【正文】 口 溫度 /微電 壓等信號 AD620 AD210 4~20mA 電路信號 I/V轉換電路 頻率信號 F/V轉化電路 CD4051/AD7501 CD4052/AD7506 CD4096/AD7507 LF398 AD582 THS0060 AD574A AD7703 ISA總線 PCI總線 RS485 CAN Ether GPIB VXI 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 小結 程 控 放 大 器 MCP6S2X LH0084 107 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 七、模擬量采集板設計舉例 108 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 上圖為一種 8通道的模擬輸入板原理圖。它由 2片多路開關CD4051（ 8路 ） （可以用 1片 CD4097代替） LF39 12位 A/D轉換器 AD574A、儀用放大器 AD625和接口電路 8255A組成。 該模擬輸入板的主要技術指標如下： ?分辨率 :12位； ?通道數(shù)雙端： 8路； ?輸入量程：單極性 0～ 10V；雙極性 –5V～ +5V； ?轉換時間： 25μs （ A/D）； ?線路誤差：不大于 %； ?應答方式：查詢。 109 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 該模板采集一個數(shù)據(jù)的過程如下： １） 通道選擇 ：目的通道號寫入端口 C的低 4位 ,使 LF398對目的通道采樣（ LF398的工作狀態(tài)受 AD574的 STS控制，AD574轉換后 STS=0， LF398處于采樣狀態(tài)）； ２） 啟動 AD574A，并進行 12位轉換 ：通過 PC6～ PC4輸出控制信號啟動 AD574A； ３） 查詢 AD574是否轉換結束 ：讀端口 A，了解 STS是否已由高電平變?yōu)榈碗娖剑? ４） 讀取轉換結果 ：讀 8255A端口 A、 B，便可得到轉換結果（ 12/8腳接 +5V，一次性輸出 12位）。 110 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 下面為該過程數(shù)據(jù)采集程序。設主過程已對 8255A初始化，且已裝填 DS、 ES（兩者段基值同）， 8255A的地址為 2C0H～2C3H。采樣值存入數(shù)據(jù)段中的采樣值緩沖區(qū) BUF。 AD574 PROC NEAR MOV CX， 8 CLD ；字符串傳送時，地址自動增 1 PC6 PC5 PC4 PC3~ PC0 MOV BL， 00H ； CE=0， CS =0， R/C =0， S3=S3=S1=S0=0 LEA BX， BUF ；指向存儲區(qū)首地址 NEXTCH： MOV DX， 2C2H ； PC口 MOV AL， BL OUT DX， AL NOP 111 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 NOP OR AL， 40H ； CE=1， 片使能 ， 啟 12位 A/D轉換 OUT DX， AL MOV DX， 2C0 ；指向 PA口 POLING： IN AL， DX TEST AL， 80H ；查詢 PA7，即轉換結果狀態(tài)引腳 STS的電平 JNZ POLING MOV AL， BL ； 轉換結束 OR AL， 10H ； R/C =1， (PC4)使能讀數(shù)據(jù) MOV DX， 2C2H 。指向 PC口 OUT DX， AL OR AL， 40H ； CE=1 (PC6) OUT DX， AL 112 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集板設計舉例 MOV DX， 2C0H ；指向 PA口 IN AL， DX AND AL， 0FH ； 讀高 4位 MOV AH， AL INC DX ； 指向 PB口 IN AL， DX ； 讀低 8位 STOSW ； 將 AX內容存儲到 BUF為首地址的數(shù)據(jù)區(qū) LOOP NEXTCH MOV AL， 00111000B ； CE=0， CS=R/C=1 MOV DX， 2C2H ； AD574A無效 OUT DX， AL RET AD574 ENDP 113 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量輸入通道結構改進 八、模擬量輸入通道結構改進 114 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量輸入通道結構改進 這種結構的優(yōu)點是多方面的，歸納起來主要有如下幾點： 1）主控計算機可以 從頻繁的采集控制中脫身 而出去處理其它重要的事務，提高了計算機控制系統(tǒng)的整體控制能力和速度； 2）由于 采用了分散控制 ，降低了系統(tǒng)死機的風險， 提高的系統(tǒng)的可靠性； 3）由于數(shù)據(jù)采集 CPU可以采用其它通用 CPU，從而 減低了設計難度、開發(fā)周期和成本； 115 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量輸入通道結構改進 4）給數(shù)據(jù)采集通道的設計帶來的極大的 靈活性 ，也豐富了模擬量數(shù)據(jù)采集產品的 多樣化 ，人們可以不但可以設計出不同接口形式的采集模塊，還可以根據(jù)被采集信號類型、性能要求 設計出不同類型和規(guī)格的專用或通用產品； 5）有利于 采集專用芯片 的開發(fā) 。 116 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量輸入通道結構改進 基于上述思想由 AD7703A/D轉換器和 AT89C51單片機構成的模擬量信號采集電路。 117 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 九、模擬量采集專用集成芯片 (自學） 歸納起來分為兩大類： 一類是包含 信號調理、多路轉換開關、程控放大和A/D轉換器 的集成芯片。 這類芯片現(xiàn)有產品有 ADI公司 的 AD77 AD771AD7734等， TI公司 的 ADS123 ADS123 AD1258等 另一類是在前者的基礎上 再加 微處理器、存儲器、通訊接口 等完整電路的集成芯片 這類芯片現(xiàn)有產品有 ADI公司 ADμC800系列， TI公司 的MSC1200系列等， Silicon Labs公司的 C8051F系列等。 118 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 1． AD7714 AD7714 它是美國 ADI公司推出的 24位單片高性能 A/D轉換器，由于內部集成了 多路轉換器 、 輸入緩沖器 、程控放大器、 ∑ΔA/ D轉換器、 片內自校準控制等電路 ，因此它可以 直接從傳感器接收低電壓信號并輸出串行數(shù)字 ，適用于工業(yè)過程參數(shù)檢測、遙控檢測和戶外智能化儀器儀表。 AD7714DIP封裝 引腳圖 119 AD7714的主要性能： ? 24位 分辨率； ? 最大非線性誤差為 %； ? 片內可編程放大器，其放大倍數(shù) 1~128； ? 具有 3個差分 模擬輸入或 5個準差分 模擬輸入及差分基準輸入 ； ? 片內一個 三階數(shù)字濾波器處理，其一次陷波頻率可編程控制 ； ? 低噪聲（＜ 150nV， RMS） ? 片內 自校準系統(tǒng) ； ? 靈活的串行接口，數(shù)據(jù)傳輸率為 4kHz； ? 工作電壓： ~ ~； ? 工作溫度范圍： 40~85℃ /105 ℃ ； ? 超低功耗：正常工作電流 226μA，睡眠狀態(tài)工作電流為 4 μA。 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 120 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 AD7714內部結構圖 121 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 122 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 AD7714數(shù)字接口工作時序 123 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 AD7714與 AT89C51CPU的接口電路 124 的 ADS1232/4 ∑ ΔA / D轉換器 (自學） 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 125 ADS1232/4 ∑ ΔA / D轉換器內部的可編程儀表放大器 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 126 ADS1232/4 ∑ ΔA / D轉換器的應用 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 127 (自學） 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 128 ADuC824單片機的特性 ? 2Channel, Differential Input, Programmable Gain, SelfCalibrating, 24Bit Primary ADC ? 3Channel, SingleEnded Input, Self Calibrating, 16Bit Auxiliary ADC ? Single 12Bit RailtoRail VoltageOutput DAC ? Industry Standard 8052 Microcontroller ? 8KByte InCircuit ReProgrammable Flash Program Memory ? 640Byte Read/Write Accessible NonVolatile Flash Data Memory ? Precision Temperature Sensor ? Programmable PLL Clock amp。 Low Power Operating Modes ? Voltage Reference, Serial Interface Ports, Watchdog Timer, Power Supply Monitor, etc ? Embedded Download/Debug amp。 Emulation Features 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 129 ADuC824單片機的設計應用 167。 第二章 輸入輸出接口與過程通道技術 模擬量采集專用集成芯片 130 ADuC824單片機 A/D轉換的精度計算 Pt100 0℃ 時 的阻值為 100Ω ， 每上升 1 ℃ ，阻值增加 Ω ， ADuC824的 IEXC1引腳輸出 200uA，則對應的電壓變化為 200uA=77uV，若采用 177。 （最低可設為 177。 20mmV)，則 2 5 6 0 24 ??即 每上升 1