【導(dǎo)讀】接口等控制信號(hào)的配合，隨接口類型的不同而異，寄存CPU寫出的控制命令。器提供各種狀態(tài)位供CPU查詢。用n條線同時(shí)進(jìn)行傳輸。與串行通信相比，它具有。傳輸速度快、信息率高等優(yōu)點(diǎn)。端口C內(nèi)部包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和。通過(guò)向芯片寫入方式。選擇控制字，端口C可以被分成兩個(gè)4位端口。A組控制電路控制端口A、端口C高4位。來(lái)使用，為了方便用戶單獨(dú)設(shè)置某一個(gè)控制位或狀態(tài)位，口，且各端口均是獨(dú)立的。故可以適用于多種用途。定作為輸入或輸出位，也可進(jìn)行置位/復(fù)位操作。某接口設(shè)計(jì)采用一片8255A實(shí)現(xiàn)。0，以查詢方式傳送數(shù)據(jù)。打印機(jī)要有一個(gè)寬度為0. 5μs的脈沖，作為數(shù)據(jù)選通信號(hào)。能接收新的輸出數(shù)據(jù)。·DRIVERIGHT──此信號(hào)驅(qū)動(dòng)紙帶前進(jìn)一步，并讀一個(gè)字符。它是8255A給外設(shè)的啟動(dòng)信號(hào)。·DATAREADY──紙帶讀入器的狀態(tài)信號(hào)。其為高電平表示紙。帶讀入器已將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。

　　

【正文】 圖 861 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖 被 控 對(duì) 象 微 型 計(jì) 算 機(jī) 傳感器 運(yùn)放 功放 執(zhí)行部件 模擬量 模擬 A/D D/A 數(shù)字 數(shù)字 數(shù) /模（ D/A）轉(zhuǎn)換器 1. 數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的工作原理 ● 數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的功能是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。 ● 把一個(gè)數(shù)字量變成模擬量，就是要把每一位的代碼按照權(quán)值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量，再把各位所對(duì)應(yīng)的模擬量相加，其和便是數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬量。 ● 數(shù)字量由若干個(gè)數(shù)位構(gòu)成，每個(gè)數(shù)位都有一定的權(quán)，如 8位二進(jìn)制數(shù)的最高位 D7的權(quán)為 27=128，只要 D7=1，就表示具有了128這個(gè)數(shù)值。 T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò) （ 1） ● T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn) A的左邊為兩個(gè) 2R的電阻并聯(lián)，它們的等效電阻為 R，節(jié)點(diǎn) B的左邊也是兩個(gè) 2R的電阻并聯(lián)，等電阻也是 R，依次類推，最后的 D點(diǎn)等效于一個(gè)電阻 R連接在標(biāo)準(zhǔn)參考電壓 VREF上。 ● 根據(jù)分壓原理， C點(diǎn)、 B點(diǎn)、 A點(diǎn)的電位分別為 VREF/ V REF/ VREF/8。 D/A轉(zhuǎn)換器的有關(guān)參數(shù)及術(shù)語(yǔ) （ 2） 絕對(duì)精度 相對(duì)精度（非線性度） 分辯率 建立時(shí)間 溫度系數(shù) 數(shù) /模轉(zhuǎn)換器與 CPU的接口 1. ● 常用的 D/A轉(zhuǎn)換器中，有價(jià)格低廉的 8位芯片，也有速度和分辯率較高、價(jià)格較貴的 12位、 16位芯片。各種 D/A芯片是否能直接和系統(tǒng)總線相連，取決于芯片內(nèi)部有沒(méi)有數(shù)據(jù)輸入寄存器。 (1) 不帶數(shù)據(jù)輸入寄存器的 D/A芯片的使用 ⑵ 具有數(shù)據(jù)輸入寄存器的 D/A芯片的使用 模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換器 ● 所謂模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器就是把模擬量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量的電路。模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分。 1. 概述 圖 867是典型微機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖。 2. 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理 ● 實(shí)現(xiàn)模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的方法很多，常用的方法有計(jì)數(shù)法、雙積分法和逐次逼近法等。 圖 867 典型微機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖 放大 低通 濾波 放大 放大 低通 濾波 低通 濾波 傳感器 1 傳感器 2 傳感器 n 多路開關(guān) 采樣 保持 A/D 微機(jī) D/A 模擬控制 現(xiàn)場(chǎng) 信號(hào) 1 現(xiàn)場(chǎng) 信號(hào) 2 現(xiàn)場(chǎng) 信號(hào) n ● 其中， Vi是模擬輸入電壓， VO是 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓， C是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)控制端，當(dāng) C=1時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng) C=0時(shí)則停止計(jì)數(shù)， D7～ D0是計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，該計(jì)數(shù)值作為一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的輸入。 D7～ D0同時(shí)也是 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出。 計(jì)數(shù)式 A/D轉(zhuǎn)換法 （ 1） 計(jì)數(shù)式 A/D轉(zhuǎn)換的工作原理如圖 868所示。 ● 電路中的主要部件包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源。 （ 2）雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換法 ● 雙積分式 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖 869a所示。 ● 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換法，是一種廣泛應(yīng)用的 A/D轉(zhuǎn)換方法。它與計(jì)數(shù)式 A/D轉(zhuǎn)換法有相似之處。 （ 3） 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換法 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù) 3 （ 1） 轉(zhuǎn)換精度 ● 轉(zhuǎn)換精度反映了 A/D轉(zhuǎn)換器的實(shí)際輸出接近理論輸出的精確程度。 ● 所謂轉(zhuǎn)換時(shí)間是指完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。轉(zhuǎn)換率為轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)。它們都表示了 A/D轉(zhuǎn)換的速度。 （ 2） 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率 ● 分辨率是指 A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨最小量化信號(hào)的能力。一個(gè) n位的 A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率等于模擬量輸入的滿量程值除以 2n 。 （ 3） 分辨率 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接 4 ● A/D轉(zhuǎn)換器芯片的模擬輸入電壓，往往既可以是單端方式，也可以是差動(dòng)方式。這種類型的 A/D芯片常用 VIN（ +）、VIN（ ）或 IN（ +）、 IN（ ）表示模擬輸入端。 （ 1） 模擬輸入電壓的連接 ● 一種芯片， 其輸出端具有可控的三態(tài)輸出門，例如 ADC0809。 ● 另一種芯片 ，其內(nèi)部輸出端雖有三態(tài)門，但這個(gè)三態(tài)門不受外界信號(hào)的控制，而是由 A/D轉(zhuǎn)換電路在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)自動(dòng)接通。例如 ADC570。 （ 2） 數(shù)據(jù)輸出線和系統(tǒng)總線的連接 ● A/D轉(zhuǎn)換器芯片的輸出方式可分為兩種： ● A/D轉(zhuǎn)換器要求的啟動(dòng)信號(hào)可分為兩種形式 : A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào) （ 3） 電平啟動(dòng)信號(hào) 使用電平啟動(dòng)信號(hào)的芯片如 AD570、 AD572 采用脈沖啟動(dòng)信號(hào)的 A/D芯片，如 ADC080 ADC080ADC1210等 脈沖啟動(dòng)信號(hào) （ 4） 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)以及 CPU讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的方式 同步方式 查詢方式 中斷方式 ● A/D轉(zhuǎn)換器的地線可分為兩種類型 （ 5） 在一個(gè)系統(tǒng)中有數(shù)字量又有模擬量，就會(huì)有兩類芯片 : 地線的連接 數(shù)字地 模擬地 ● 數(shù)字電路芯片 例如 CPU、譯碼器、門電路等 ● 模擬電路芯片 如 D/A轉(zhuǎn)換電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)放等 5 典型 8位 A/D轉(zhuǎn)換器芯片 ──ADC0809 ● 分辨率為 8位。 ● 總的不可調(diào)誤差在 177。 1LSB范圍內(nèi)。 ● 典型轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs。 ● 具有鎖存控制的 8路多路開關(guān)。 ● 輸出具有三態(tài)緩沖控制。 ● 采用置 +5V單一電源供電，此時(shí)模擬電壓輸入范圍為 0～ 5V。 ● 輸出電平與 TTL兼容。 （ 1） 主要性能 （ ）（ 3） ● ADC0809是一個(gè)具有 28引腳的雙列直插式芯片 ● 圖 872示出了各引腳信號(hào) （ 4） 應(yīng)用 ADC0809實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換 ● ADC0809芯片和 CPU總線連接原理圖如圖 873所示。 ● ADC0809芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 871所示。 （ 2） ADC0809芯片的引腳 ADC0809的結(jié)構(gòu)和工作原理 6 （ 1） A/D574內(nèi)部結(jié)構(gòu) ● 帶有基準(zhǔn)源和時(shí)鐘的完整的 12位A/D轉(zhuǎn)換器。 ● 帶有三態(tài)緩沖器輸出的 8位或 16位微處理器總線接口。 ● 快速逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換，典型的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 25μs。 ● 分辨率： 12位；精度： 177。 1LSB。 典型 12位 A/D轉(zhuǎn)換器芯片 ──A/D574 ● 由圖 874可以看到， A/D574內(nèi)部由兩大部分構(gòu)成 （ 2） A/D574主要特性 1） A/D574芯片為雙列直插式 28腳封裝，如圖 874所示。 2） A/D574工作時(shí)序如圖 875所示。 A/D574的引腳及工作時(shí)序 （ 3） ● DB11～ DB0： 12位數(shù)字輸出端，最高有效位（ MSB）為 DB11，最低有效位（ LSB） DB0 。 ● 10VIN和 20VIN：均為模擬量輸入端。其中 10VIN可輸入 0～ +10V的單極性信號(hào)，也可輸入 177。 5V范圍內(nèi)的雙極性信號(hào)； 20VIN端可輸入 0～ +20V的單極性信號(hào)，也可輸入 177。 10V范圍內(nèi)的雙極性信號(hào)。 Vi為模擬輸入電壓的實(shí)際值； Umax為允許輸入的模擬電壓最大值； n為轉(zhuǎn)換的位數(shù)，取 8和 12之一； D為轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量。 8位時(shí)，為 0～ 255； 12位時(shí)，為 0～ 4095。 圖 876是單極性輸入時(shí)的連接圖 圖 877是雙極性輸入時(shí)的連接圖 A/D574芯片的連接 （ 4） ● 在單極性輸入時(shí)，其模 /數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系為： Vi=Vmax/2n D ● 在雙極性輸入時(shí)，其模 /數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系為： Vi=2Vmax/2n D 其中 小結(jié) 概述 接口的功能 接口與系統(tǒng)的連接 并行通信和并行接口芯片 并行通信 8255A可編程并行接口芯片 串行通信和串行接口芯片 串行通信的基本概念 8251A可編程串行通信接口 計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器接口電路 可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的工作原理 8253可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 模擬通道接口 概述 數(shù) /模（ D/A）轉(zhuǎn)換器 模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換器