-四典型DA转换DAC芯片.pptx

1四、典型四、典型D/A转换转换DAC0832芯片芯片8位并行位并行、中速中速(建立时间建立时间1us)、电流型电流型、低廉、低廉(1020(1020元元元元)引脚和逻辑结构引脚和逻辑结构DAC0832与微机系统的连接与微机系统的连接应用举例应用举例2 1.引脚和逻辑结构引脚和逻辑结构20个引脚、双列直插式个引脚、双列直插式8位位输入输入寄存器寄存器8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0CSWR1WR2XFERILELELEIOUT1&RFB3Vcc芯片电源电压芯片电源电压,+5V+15VVREF参考电压参考电压,-10V+10VRFB反馈电阻引出端反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端此端可接运算放大器输出端AGND模拟信号地模拟信号地DGND数字信号地数字信号地8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB4DI7DI0数字量输入信号数字量输入信号其中其中:DI0为最低位，为最低位，DI7为最高位为最高位8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB58位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB0011ILE输入锁存允许信号输入锁存允许信号,高电平有效高电平有效CS片选信号片选信号,低电平有效低电平有效WR1写信号写信号1，低电平有效，低电平有效LE1当当ILE、CS、WR1同时有效时同时有效时,LE=1，输入寄存器的输出随输入而变化输入寄存器的输出随输入而变化WR1,LE=0，将输入数据锁存到输入寄存器将输入数据锁存到输入寄存器6LE2XFER 转移控制信号，转移控制信号，低电平有效低电平有效WR2 写信号写信号2，低电平有效，低电平有效当当XFER、WR2同时有效时同时有效时,LE2=1DAC寄存器输出随输入而变化；寄存器输出随输入而变化；WR1,LE=0，将输入数据锁存到将输入数据锁存到DAC寄存器，寄存器，数据进入数据进入D/A转换器，开始转换器，开始D/A转换转换VREF8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器IOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器RFB00178位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LEIOUT1LECSWR1WR2XFERILE&8位位输入输入寄存器寄存器IOUT1模拟电流输出端模拟电流输出端1当输入数字为全当输入数字为全”1”时时,输出电流最大，约为：输出电流最大，约为：全全”0”时时,输出电流为输出电流为0IOUT2模拟电流输出端模拟电流输出端2IOUT1+IOUT2=常数常数255VREF256RFBRFB82.DAC0832与微机系统的连接与微机系统的连接1)单缓冲工作方式单缓冲工作方式一个寄存器工作于直通状态，一个寄存器工作于直通状态，另一个工作于受控锁存器状态另一个工作于受控锁存器状态2)双缓冲工作方式双缓冲工作方式两个寄存器均工作于受控锁存器状态，两个寄存器均工作于受控锁存器状态，91)1)单缓冲工作方式单缓冲工作方式:一个一个寄存器工作于寄存器工作于直通直通状态，状态，一个一个工作于工作于受控受控锁存器状态锁存器状态在不要求多相在不要求多相D/A同时输出时，同时输出时，可以采用单缓冲方式，可以采用单缓冲方式，此时只需一次写操作，就开始转换，此时只需一次写操作，就开始转换，可以提高可以提高D/A的数据吞吐量。的数据吞吐量。10+-Voport数数 据据 线线地址地址译码译码PC总线总线IOWA0A9D0D7+5VCSDAC0832DI0DI7IOUT1IOUT2RFBXFERWR2WR1ILE单缓冲工作方式单缓冲工作方式:输入寄存器输入寄存器工作于工作于受控受控状态状态DAC寄存器寄存器工作于工作于直通直通状态状态11PC总线总线I/O写时序写时序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port转换一个数据转换一个数据的程序段：的程序段：MOVAL,data;取数字量取数字量MOVDX,portOUTDX,ALD/A转换转换IOUT2DI7DI0LEIOUT1LECSWR1ILE&WR2XFER&输入输入寄存寄存RFB-+VoIOWA9A0D7D0+5VPC总线总线port地址地址译码译码DAC寄存寄存12port数数 据据 线线地址地址译码译码PC总线总线IOWA0A9D0D7+5VXFERDAC0832DI0DI7+-VoIOUT1IOUT2RFBCSWR1WR2ILE单缓冲工作方式单缓冲工作方式:输入寄存器输入寄存器工作于工作于直通直通状态状态DAC寄存器寄存器工作于工作于受控受控状态状态13PC总线总线I/O写时序写时序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0port转换一个数据转换一个数据的程序段：的程序段：MOVAL,data;取数字量取数字量MOVDX,portOUTDX,ALIOUT2DI7DI0LECSWR1ILE&输入输入寄存寄存VoD7D0+5VPC总线总线portWR2IOWA9A0XFERD/A转换转换LEIOUT1RFB-+DAC寄存寄存地址地址译码译码&142)双缓冲工作方式双缓冲工作方式:两个寄存器均工作于受控锁存器状态两个寄存器均工作于受控锁存器状态DAC0832PC总线总线数数 据据 线线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFBWR2CS地地址址译译码码A0A9XFERVREF-5Vport1port2DGNDAGND15转换一个数据的程序段转换一个数据的程序段：MOVAL,data;取数字量取数字量MOVDX，port1OUTDX,AL;打开第一级锁存打开第一级锁存MOVDX,port2OUTDX,AL;打开第二级锁存打开第二级锁存IOUT2DI7DI0LECSWR1ILE&输入输入寄存寄存VoD7D0+5VPC总线总线port2WR2IOWA9A0XFERD/A转换转换LEIOUT1RFB-+DAC寄存寄存地地址址译译码码&port116当要求多个模拟量同时输出时，可采用双重缓冲方式。当要求多个模拟量同时输出时，可采用双重缓冲方式。思考思考：相应的程序如何编写？：相应的程序如何编写？地地址址译译码码port1XFERWR2CSWR1ILE+D/A转换转换DI7DI0Vo1port2XFERWR2CSWR1ILE+D/A转换转换DI7DI0Vo2port3DAC0832DAC0832D7D0A9A0IOWPC总线总线+5v+5v17codeSEGMENTASSUMECS:code,DS:codedatav1DB11h,12h,13h,14h,15h,16h,17h,18h,19h,1Ahdatav2DB21h,22h,23h,24h,25h,26h,27h,28h,29h,2Ahstart:MOVAX,codeMOVDS,AXLEASI,data_v1LEABX,data_v2MOVCX,10next:MOVAL,SI;取取V1的数据的数据OUTport1,AL;打开打开第一片第一片0832第一级第一级锁存锁存MOVAL,BX;取取V2的数据的数据OUTport2,AL;打开打开第二片第二片0832第一级第一级锁存锁存OUTport3,AL;打开打开两片两片0832的的第二级第二级锁存锁存INCSIINCBXLOOPnextMOVAH,4CHINT21HcodeENDSENDstart编程编程：利用上图，将：利用上图，将datav1和和datav2处的两组数据，处的两组数据，一一对应转换成模拟量同时输出。一一对应转换成模拟量同时输出。183.应用举例应用举例(调幅）调幅）例例1连线如图，计算当数字量为连线如图，计算当数字量为0CDH时的输出时的输出Vo。DAC0832PC总线总线数数 据据 线线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFBWR2DGNDCS地地址址译译码码A0A9XFERVREF-5Vport1port2转换一个数据的程序段：转换一个数据的程序段：MOVAL,0CDHMOVDX，port1OUTDX,ALMOVDX,port2OUTDX,AL19调幅分析：调幅分析：当数字量为当数字量为0FFH=255时，时，IOUT1=Vo=-IOUT1RFB=-FBREF256R255V256255VREF所以：所以：当数字量为当数字量为0CDH=205，VREF=-5V时：时：Vo=-=4V256205VREF数据线数据线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFBWR2DGNDCS地地址址译译码码A0A9XFERVREF-5Vport1port220注意：注意：Vo的输出与参考电压的输出与参考电压VREF、以及输出的连接方法（同相还是反相）有关。以及输出的连接方法（同相还是反相）有关。数据线数据线WR1IOWDI0DI7D0D7+5VILE+-VoIOUT1IOUT2RFBWR2DGNDCS地地址址译译码码A0A9XFERVREF-5Vport1port24V上例中上例中，若，若VREF接的是接的是-10V,则则Vo=8V-10V8V10V若若VREF接的是接的是10V,则则Vo=-8V-8V21例例2利用上例连线图，编程输出一锯齿波利用上例连线图，编程输出一锯齿波。tVo4V0V22调频：调频：codeSEGMENTASSUMECS:codestart:MOVCX,8000H;波形个数波形个数MOVAL,0;锯齿谷值锯齿谷值next:MOVDX,port1;打开第一级锁存打开第一级锁存OUTDX,ALMOVDX,port2;打开第二级锁存打开第二级锁存OUTDX,ALCALLdelay;控制锯齿波的周期控制锯齿波的周期INCAL;修改输出值修改输出值CMPAL,0CEH;比较是否到锯齿峰值比较是否到锯齿峰值JNZnext;未到跳转未到跳转MOVAL,0;重置锯齿谷值重置锯齿谷值LOOPnext;输出个数未到跳转输出个数未到跳转MOVAH,4CH;返回返回DOSINT21H；子程；子程delay（略）（略）codeENDSENDstartVo4V0VCDH234V0VVot实际输出的波形图实际输出的波形图tVo4V0V不是不是24第三节第三节模模/数转换器数转换器一、一、A/D转换器的基本原理转换器的基本原理(自学自学)二、二、A/D转换器的技术指标转换器的技术指标(自学自学)三、三、A/D转换器及其连接转换器及其连接四、四、典型典型A/D转换器转换器25一、一、A/D转换器的基本原理（自学）转换器的基本原理（自学）模拟输入量模拟输入量数字输出量数字输出量0000010100110000010100111v 2v 3v 4v 5v 6v 7vA/D转换器转换器模拟输入量模拟输入量数字输出量数字输出量2627C为计数器控制端：为计数器控制端：C=1，开始计数；，开始计数；C=0，停止计数。，停止计数。q计数式计数式A/D转换由转换由8位位D/A转换器、转换器、8位计数器和比较器组成。位计数器和比较器组成。8 8位位计数器计数器D D7 7-D-D0 08 8位位D/AD/A转换器转换器 A-+CLKCLKEOCEOCS S开始转换开始转换转换结束转换结束C C比较器比较器V Vi iV V0 0CLRCLR模拟输入电压模拟输入电压D/A转换器输出电压转换器输出电压数字量输出数字量输出D0D7计数时钟计数时钟S=0，使，使8位计数器清位计数器清“0”，S=1，使计数器准备计数。，使计数器准备计数。28启动信号启动信号S：S端端：使：使8位计数器清位计数器清“0”，S端端：计数器准备计数。计数器准备计数。8位位D/A转换器：数字量转换器：数字量00H0V电压输出电压输出Vo。当当ViVo时，时，C=1,计数器从计数器从0开始计数，开始计数，只要只要ViVo，C=1，计数器不断计数，计数器不断计数，当当VoVi时时,C=0，计数器停止计数。，计数器停止计数。D7-D0为为Vi所对应的数字量。实现了所对应的数字量。实现了A/D转换。转换。C的的表示表示A/D转换结束，转换结束，可以作为中断请求信号或作为查询用。可以作为中断请求信号或作为查询用。29计数式计数式A/D转换转换时间图时间图30q双积分式双积分式A/D转换转换 积分法积分法A/DA/D转换种类：转换种类：双斜率、单斜率、多斜率三种。双斜率、单斜率、多斜率三种。仅介绍双斜率法（又称为双积分法）。仅介绍双斜率法（又称为双积分法）。双积分式双积分式A/DA/D转换器组成：转换器组成：积分器积分器A1A1；零电压比较器零电压比较器A2A2；计数器；计数器；控制逻辑；控制逻辑；标准电压等。标准电压等。31A1-+V VX XV VN NS S1 1A2-+S S2 2C CV V0101控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑.A/DA/D启动启动A/DA/D结束结束清清0 0溢溢出出进进位位比较器比较器模拟输入模拟输入标准电压标准电压双积分式双积分式A/D转换转换32A/DA/D转换通过采样和测量进行二次积分来完成的。转换通过采样和测量进行二次积分来完成的。工作过程如下：采样和测量工作过程如下：采样和测量计数器清计数器清“0 0”，启动脉冲将开关启动脉冲将开关S2 S2 瞬时接通，积分器瞬时接通，积分器A1A1输出输出Vo1=0VVo1=0V，采样：采样：开关开关S S1 1 接通模拟输入接通模拟输入V VX X，S S2 2 断开，积分器（断开，积分器（V V x x为负为负)进进行行正向正向积分，采样开始积分，采样开始,积分器积分器Vo1Vo1稍高于地几个毫伏，比较器稍高于地几个毫伏，比较器A2A2输出输出 1 1，计数器开始计数，计数器开始计数，计数器产生溢出，计数器各位清计数器产生溢出，计数器各位清“0 0”，采样结束。，采样结束。双积分式双积分式A/D转换转换测量：测量：将将S1倒向标准电压倒向标准电压VN，测量开始，测量开始，VN为正电压，进行反向积分。为正电压，进行反向积分。Vo1高于地电位，比较器输出为高于地电位，比较器输出为1，计数器又开始计数，直到，计数器又开始计数，直到Vo1=0为止，为止，输出输出A/D结束信号。结束信号。33q采样阶段的正向积分。采样阶段的正向积分。设正向积分时间为设正向积分时间为T1，则积分输出，则积分输出:V01=-=-=当当t=t2时，时，v01m=T134q分析测量阶段反向积分分析测量阶段反向积分:设反向积分时间为设反向积分时间为T2，则，则:v01=v01m+-Ndt当当t=t3时，时，v01=0，所以所以0=v01m-Ndt即即=NT2,T2=T1/vN若计数时钟频率为若计数时钟频率为f，则根据计数，则根据计数N可以求得计数时间可以求得计数时间T。T1=N1/f,T2=N2/f.N1，VN已知，已知，N2=N1NN2,N2就为就为A/D转换结果。转换结果。35q逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换 逐次逼近式逐次逼近式A/DA/D转换是用得最多的一种方法。转换是用得最多的一种方法。组成：组成：8 8位位D/AD/A转换器、比较器、控制逻辑，逐次逼近寄存器转换器、比较器、控制逻辑，逐次逼近寄存器.工作过程：工作过程：从最高位开始通过试探值逐次进行测试，从最高位开始通过试探值逐次进行测试，直到试探值经直到试探值经D/AD/A转换器输出转换器输出VoVo与与V VX X相等或达到允许误差范相等或达到允许误差范围为止。则该试探值就为围为止。则该试探值就为A/DA/D转换所需的数字量。转换所需的数字量。36-+8 8位位D/AD/A转换器转换器缓冲寄存器缓冲寄存器控制电路控制电路逐次逼近逐次逼近寄存器寄存器V Vi iV VO O启动信号启动信号CLKCLK转换信号转换信号D D7 7D D6 6D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D0 0D D1 1比较器比较器逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换工作原理图工作原理图37T T1 1T T8 8T T7 7T T6 6T T5 5T T4 4T T3 3T T2 2.5 52.52.53.753.754.3754.3754.694.694.844.844.734.734.804.805 50 0时钟时钟A/DA/D启动启动A/DA/D结束结束V Vi i/V/Vt t逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换38如：实现模拟电压如：实现模拟电压4.80V相当于数字量相当于数字量123的的AD转换转换.具体过程如下：具体过程如下：当出现启动脉冲当出现启动脉冲时，逐次逼近寄存器清时，逐次逼近寄存器清“0”；当第一个当第一个T1到来，逐次逼近寄存器到来，逐次逼近寄存器最高位最高位D7置置“1”，8位位D/A转换器输入为转换器输入为10000000B，输出输出Vo为满度的一半为满度的一半5V，即满量值的，即满量值的128/255。若若VoVi，比较器输出低电平，比较器输出低电平，控制电路使逐次逼近寄存器最高位控制电路使逐次逼近寄存器最高位D7置置“0”(反之，置反之，置“1”)；39当第二个当第二个到来，逐次逼近寄存器到来，逐次逼近寄存器D6位置位置“1”，D/A转换器的数字量输入为转换器的数字量输入为01000000B，输出电压为输出电压为2.5V，VoVi，比较器输出高电平，比较器输出高电平，将将D6位的位的“1”保留保留(否则，将否则，将D6位置位置0)；第三个第三个T3 时钟脉冲来，又将时钟脉冲来，又将D5位置位置“1”重复上述过程直到重复上述过程直到D0位置位置“1”，再与输入比较。，再与输入比较。经过经过8次以后，次以后，逐次逼近寄存器中得到的数字量就是转换结果。逐次逼近寄存器中得到的数字量就是转换结果。过程用下表表示。过程用下表表示。T240逐次逼近式逐次逼近式A/D转换转换41比较三种比较三种A/D转换方式转换方式计数式计数式A/D转换速度慢，价格低，适用于慢速系统；转换速度慢，价格低，适用于慢速系统；双积分式双积分式A/D转换分辨率高，抗干扰性好，但转换速度较慢，转换分辨率高，抗干扰性好，但转换速度较慢，适用于中速系统。适用于中速系统。逐次逼近型逐次逼近型A/D转换精度高、转换速度快、易受干扰。转换精度高、转换速度快、易受干扰。微机系统中大多数采用逐次逼近型微机系统中大多数采用逐次逼近型A/D转换方法。转换方法。42二、二、A/D转换器的技术指标转换器的技术指标(自学自学)1.分辨率分辨率2.转换精度转换精度3.转换时间和转换率转换时间和转换率431分辨率分辨率指指A/D转换器所能分辨的最小模拟输入量，转换器所能分辨的最小模拟输入量，或指转换器满量程模拟输入量被分离的级数。或指转换器满量程模拟输入量被分离的级数。模拟输入量模拟输入量数字数字输出量输出量0000010100110000010100111v 2v 3v 4v 5v 6v 7v输入输入 输出输出-0.50.5v 000 0.51.5v0011.52.5v010、5.56.5v1106.57.5v111在在ADC中，模拟量和数字量之间不是一一对应的关系中，模拟量和数字量之间不是一一对应的关系44A/D分辨率通常用能转换成的数字量位数表示。分辨率通常用能转换成的数字量位数表示。如：如：8位位A/D转换器的转换器的分辨率分辨率为为8位位。10位位A/D转换器的转换器的分辨率分辨率为为10位位。452转换精度转换精度指在输出端产生给定的数字量，指在输出端产生给定的数字量，实际输入的模拟值与理论输入的模拟值之间的偏差。实际输入的模拟值与理论输入的模拟值之间的偏差。反应反应ADC的实际输出接近理想输出的精确程度的实际输出接近理想输出的精确程度。由于在一定范围内的模拟值产生相同的数字量，由于在一定范围内的模拟值产生相同的数字量，取该范围内的中间模拟值计算。取该范围内的中间模拟值计算。46常用数字量最低有效位常用数字量最低有效位LSB对应对应模拟量模拟量的几分之几的几分之几表示表示。1 12若若ADC在在范围内产生相对应的范围内产生相对应的唯一数字量唯一数字量，称其精度为称其精度为0LSB1 14LSB3 34若某若某ADC在在范围内产生相对应的唯一数字量，范围内产生相对应的唯一数字量，称其精度为称其精度为1 12LSB若某若某ADC在在范围内产生相对应的唯一数字量，范围内产生相对应的唯一数字量，称其精度为称其精度为在此基准上定义在此基准上定义ADC精度精度:473转换时间和转换率转换时间和转换率转换时间转换时间指完成一次指完成一次A/D转换所需的时间，转换所需的时间，从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的时间。从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的时间。转换率转换率是转换时间的倒数。是转换时间的倒数。48三、三、A/D转换器及其连接转换器及其连接1.A/D转换器分类转换器分类2.A/D转换器与系统的连接转换器与系统的连接49 1.A/D转换器分类转换器分类l 按工作原理分按工作原理分l 按输入方式分按输入方式分l 按输出方式分按输出方式分l 按性能特点分按性能特点分l 按输出是否带三态缓冲分按输出是否带三态缓冲分50l 按模拟量输入方式分按模拟量输入方式分单极性单极性ADC、双极性双极性ADCl按数字量输出方式分按数字量输出方式分并行并行ADC、串行串行ADCl 按工作原理分按工作原理分计数式计数式ADC、双积分式双积分式ADC逐次逼近式逐次逼近式ADC、并行式并行式ADC51l 按性能特点分按性能特点分按分辨率分按分辨率分4位、位、6位、位、8位、位、10位、位、12位、位、14位、位、16位、位、按转换速度分按转换速度分低速、中速、高速、超高速低速、中速、高速、超高速（转换时间分别为（转换时间分别为1s、1ms、1us、1ns）按转换精度分按转换精度分低精度、中精度、高精度、超高精度低精度、中精度、高精度、超高精度52l 按输出是否带三态缓冲分按输出是否带三态缓冲分带可控三态缓冲带可控三态缓冲ADC如：如：ADC0809不带可控三态缓冲不带可控三态缓冲ADC如：如：AD570、ADC1210532.A/D转换器及其连接转换器及其连接1)A/D转换器的典型信号转换器的典型信号2)A/D转换器各信号与系统的连接转换器各信号与系统的连接541)A/D转换器的典型信号转换器的典型信号A/D转换器转换器模拟量模拟量输入信号输入信号模拟量输入信号模拟量输入信号A/D转换启动信号转换启动信号A/D转换启动信号转换启动信号转换完成信号转换完成信号转换完成转换完成(结束）信号结束）信号数字量输出信号数字量输出信号数字量输出信号数字量输出信号552)A/D转换器各信号与系统的连接转换器各信号与系统的连接A/D转换器转换器模拟量输入信号模拟量输入信号数字量输出信号数字量输出信号A/D转换启动信号转换启动信号转换完成信号转换完成信号56注意注意A/D转换器允许输入的模拟值范围转换器允许输入的模拟值范围,不要超出范围不要超出范围A/D转换器转换器模拟量输入信号模拟量输入信号数字量输出信号数字量输出信号A/D转换启动信号转换启动信号转换完成信号转换完成信号为充分发挥为充分发挥A/D转换器的分辨率，输入量应与转换量程相称。转换器的分辨率，输入量应与转换量程相称。模拟量输入信号模拟量输入信号例如例如某某A/D转换的范围为转换的范围为010V,输入的模拟信号为输入的模拟信号为05V，则应将输入信号放大则应将输入信号放大2倍，再送入倍，再送入A/D进行转换。进行转换。57 数字量输出信号数字量输出信号r输出不带可控三态缓冲器的输出不带可控三态缓冲器的ADCr输出带可控三态缓冲器的输出带可控三态缓冲器的ADCr输出位数超过微机数据总线的输出位数超过微机数据总线的ADC58PC总线总线I/O读读时序时序A15A0CLKIORT4T1T2T3TwD7D0执行执行INAL,DX时时：在在IOR的上升沿控制三态门，的上升沿控制三态门，数字量进入数字量进入CPUr输出不带可控三态缓冲器的输出不带可控三态缓冲器的ADCPC总总线线IOR不带不带可控三态可控三态ADC模拟量模拟量输输入入数据线数据线地址线地址线00地地址址译译码码三三态态门门11数字量输出不能直接与总线相连。数字量输出不能直接与总线相连。需加三态门才能与数据总线相连。需加三态门才能与数据总线相连。59q输出带可控三态缓冲器的输出带可控三态缓冲器的ADCPC总线总线I/O读时序读时序A15A0CLKIOWT4T1T2T3TwD7D0执行执行INAL,DX时时：在在IOR的上升沿打开三态门，的上升沿打开三态门，数字量进入数字量进入CPU数据线数据线带带可控三态可控三态ADC模拟量模拟量输输入入PC总总线线IOR地地址址译译码码地址线地址线0011其数字量输出可直接与微机的数据总线相连。其数字量输出可直接与微机的数据总线相连。60r输出数字量位数超过微机数据总线的输出数字量位数超过微机数据总线的ADCPC总总线线数据线数据线8位位12位位ADC模拟量模拟量输输入入12位位?ADC的转换结果不能一次进入的转换结果不能一次进入CPU，需按字节分多次读取。，需按字节分多次读取。61总线总线12位位A/D转转换换器器数据线数据线D7D0模拟量模拟量输输 入入IOR低低8位位三三态态00地地址址译译码码地址线地址线00高高4位位三三态态低低8位位高高4位位D3D0port_Lport_H1111读取转换结果到读取转换结果到buffer中中:INAl,port_LMOVbuffer,ALINAL,port_HMOVbuffer+1,AL62A/D转换启动信号转换启动信号8位位DAC寄存器寄存器8位位D/A转换器转换器VREFIOUT2RFBAGNDVCCDGNDDI7DI0LE2IOUT1LE1CSWR1WR2XFERILE1111118位位输入输入寄存器寄存器q对对D/A芯片，只要数字信号进入转换电路，芯片，只要数字信号进入转换电路，就开始就开始D/A转换，无启动信号。转换，无启动信号。63q对一个连续的模拟信号进行对一个连续的模拟信号进行A/D转换时，转换时，在一个数据转换完成之后，应再发启动信号，在一个数据转换完成之后，应再发启动信号，开始下一个数据的转换。开始下一个数据的转换。q而而A/D芯片，每进行一次数据转换，芯片，每进行一次数据转换，均受启动信号控制，在启动信号有效之后，均受启动信号控制，在启动信号有效之后，才开始一次才开始一次A/D转换，得到一个数字量。转换，得到一个数字量。A/D转换器转换器模拟量输入信号模拟量输入信号数字量输出信号数字量输出信号A/D转换启动信号转换启动信号转换完成信号转换完成信号64A/D启动信号的形式有电平启动和脉冲启动启动信号的形式有电平启动和脉冲启动脉冲启动脉冲启动对脉冲启动的对脉冲启动的ADC，如如ADC0804、ADC0809、ADC1210可用可用CPU执行输出指令时发出的片选信号和写信号组合得到执行输出指令时发出的片选信号和写信号组合得到PC总总线线IOW地地址址译译码码地址线地址线0011模拟量模拟量输输入入A/D转换器转换器A/D转换转换启动信号启动信号OUTDX,AL65电平启动电平启动对电平启动的对电平启动的ADC，如，如AD570、AD571、AD572，该信号必须保持到该信号必须保持到A/D转换结束，中途不能撤除；转换结束，中途不能撤除；否则会停止转换，得到错误结果。否则会停止转换，得到错误结果。CPU可通过并行接口对可通过并行接口对ADC芯片发电平形式的启动信号。芯片发电平形式的启动信号。PC总总线线IOW地地址址译译码码地址线地址线0011模拟量模拟量输输入入A/D转换器转换器OUTDX,ALA/D转换转换启动信号启动信号数据线数据线锁锁存存器器66 转换完成转换完成EOC信号信号A/D转换器转换器模拟量输入信号模拟量输入信号数字量输出信号数字量输出信号A/D转换启动信号转换启动信号转换完成信号转换完成信号A/D转换需要一定时间，转换需要一定时间，在转换完一个数据之后，在转换完一个数据之后，A/D芯片会发出一个转换完成信号。芯片会发出一个转换完成信号。(相当于输入设备的准备好信号相当于输入设备的准备好信号)67将将A/D芯片看作一个输入设备，芯片看作一个输入设备，CPU可采用下列可采用下列四种方法，读取四种方法，读取A/D的转换结果：的转换结果：q程序延时方式（同步方式）程序延时方式（同步方式）q程序查询方式程序查询方式q中断方式中断方式q等待方式等待方式数字量输出信号数字量输出信号A/D转换器转换器模拟量模拟量输入信号输入信号A/D转换转换启动信号启动信号转换完成信号转换完成信号四种方式对四种方式对EOC信号的处理各不相同信号的处理各不相同68q程序延时方式（同步方式）程序延时方式（同步方式）A 程序延时方式下，程序延时方式下，硬件连线上未利用转换完成信号硬件连线上未利用转换完成信号启动启动A/D转换转换读取读取A/D转换结果转换结果延时延时等待等待A/D转换结束转换结束YN转换下一数据转换下一数据?通过查阅手册了解通过查阅手册了解A/D转换一个数据所需时间，转换一个数据所需时间，在在CPU启动启动A/D转换之后，转换之后，执行一个固定延时程序执行一个固定延时程序，延时应延时应大于等于大于等于A/D的转换时间，的转换时间，然后然后CPU再读取再读取A/D的转换结果的转换结果。69q程序查询方式程序查询方式PC总总线线IOR地地址址译译码码地址线地址线0011模拟量模拟量输输入入A/D转换器转换器INAL,DXA/D转换转换完成信号完成信号数据线数据线三三态态门门转换完成转换完成EOC信号通过并行端口，送入信号通过并行端口，送入CPU。在在CPU启动启动A/D转换之后，转换之后，CPU不断查询不断查询A/D的转换结束信号，的转换结束信号，一旦该信号有效，一旦该信号有效，CPU读取读取A/D的转换结果。的转换结果。70启动启动A/D转换转换读取读取A/D转换结果转换结果YNNY查询查询A/D转换结束转换结束信号是否有效？信号是否有效？转换下一数据转换下一数据?程序查询方式流程程序查询方式流程71r中断方式中断方式A/D转换器转换器模拟量模拟量输入信号输入信号数字量数字量输出信号输出信号A/D转换转换启动信号启动信号转换完成信号转换完成信号IRQ4PC总线总线用用A/D转换结束信号向微机系统发中断申请，转换结束信号向微机系统发中断申请，CPU采用中断方式读取采用中断方式读取A/D转换结果。转换结果。72主程其它工作处理主程其它工作处理(可用双重循环延时代替可用双重循环延时代替)设置中断向量设置中断向量设置设置8259A，允许中断，允许中断启动启动A/D转换转换STI开中断开中断设置设置8259A，禁止中断，禁止中断返回返回DOSCLI关中断关中断开始开始主程序主程序发中断结束命令发中断结束命令EOI启动启动A/D转换转换IRET中断返回中断返回开始开始读取读取A/D转换结果转换结果中断子程中断子程73主程序主程序发中断结束命令发中断结束命令EOIIRET中断返回中断返回开始开始读取读取A/D转换结果转换结果中断子程中断子程设置中断向量设置中断向量设置设置8259A，允许中断，允许中断STI开中断开中断设置设置8259A，禁止中断，禁止中断返回返回DOSCLI关中断关中断开始开始N启动启动A/D转换转换用用HLT指令，等中断指令，等中断转换下一数据？转换下一数据？Y或使用或使用HLT指令指令74q等待方式等待方式A/D转换器转换器模拟量模拟量输入信号输入信号数字量数字量输出信号输出信号A/D转换转换启动信号启动信号转换完成信号转换完成信号READYCPU用用A/D转换结束信号向微机系统发转换结束信号向微机系统发READY信号，信号，当当CPU用用IN读指令读取结果时，在未转换完成前，读指令读取结果时，在未转换完成前，READY信号为信号为低电平低电平，将延长将延长CPU的读的读I/O端口周期端口周期；待待READY有效有效,即即A/D转换完成之后，再读取转换结果。转换完成之后，再读取转换结果。75T1T2T3TwT4READYA19A16AD7AD0IO/MA15A8ALERDDT/RDENCLK高高IO低低MA19A16S6S3D7D0/S6S3A7A08088CPU最小模式下最小模式下,在在T3状态下降沿，检测状态下降沿，检测READY信号，信号，当当READY为低电平为低电平，增加增加Tw状态状态;直到直到READY为高电平为高电平，才进入才进入T4状态状态76A/D转换器转换器模拟量模拟量输入信号输入信号数字量数字量输出信号输出信号A/D转换转换启动信号启动信号转换完成信号转换完成信号IOCHRDYPC总线总线利用利用IBMPC/XT总线上的总线上的IOCHRDY信号：信号：77A9A0IORCLKD7D0T1T2T3T4IOCKRDYTwTwTwTw在在T3状态下降沿，检测状态下降沿，检测IOCKRDY信号，信号，当当IOCKRDY为低电平为低电平，增加增加Tw状态状态直到直到IOCKRDY为高电平，才进入为高电平，才进入T4状态状态78启动启动A/D转换转换读取读取A/D转换结果转换结果YN转换下一数据转换下一数据?等待方式等待方式流程流程思考：思考：程序延时方式程序延时方式和和等待方式等待方式在硬件连线和软件上的不同之处？在硬件连线和软件上的不同之处？启动启动A/D转换转换读取读取A/D转换结果转换结果延时延时等待等待A/D转换结束转换结束YN转换下一数据转换下一数据?程序延时方式程序延时方式流程流程