第10章模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換(編輯修改稿)
2025-08-16 06:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 概念略有不同，D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間也稱(chēng)建立時(shí)間，是指當(dāng)輸入的二進(jìn)制代碼從最小值突然跳變到最大值時(shí)，其模擬輸出電壓相應(yīng)的滿(mǎn)度跳躍并達(dá)到穩(wěn)定值所需的時(shí)間。一般而言， D/A比A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間要短得多 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換接口技術(shù) 常用模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC（ AnalogDigital Converter）的功能是將輸入模擬電壓量轉(zhuǎn)換為與其成比例的數(shù)字量，它是智能化測(cè)量與控制系統(tǒng)中的一種重要組成器件。按其工作原理，可分為 比較式 ADC、 積分式ADC以及 電荷平衡 （電壓 頻率轉(zhuǎn)換）式 ADC等 在實(shí)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選用合適的 ADC芯片 不同的芯片具有不同的連接方式，其中最主要的是輸入、輸出以及控制信號(hào)的連接方式。從輸入端來(lái)看，有單端輸入的，也有差動(dòng)輸入的。差動(dòng)輸入有利于克服共模干擾。 輸入信號(hào)的極性有 單極性 和 雙極性 輸入，這由極性控制端的接法決定 從 輸出方式 來(lái)看，主要有兩種： （ 1）在 ADC芯片內(nèi)部，數(shù)據(jù)輸出寄存器具有可控的輸出三態(tài)門(mén)，這類(lèi)芯片輸出線(xiàn)允許和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)直接相連，并在轉(zhuǎn)換結(jié)束后可以利用輸入輸出讀信號(hào)選通三態(tài)門(mén)，將轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)上 （ 2）在 ADC芯片內(nèi)部沒(méi)有可控的輸出三態(tài)門(mén)，輸出寄存器直接與芯片數(shù)據(jù)輸出引腳相連，這種芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳必須通過(guò)外加的三態(tài)門(mén)才能連到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線(xiàn) ADC芯片的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)有 電平 和 脈沖兩種形式 。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別對(duì)待 ， 對(duì)要求用電平啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的芯片 ， 如果在轉(zhuǎn)換過(guò)程中撤去電平信號(hào) ， 則將停止轉(zhuǎn)換而得到錯(cuò)誤的結(jié)果 在 ADC轉(zhuǎn)換完成后 ， 會(huì)發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) ，以示主機(jī)可以從模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) 。 結(jié)束信號(hào)可以用來(lái)向 CPU發(fā)出中斷申請(qǐng) ， CPU響應(yīng)中斷后 ， 在中斷服務(wù)子程序中讀取數(shù)據(jù) 。 也可用查詢(xún)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的方法來(lái)讀取數(shù)據(jù) ， 通過(guò)延時(shí)等待的方法來(lái)讀取數(shù)據(jù)也是一種常用的簡(jiǎn)便方法 ， 這是在采集速度要求并不高的情況下 ， 啟動(dòng) ADC轉(zhuǎn)換后 ， 延時(shí)等待時(shí)間大于 ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間后便可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) A/D轉(zhuǎn)換芯片 AD574 一、 AD574的引腳功能 AD574是一種逐次逼近型 12位 A/D轉(zhuǎn)換芯片，也可以用作 8位 A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 15～ 35μs ，若轉(zhuǎn)換成 12位二進(jìn)制數(shù)，可以一次讀出，也可分成兩次讀出，即先讀出高 8位后讀出低 4位。AD574內(nèi)部能自動(dòng)提供基準(zhǔn)電壓，并具有三態(tài)輸出緩沖器，使用十分方便 圖 108 AD574的引腳圖 （ 1） REFOUT： 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出端 （ +10V） （ 2） REFIN： 基準(zhǔn)電壓輸入端 ， 該信號(hào)輸入端與 REFOUT配合 ， 用于滿(mǎn)刻度校準(zhǔn) （ 3） BIP： 偏置電壓輸入 ， 用于調(diào)零 （ 4） DB11～ DB0： 12位二進(jìn)制數(shù)的輸出端 （ 5） STS： “忙 ” 信號(hào)輸出端，高電平有效。當(dāng)其有效時(shí)，表示正在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 各引腳定義如下 （ 6） 12/8*：用于控制輸出字長(zhǎng)的選擇輸入端 。 當(dāng)其為高電平時(shí) ， 允許 A/D轉(zhuǎn)換并行輸出 12位二進(jìn)制數(shù)；當(dāng)其為低電平時(shí) ， A/D轉(zhuǎn)換輸出為 8位二進(jìn)制數(shù) （ 7） R/C*： 數(shù)據(jù)讀出 /啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 。 當(dāng)該輸入腳為高電平時(shí) ， 允許讀 A/D轉(zhuǎn)換器輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)果；當(dāng)該輸入腳為低電平時(shí) ， 啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 （ 8） A0： 字節(jié)地址控制輸入端。當(dāng)啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，若 A0=1， 僅作 8位 A/D轉(zhuǎn)換；若 A0=0， 則作 12位 A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)作 12位 A/D轉(zhuǎn)換并按 8位輸出時(shí)，在讀入 A/D轉(zhuǎn)換值時(shí)，若 A0=0， 可讀高 8位 A/D轉(zhuǎn)換值，若 A0=1， 則讀入低 4位A/D轉(zhuǎn)換值 （ 9） CE： 工作允許輸入端 ， 高電平有效 （ 10） CS*： 片選輸入信號(hào) ， 低電平有效 （ 11） 10VIN： 模擬信號(hào)輸入端 ， 允許輸入電壓范圍 177。 5V或 0～ 10V （ 12） 20VIN： 模擬量信號(hào)輸入端 ， 允許輸入電壓范圍177。 10V或 0～ 20V （ 13） +15V， 15V： +15V， 15V電源輸入端 （ 14） AGND： 模擬地 （ 15） DGND： 數(shù)字地 AD574控制信號(hào)的功能表 從圖 108可以看出，它有兩個(gè)模擬輸入電壓引腳 10VIN和 20VIN，即分別有 10V和 20V的動(dòng)態(tài)范圍，而且可以是
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