【正文】 疊加脈動(dòng)干擾波等現(xiàn)象。用施密特觸發(fā)器，選擇適當(dāng)?shù)幕夭铍妷?，即可對輸入信號整形后輸出? 幅值鑒別 施密特觸發(fā)器能在一系列幅值各異的脈沖信號中鑒別出幅值大于 VT+的脈沖，并產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號。 脈沖整形 幅值鑒別 (3) 用 5G555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 電路只有一個(gè)穩(wěn)態(tài) ,在外來觸發(fā)脈沖作用下 ,電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài) ,維持一段時(shí)間后 ,自動(dòng)回到穩(wěn)態(tài) .暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間長短取決于電路自身參數(shù) . 工作原理 :穩(wěn)態(tài) 暫穩(wěn)態(tài) 穩(wěn)態(tài) . 穩(wěn)態(tài) 當(dāng)末加觸發(fā)脈沖時(shí)， Vi保持高，V/TR﹥ 1/3Vcc,設(shè)剛接通電源時(shí)輸出為高， T截止，電源經(jīng) R和 C充電。開始時(shí) Vc很小，即 VTH＜ 2/3Vcc。輸出維持高電平，當(dāng) Vc逐漸上升到大于 2/3Vcc時(shí)，使輸出 Vo變?yōu)榈碗娖?。這時(shí)放電三極管 T導(dǎo)通，電容 c通過 T迅速放電， Vc下降，直至 Vc＝ 0。由于此時(shí) VTH＜ 2/3Vcc， V/TR﹥ 1/3Vcc，所以輸出保持低電平不變，即輸出穩(wěn)定在 0狀態(tài)，可見，穩(wěn)態(tài)時(shí) Vo＝ 0， T導(dǎo)通。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路時(shí)序圖 (3) 用 5G555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 穩(wěn)態(tài) 當(dāng)從 VI輸入一個(gè)觸發(fā)脈沖時(shí)， VI從 1到 o的跳變，使 V/TR＜ 1/3Vcc，此時(shí) VTH仍為低 (＜ 2/3Vcc)t故輸出 Vo由 0變?yōu)?1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)戀： Vo＝ 1， T管截止，電源經(jīng) R向 c充電。 在暫穩(wěn)態(tài)期間， Vi端的觸發(fā)脈沖撇消，使 Vi變?yōu)?1，即 V/TR＞ 1/3Vcc，且隨著電源 對 C的充電， Vc按指數(shù)規(guī)律上升，待 Vc上升到大于 2/3Vcc時(shí)， Vo由 1變?yōu)?o．暫穩(wěn)態(tài) 結(jié)束。此時(shí) T導(dǎo)通，電容 c迅速放電直至Vc=0，電路自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。 脈寬的計(jì)算與調(diào)整： 脈寬 tW: 脈寬調(diào)整：調(diào)節(jié) R、 C的參數(shù)即可。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字系統(tǒng)中的應(yīng)用：脈沖整形、定時(shí)和延遲等 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路時(shí)序圖 集成 D/A轉(zhuǎn)換器 數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 (D/A):把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的器件 . 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D):把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的器件 . 1. D/A轉(zhuǎn)換的基本原理 (1) 轉(zhuǎn)換原理 ① D/A轉(zhuǎn)換的基本思想 : 把數(shù)字量的每一位代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量 ,并把代表各數(shù)字量的模擬量相加 ,便可得到與數(shù)字量對應(yīng)的模擬量 . ② 主要組成部分 : 數(shù)字寄存器 ,模擬電子開關(guān) ,解碼網(wǎng)絡(luò) ,求和電路 ,基準(zhǔn)電壓源 . (2) 轉(zhuǎn)換特性 轉(zhuǎn)換特性 :D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字量和模擬量之間的對應(yīng)關(guān)系 . D:數(shù)字量 。A:模擬量 。K:比例系數(shù) . 1. D/A轉(zhuǎn)換的基本原理 如右圖 :設(shè)輸出模擬量的滿刻度值為 Am,則當(dāng)數(shù)字量為 0001，即只有最低有效位 (LSB)為 1，其余各位為 0時(shí)，電路輸出最小模擬量 推 廣到一般情況， n位輸入的 D／ A轉(zhuǎn)換器所能轉(zhuǎn)換輸出的最小模擬量 R R R2 R 2 R 2 R 2 R 2 RR FI 1I39。 1I39。 2I39。 3 I39。 0I 0I 2I 3I RE Fi FiS 3 S 0S 1S 2d 0d 3 d 2 d 1+ V RE Fu o－+B C DA從參考電壓端輸入的電流為： RVI R E FR E F ?RVIIRVIIRVIIRVIIR E FR E FR E FR E FR E FR E FR E FR E F16161 881441 2210123????????① 分別從虛線 A、 B、 C、 D處向右看的二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻都是 R。 ②不論模擬開關(guān)接到運(yùn)算放大器的反相輸入端（虛地）還是接到地，也就是不論輸入數(shù)字信號是 1還是 0，各支路的電流不變。 倒 T型電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 )2222(2)214181161(001122334321033221100????????????????ddddRVRVdddddIdIdIdIiR E FR E F)2222(2 001122334o ????????????? ddddRRViRiRu FR E FFFF2. D/A轉(zhuǎn)換器的類型和參數(shù) (1) D/A轉(zhuǎn)換器的類型 (參見教材 P267） (2) 主要參數(shù) (參見教材 P267268） 3. 典型芯片 (1) 引腳功能 (2) 電路結(jié)構(gòu)與工作方式 組成 :兩個(gè) 8位數(shù)據(jù)緩沖器， 8位D/A轉(zhuǎn)換， 3個(gè)控制邏輯門，反饋電阻 Rf。 控制信號 : /CS 片選 /WR1 寫入信號 1 /WR2 寫入信號 2 ILE 允許輸入鎖存 /XFER 傳遞控制 0832的 3種工作方式 ① 雙緩沖方式 :首先在 /CS、 ILE和/WR1控制下，將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器，然后在 /XFER和 /WR2控制下將輸入寄存器中的數(shù)據(jù)鎖存到DAC寄存器。 ②單緩沖方式：輸入數(shù)字量只進(jìn)行一次緩沖。具體實(shí)現(xiàn)可令兩個(gè)寄存器中的一個(gè)處于受控狀態(tài)，另一個(gè)處于直通狀態(tài)。 ③直通方式：輸入數(shù)字量不進(jìn)行緩沖，直接作用在 D/A轉(zhuǎn)換器上。 集成 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換的過程：采樣、保持、量化和編碼。 A/D轉(zhuǎn)換 :將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 1 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理 d n 1d 1d 0數(shù)字量輸出( n 位 )ADC 的數(shù)字化編碼電路 CP S SCADC采樣 保持電路 采樣展寬信號輸入模擬電壓u i ( t )u s ( t )…模擬電子開關(guān) S在采樣脈沖 CPS的控制下重復(fù)接通 、 斷開的過程 。 S接通時(shí) ， ui(t)對 C充電 ， 為采樣過程； S斷開時(shí) ， C上的電壓保持不變 ， 為保持過程 。 在保持過程中 ， 采樣的模擬電壓經(jīng)數(shù)字化編碼電路轉(zhuǎn)換成一組 n位的二進(jìn)制數(shù)輸出 。 2 A/D轉(zhuǎn)換器的類型 并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器、逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器、雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器。以逐次比較型為例講解。 輸出數(shù)字量 輸入模擬電壓u ou i順序脈沖發(fā)生器逐次逼近寄存器D / A轉(zhuǎn)換器電壓比較器基本原理：轉(zhuǎn)換開始前先將所有寄存器清零 。 開始轉(zhuǎn)換以后 ，時(shí)鐘脈沖首先將寄存器最高位置成 1， 使輸出數(shù)字為 100… 0。 這個(gè)數(shù)碼被 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓 uo， 送到比較器中與ui進(jìn)行比較 。 若 ui＞ uo， 說明數(shù)字過大了 ， 故將最高位的 1清除；若 ui＜ uo， 說明數(shù)字還不夠大 ， 應(yīng)將這一位保留 。 然后 ， 再按同樣的方式將次高位置成 1， 并且經(jīng)過比較以后確定這個(gè) 1是否應(yīng)該保留 。 這樣逐位比較下去 ， 一直到最低位為止 。 比較完畢后 ，寄存器中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出 。 2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù) （ 1） 分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率用輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示 ， 位數(shù)越多 ，誤差越小 ， 轉(zhuǎn)換精度越高 。 例如 ， 輸入模擬電壓的變化范圍為 0～ 5V， 輸出 8位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V 2－ 8＝ 20mV；而輸出 12位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為 5V 2－ 12≈。 （ 2） 相對精度 在理想情況下 ， 所有的轉(zhuǎn)換點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在一條直線上 。 相對精度是指實(shí)際的各個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)偏離理想特性的誤差 。 （ 3） 轉(zhuǎn)換速度 轉(zhuǎn)換速度是指完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間 。 轉(zhuǎn)換時(shí)間是指從接到轉(zhuǎn)換控制信號開始 ， 到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經(jīng)過的這段時(shí)間 。 3 A/D轉(zhuǎn)換器典型芯片 (1) ADC 0809的電路結(jié)構(gòu) COMS工藝逐次比較型； 28引腳 DIP封裝； 分辨率 8位； 轉(zhuǎn)換時(shí)間 100us。 相對精度 177。 1LSB 單電源供電； 電源電壓 +5V； 功耗 15mW。 (1) ADC 0804的電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 ② ADC0804各引腳功能說明： UIN+、 UIN：模擬信號輸入端。 UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端。 CLK：時(shí)鐘信號輸入端。 CLKR：內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器外接電阻端。 D0～ D7：數(shù)據(jù)輸出端，有三態(tài)功能，能與微機(jī)總線相接。 AGND：模擬信號地。 DGND：數(shù)字信號地。 /CS：片選信號輸入端，低電平有效。 /RD：讀信號輸入端，低電平有效。當(dāng) /CS和 /RD均有效時(shí)可讀取轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)。 /WR：寫信號輸入端，低電平有效。當(dāng) /CS和 /WR同時(shí)有效時(shí)，啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換。 /INTR：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，低電平有效。轉(zhuǎn)換開始后， /INTR為高電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，該信號變?yōu)榈碗娖?。因此該信號可作為轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)查詢信號，也可作為中斷請求信號，以通知 CPU取走轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 。 ① 功能參數(shù)：分辨率為 8位；線性誤差為 177。 1/2LSB； 三態(tài)鎖存輸出，輸出電平與 TTL兼容； +5V單電源供電，模擬電壓輸入范圍 0～ 5V； 功耗小于 20mW；不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整；轉(zhuǎn)換速度較高，可達(dá) 100μS。 電路結(jié)構(gòu)： 應(yīng)用舉例 （組成微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。） 在工業(yè)測控及儀器儀表應(yīng)用中，經(jīng)常需要由計(jì)算機(jī)對模擬信號進(jìn)行分析、判斷、以及加工和處理，從而達(dá)到對被控對象進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制等目的。 當(dāng)需要采集數(shù)據(jù)時(shí)，微處理器首先選中 ADC0804，并執(zhí)行一條寫指令操作，此時(shí)ADC0804的 CS和 WR同時(shí)被置為低電平，啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，此后，微處理器可以去做其它工作。 100μS后， ADC0804的 INTR端由高變低，向微處理器提出中斷申請，微處理器在響應(yīng)中斷后，再次選中 ADC0804，并執(zhí)行一條讀指令操作，此時(shí) ADC0804的CS和 RD同時(shí)被置為低電平，即可取走 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析或?qū)⑵浯嫒氪鎯ζ髦小４藭r(shí)系統(tǒng)便完成了一次數(shù)據(jù)采集。