【文章內(nèi)容簡介】 型 。 3. 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 DAC0832 DAC0832是雙列直插式 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 ,能完成從數(shù)字量輸入到模擬量 （ 以電流形式 ） 輸出的轉(zhuǎn)換 。 圖 541和圖 542分別為 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和引腳圖 。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位 （ 滿度量程的 1/256） ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 1μs， 基準(zhǔn)電壓為 +10～ 10V， 供電電源為+5～ +15V， 功耗為 20mW， 與 TTL電平兼容 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 54 圖 541 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 55 圖 542 DAC0832引腳圖 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 56 從圖 541中可見 ， 在 DAC0832中有兩級(jí)鎖存器；第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器 ， 它的鎖存信號(hào)為 ILE；第二級(jí)鎖存器稱為 DAC寄存器 ， 它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào) XFER。 因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器 ， 所以 DAC0832可以工作在雙緩沖器方式下 ， 即在輸出模擬信號(hào)的同時(shí) ， 可以采集下一個(gè)數(shù)據(jù) 。 這樣可以有效地提高轉(zhuǎn)換速度 。 另外 ， 有了兩級(jí)鎖存器以后 ， 可以在多個(gè) D/A轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí) ， 利用第二級(jí)鎖存器的鎖存信號(hào)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)換器的同時(shí)輸出 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 57 542 CS——片選信號(hào) ， 它和允許輸入鎖存信號(hào) ILE合起來決定WR1是否起作用 。 ILE——允許鎖存信號(hào) 。 WR1——寫信號(hào) 1， 它作為第一級(jí)鎖存信號(hào)將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器中 ， WR1必須和 CS、 ILE同時(shí)有效 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 58 WR2——寫信號(hào) 2， 它將鎖存在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)送到 8位 DAC寄存器中進(jìn)行鎖存 ， 此時(shí) ， 傳送控制信號(hào) XFER必須有效 。 XFER——傳送控制信號(hào) ， 用來控制 WR2。 DI7～ DI0——8位數(shù)據(jù)輸入端 ， DI7為最高位 。 IOUT1——模擬電流輸出端 ， 當(dāng) DAC寄存器中全為 1時(shí) ， 輸出電流最大；當(dāng) DAC寄存器中全為 0時(shí) ， 輸出電流為 0。 IOUT2 ——模擬電流輸出端 ， IOUT2為一個(gè)常數(shù)與 IOUT1的差 ， 即 IOUT1 +IOUT2=常數(shù) 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 59 Rfb——反饋電阻引出端 ， DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻 ， 所以 ， Rfb端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端 ， 這樣 ， 相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間 。 UREF——參考電壓輸入端 ， 此端可接一個(gè)正電壓 ，也可接負(fù)電壓 ， 范圍為 +10～ 10V。 外部標(biāo)準(zhǔn)電壓通過UREF與 T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 UCC——芯片供電電壓 ， 范圍為 +5~+15V， 最佳工作狀態(tài)是 +15V。 AGND——模擬量地 ， 即模擬電路接地端 。 DGND——數(shù)字量地 。 DAC0832 （ 1） 直通方式 。 當(dāng) ILE接高電平 ， CS、 WR WR2和XFER都接數(shù)字地時(shí) ， DAC處于直通方式 ， 8位數(shù)字量一旦到達(dá) DI7～ DI0輸入端 ， 就立即加到 8位 D/A轉(zhuǎn)換器上被轉(zhuǎn)換成模擬量 。 例如在構(gòu)成波形發(fā)生器的場合 ， 就要用到這種方式 ， 即把要產(chǎn)生基本波形的存在 ROM中的數(shù)據(jù) ， 連續(xù)取出送到 DAC去轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào) 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 61 （ 2） 單緩沖方式 。 只要把兩個(gè)寄存器中的任何一個(gè)接成直通方式 ， 而用另一個(gè)鎖存數(shù)據(jù) ， DAC就可處于單緩沖工作方式 。 一般的做法是將 WR2和 XFER都接地 ， 使 DAC寄存器處于直通方式 ， 另外把 ILE接高電平 ，CS接端口地址譯碼信號(hào) ， WR1 接 CPU系統(tǒng)總線的 IO/W，這樣便可以通過一條 OUT指令選中該端口 ， 使 CS和WR1有效 ， 啟動(dòng) D/A轉(zhuǎn)換 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 62 （ 3） 雙緩沖方式 。 主要在以下兩種情況下需要用雙緩沖方式的 D/A 其一 ， 需在程序的控制下 ， 先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳入輸入寄存器 ， 然后在某個(gè)時(shí)刻再啟動(dòng) D/A轉(zhuǎn)換 。 這樣可以做到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)輸入同時(shí)進(jìn)行 ， 因此轉(zhuǎn)換速度較高 。 為此 ，可將 ILE接高電平 ， WR1和 WR2均接 CPU的 IO/W， CS和XFER分別接兩個(gè)不同的 I/O地址譯碼信號(hào) 。 執(zhí)行 OUT指令時(shí) ， WR1和 WR2均變?yōu)榈碗娖?。 這樣 ， 可先執(zhí)行一條 OUT指令 ， 選中 CS端口 ， 把數(shù)據(jù)寫入輸入寄存器；再執(zhí)行第二條 OUT指令 ， 選中 XFER端口 ， 把輸入寄存器內(nèi)容寫入DAC寄存器 ， 實(shí)現(xiàn) D/A轉(zhuǎn)換 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 63 圖 543是 DAC0832工作于雙緩沖方式下 ， 與有 8位數(shù)據(jù)總線的微機(jī)相連的邏輯圖 。 其中 ， CS的口地址為320H， XFER的口地址為 321H。 當(dāng) CPU執(zhí)行第一條OUT指令時(shí) ， 選中 CS端口 ， 選通輸入寄存器 ， 將累加器中的數(shù)據(jù)傳入輸入寄存器 。 再執(zhí)行第二條 OUT指令 ，選中 XFER端口 ， 把輸入寄存器的內(nèi)容寫入 DAC寄存器 ，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 。 執(zhí)行第二條 OUT指令時(shí) ， 累加器中的數(shù)據(jù)為多少是無關(guān)緊要的 ， 主要目的是使 XFER有效 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 64 圖 543 DAC0832與有 8位數(shù)據(jù)總線的微機(jī)的連接圖 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 65 （ 1） 單極性輸出電路 。 單極性輸出電路如圖 545所示 。 D/A芯片輸出電流 i經(jīng)輸出電路轉(zhuǎn)換成單極性的電壓輸出 。 圖 545(a)為反相輸出電路 ， 其輸出電壓為 UOUT=iR （ 58） 圖 545(b)是同相輸出電路 ， （ 59） （ 2） 雙極性輸出 。 在某些微機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 要求D/A的輸出電壓是雙極性的 ， 例如要求輸出 5～ +5V電壓 。 在這種情況下 ， D/A的輸出電路要作相應(yīng)的變化 。圖 546就是 DAC082雙極性輸出電路實(shí)例 。 ]1[12RRiRUOUT ??第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 66 圖 545 (a)反相輸出； (b)同相輸出 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 67 由電路各參數(shù)計(jì)算可得最后的輸出電壓表達(dá)式為UOUT=2U1UREF設(shè) U1為 0～ 5V， 選取 UREF為 +5V，則 UOUT=(0~10)V5V=5~+5V。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 68 圖 546 雙極性輸出電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 69 三 . 隨輸入數(shù)字信號(hào)的類型不同 ， 數(shù)字量輸入通道的結(jié)構(gòu)也不同 。 圖 537畫出了幾種微機(jī)系統(tǒng)中常用的電平轉(zhuǎn)換、濾 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 70 圖 537 (a）電平轉(zhuǎn)換及濾波器； (b (c）消除開關(guān)二次反跳觸發(fā)器電路； (d）光電隔離及電平轉(zhuǎn)換電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 71 圖 537 (a）電平轉(zhuǎn)換及濾波器； (b (c）消除開關(guān)二次反跳觸發(fā)器電路； (d）光電隔離及電平轉(zhuǎn)換電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 72 四 . 數(shù)字量輸出通道輸出的數(shù)字信號(hào)有三類：二進(jìn)制編碼數(shù)字 、 “ 1”或 “ 0”的開關(guān)信號(hào)和脈沖信號(hào) 。 具體電路可參閱圖 538。 圖 539畫出了幾種開關(guān)量輸出的具體電路 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73 圖 538 一種使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)串行 D/A轉(zhuǎn)換電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 74 圖 539 (a） TTL電平輸出（ PC900為高速光電隔離電路）； 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 75 圖 539 (b）晶體管開關(guān)輸出； 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 76 圖 539 (c）繼電器輸出 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 77 五 . 開關(guān)型功率接口 圖 540所示為幾種主要的光電耦合器示意圖。 需要注意，光電耦合器的輸入 .輸出端兩個(gè)電源必須單獨(dú)供電，如圖 541所示。否則，如果使用同一電源（或共地的兩個(gè)電源），外部干擾信號(hào)可能通過電源串到系統(tǒng)中來，如圖 542所示，這樣就失去了隔離的意義。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 78 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 6 J a n 2 01 0 S he e t o f F i l e : D : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ M yD e s i gn .d d bD r a w n B y:( a ) ( b )( c )( d )( e )圖 540 幾