【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；指向 Y向輸入寄存器地址 MOV A， R1 ； Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)送 A MOVX R0， A ； Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)送輸入寄存器 INC R0 ；指向兩個(gè) DAC寄存 器地址 MOVX R0， A ； X、 Y轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)同步輸出 RET 雙緩沖方式應(yīng)用舉例 程序清單 二、 A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 實(shí)現(xiàn)模擬量變換為數(shù)字量的器件稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC）簡(jiǎn)稱(chēng) A/D轉(zhuǎn)換器。 A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)控制系統(tǒng)中主要用于數(shù)據(jù)采集，向單片機(jī)提供被控對(duì)象的各種實(shí)時(shí)參數(shù) A/D轉(zhuǎn)換器概述 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D轉(zhuǎn)換器接口芯片 ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換器概述 1） A/D轉(zhuǎn)換器分類(lèi) 2） A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理 3） A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 1） A/D轉(zhuǎn)換器分類(lèi) 逐次逼近式 雙積分式 壓頻變換式 A/D轉(zhuǎn)換器 其中逐次逼近式和雙積分式最為常見(jiàn) 2） A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理 壓頻（ V/F）變換式 A/D轉(zhuǎn)換器原理 控制邏輯與時(shí)序 D/A轉(zhuǎn)換器 SAR Vin 比較器 輸出鎖存器 START CLK EOC D0 D7 +Vref Vref OE Vst 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器原理 + 轉(zhuǎn)換過(guò)程： 模擬量 Vin送到比較器后，啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，先設(shè) N位寄存器 SAR的最高位為 1，其余位全為 0，進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換，得到的模擬量 Vst與輸入 Vin比較： 若 Vst≤Vin ，最高位 1保留，再設(shè)次高位為 1，繼續(xù) ?? 若 Vst＞ Vin，最高位清零，再設(shè)次高位為 1，繼續(xù) ?? 如此反復(fù)，經(jīng)過(guò) N次比較后，最后一位 D0得到確定，此時(shí)， N位寄存器的內(nèi)容就是轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量，而 EOC輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，在輸出允許 OE（高電平）有效時(shí)，數(shù)字量經(jīng)輸出緩沖器讀出 轉(zhuǎn)換速度較快（比較次數(shù)等于 A/D的位數(shù)）通常在幾?S至幾百 ?S數(shù)量級(jí)。精度較高， 被轉(zhuǎn)換的模擬量若頻率很高（變化較快）則要加 S/H電路。 注意： 被轉(zhuǎn)換的模擬量一般要通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，進(jìn)行信號(hào)放大、濾波。 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn) 采樣 /保持器 在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換時(shí)，從啟動(dòng)變換到變換結(jié)束的數(shù)字量輸出，需要一定的時(shí)間，即 A／ D轉(zhuǎn)換器的孔徑時(shí)間 當(dāng)輸入信號(hào)頻率提高時(shí)，由于孔徑時(shí)間的存在，可能會(huì)造成較大的轉(zhuǎn)換誤差；要防止這種誤差的產(chǎn)生，必須在A(yíng)／ D轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)將信號(hào)電平保持住，而在 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束后又能跟蹤輸入信號(hào)的變化，即對(duì)輸入信號(hào)處于采樣狀態(tài) 能完成這種功能的器件叫采樣 /保持器，從上面分析也可知，采樣 /保持器在保持階段相當(dāng)于一個(gè)“模擬信號(hào)存儲(chǔ)器” 當(dāng) CH=，輸出電壓的下降率達(dá)到 103 mv/s 以下 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)與工作原理 比較器 積分器 + + －標(biāo)準(zhǔn)電壓 時(shí)鐘 控制邏輯 計(jì)數(shù)器 ＋ Vin T T? 時(shí)間固定 斜率固定 Vin t 輸出 先對(duì)輸入電壓進(jìn)行積分 (充電 ), 時(shí)間 T固定。然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分 (放電 )，同時(shí)計(jì)數(shù)，放電到 0，停止計(jì)數(shù)，放電時(shí)間 T?正比于輸入電壓 在轉(zhuǎn)換開(kāi)始信號(hào)控制下，開(kāi)關(guān)接通模擬輸入端，輸入的模擬電壓 VIN 在固定時(shí)間 T內(nèi)對(duì)積分器上的電容 C充電（正向積分），時(shí)間一到，控制邏輯將開(kāi)關(guān)切換到與 VIN極性相反的基準(zhǔn)電源上，此時(shí)電容 C開(kāi)始放電（反向積分），同時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)比較器判定電容 C放電完畢時(shí)就輸出信號(hào)，由控制邏輯停止計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，并發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) 特點(diǎn)：反向積分的斜率是固定的， VIN越大，積分器的輸出電壓就越大，反向積分時(shí)間就越長(zhǎng) 計(jì)數(shù)器在反向積分時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值就是輸入電壓 VIN在時(shí)間 T 內(nèi)的平均值對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。 這種 A/D要經(jīng)歷正、反兩次積分，故轉(zhuǎn)換速度較慢。常用的雙積分 A/D轉(zhuǎn)換集成電路有 MC1443 ICL7135等。 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn) 轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價(jià)格便宜；但轉(zhuǎn)換速度較慢，通常在幾十 mS至幾百 mS數(shù)量級(jí)，因此這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高的場(chǎng)合 性?xún)r(jià)比高，與逐次比較型相比， 同樣價(jià)格條件下轉(zhuǎn)換精度較高，常用于數(shù)字多用表等 壓頻（ V/F）變換式 A/D轉(zhuǎn)換器原理 同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器與定時(shí)器，計(jì)數(shù)器將 V/F輸出的頻率信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖，定時(shí)器用基準(zhǔn)頻率作為定時(shí)脈沖，當(dāng)定時(shí)結(jié)束時(shí)，定時(shí)器輸出信號(hào)使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，這樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與頻率之間的關(guān)系為 : 式中： D是計(jì)數(shù)值， T是計(jì)數(shù)時(shí)間，只要知道計(jì)數(shù)值 D及計(jì)數(shù)時(shí)間 T就能算出頻率 f，并根據(jù)頻率計(jì)算出模擬電壓。 TDf ? 壓頻變換式（ V/F） A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) 電路簡(jiǎn)單，對(duì)外圍器件要求不高，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換速度可與雙積分式 A/D 相比，且價(jià)格低 3） A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) ⑴ 分辨率與量化誤差 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是指轉(zhuǎn)換器所能感受到的模擬輸入量的最小變化值。通常定義為滿(mǎn)刻度電壓值與 2N之比值 量化誤差是由于 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率有限所引起的誤差，其大小通常規(guī)定為 177。 1/2LSB ⑵ 精度 A/D的轉(zhuǎn)換精度是反映實(shí)際 A/D轉(zhuǎn)換器在量化值上與一個(gè)理想 A/D轉(zhuǎn)換器的差值，可表示成絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差的大小由實(shí)際模擬量輸入值與理論值之差來(lái)度量 相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與滿(mǎn)刻度值之比，用百分?jǐn)?shù)（％）來(lái)表示 ⑶ 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率 A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間叫轉(zhuǎn)換時(shí)間。而轉(zhuǎn)換速率是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù) A/D轉(zhuǎn)換器按轉(zhuǎn)換速度可分為三類(lèi)：低速、中速和高速。 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 1）位數(shù) 2）轉(zhuǎn)換時(shí)間 3）接口時(shí)注意的問(wèn)題 模擬量輸入信號(hào)的連接 對(duì) A/D轉(zhuǎn)換器的輸入極性的不同可通過(guò)改變外接線(xiàn)路來(lái)改變量程。 微機(jī)系統(tǒng)的多通道輸入可采用兩種方法： a. 采用單路模擬輸入的 A/D芯片，在模擬量輸入端加接多路開(kāi)關(guān)； b. 采用帶有多路開(kāi)關(guān)的 A/D轉(zhuǎn)換器。 輸出數(shù)字量引腳的連接 a. 有無(wú)鎖存器的區(qū)別； ， A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)的連接方法不同。 A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)方式 電平觸發(fā)和脈沖觸發(fā) 判斷 A/D