换开关接通时, ,希望它的导通静态电阻无穷小希望它的导通静态电阻无穷小切换开关断开时切换开关断开时, ,希望它的开路静态电阻无穷大希望它的开路静态电阻无穷大切换速度越快越好切换速度越快越好即即:漏电电流漏电电流越小越好越小越好AMUXAMUX：AD7501(8AD7501(81)
5、;AD7506(161);AD7506(161) 1) CD4051(8CD4051(81);CD4097B(161);CD4097B(161 1) )2 2）采样保持器）采样保持器(S/H)(S/H) 对高速变化的信号源对高速变化的信号源, ,冻结时变信号的瞬时值冻结时变信号的瞬时值S/HS/H构成构成: :开关开关+ +电容电容VINASVOUT控制端CHA1A2S/HS/H原理原理S/HS/H工作状态工作状态: :采样状态和保持状态采样状态和保持状态S/H:S/H:LF398、AD582、AD583、THS-0060、THS-00101.1.模拟通道的模拟通道的电路组成电路组成2.2.模
6、拟通道的模拟通道的结构形式结构形式1 1）A/DA/D通道的通道的结构形式结构形式单通道单通道不带S/H直流或低频模拟信号带S/H高频变化的模拟信号多通道多通道每个通道有自己的S/H和ADC 并行多通道各通道有自己的S/H,共享ADC各通道共享S/H和ADCCPUCPUS/HS/HA/DA/DI/OI/OA A1 1S/HS/HA/DA/DI/OI/OA A2 2S/HS/HA/DA/DI/OI/OA An n并行多通道并行多通道A/DA/DCPUCPUS/HS/H多多 路路 开开 关关MUXMUXA A1 1S/HS/HA/DA/DI/OI/OA A2 2S/HS/HA An n共享共享A/
7、DA/D的多通道的多通道CPUCPUS/HS/H多多 路路 开开 关关MUXMUXA A1 1A/DA/DI/OI/OA A2 2A An n共享共享S/HS/H和和A/DA/D的多通道的多通道2 2）D/AD/A通道通道的结构形式的结构形式单通道单通道带输入锁存器不需要刷新带保持器输出靠电容维持,要刷新多通道多通道每个通道都有锁存器和DAC并行多通道各通道共享DACCPUCPU并行多通道并行多通道D/AD/A锁存器锁存器1 1D/AD/AA A1 1锁存器锁存器2 2D/AD/AA A2 2锁存器锁存器n nD/AD/AA An nCPUCPUI/OI/OD/ACD/AC多多 路路 开开 关
8、关MUXMUX保持器保持器1 1保持器保持器2 2保持器保持器n nA A1 1A A2 2A An n共享共享D/AD/A的多通道的多通道2.2.模拟通道的结构形式模拟通道的结构形式7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器7.5.2 简易简易4 1/2位数字电压表位数字电压表7.5.3 数据采集系统数据采集系统7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器1、工作原理、工作原理2、ADC芯片芯片AD7574接口接口采集输入被观测模拟信号。采集输入被观测模拟信号。3、DAC芯片芯片0832接口接口4、基本程序、基本程序7
9、.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器1、工作原理、工作原理一片一片ADC芯片：采集输入被观测模拟信号。芯片：采集输入被观测模拟信号。两片两片DAC芯片：分别输出到示波器的芯片：分别输出到示波器的Y通道和通道和X通道。通道。7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器2、ADC芯片芯片AD7574接口接口采集输入被观测模拟信号。采集输入被观测模拟信号。执行一条写指令，启动执行一条写指令，启动AD7574进行转换进行转换转换过程中，处于转换过程中，处于“忙忙” BUSY转换结束后，转换结束后，CPU用读指令读取数据用读指
10、令读取数据读数据同时读数据同时AD7574复位复位7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器3、DAC芯片芯片0832接口接口7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.1 数字波形存储器数字波形存储器4、基本程序基本程序AD7574 的地址为的地址为C0H 1100 0000BY 轴轴0832的地址为的地址为C8H 1100 1000BX 轴轴0832的地址为的地址为D0H 1101 0000B7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.2 简易简易4 12位数字电压表位数字电压表7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.2 简易简易4 12位数字电压表位数字电压表7.5 模拟器件接口实例模拟器件接口实例7.5.3 数据采集系统数据采集系统
