【正文】 性177。 1LSB或177。分 AJ、 AK、 AL、AS、 AT、 AU六個等級。為此 ,最好利 用 EOC的上升沿而不是高電平作為中斷觸發(fā)信號。 ?輸入通道的選擇可有兩種方法：通過地址總線選 擇或通過數(shù)據(jù)總線選擇。 5V,177。 1/2LSB,ADC0809為177。 5V 2R R 2R 6 7 20 5V C （ b） 58 2. ADC 0808/0809 —— 不僅包括一個 8位逐次逼近型 ADC部分 ,還提供了一個 8通道模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯 ,可作為簡單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 ADC0804雙極性輸入連接法 典型的集成 ADC芯片 VCC Vi(+) ADC0804 Vi() Vi 177。 典型的集成 ADC芯片 56 ③ VR/2端的具體接法與 Vi范圍有關(guān)： ? Vi=0～ 5V時，無需外接基準(zhǔn)電壓，內(nèi)部會自動 使該端置為 ； ? Vi=其它范圍時， VR/2端應(yīng)外接一大小等于 1/2（ VMAXVMIN)值的基準(zhǔn)電壓。 ② 滿量程調(diào)整方法： ? 先把輸入電壓 VI調(diào)整為比所希望的滿量程電壓 小 ,即： ( ) 1 . 5 ( )256V M A X V M I NV I V M A X ?? ? ?VMAX,VMIN分別為輸入電壓的最大值、最小值。通常： VR/2 ＝ 1/2 [VI(+)VI()] CS RD WR CLKIN INTR Vi(+) Vi() AGND VR/2 DGND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 ADC 0804 VCC CLKR DB0(LSB) DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 典型的集成 ADC芯片 53 ② 數(shù)字接口引腳 ?DB0～ DB7:8位數(shù)據(jù)輸出線 ?CLKIN和 CLKR:時鐘信號引 腳，用于芯片本身產(chǎn) 生時鐘時外接電阻和 電容。 典型的集成 ADC芯片 52 （ 2）引腳功能 ① 模擬輸入引腳 ?Vi(+),Vi():模擬信號輸入端，既可單端輸入也 可差動輸入。 10V ?單一電源： +5V ?轉(zhuǎn)換時間 :100μs ?轉(zhuǎn)換精度 :177。 50 典型的集成 ADC芯片 ADC芯片一般都有 4種基本信號引線： 選用 ADC芯片時，除必須考慮其技術(shù)要求外，通常還需了解芯片以下兩方面特性： ▲ 數(shù)字輸出方式 ▲ 啟動轉(zhuǎn)換的控制方式 模擬信號輸入端（單 /雙極性） 數(shù)字量輸出端（并行或串行） 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端 —— 是脈沖控制式， 還是電平控制式 —— 是否有可控三態(tài)輸出 下節(jié) 51 —— 8位逐次逼近式 ADC芯片 （ 1）主要性能指標(biāo)和特性 ?模擬輸入電壓： 單極性 0～ 5V； 雙極性177。 49 ?ADC的轉(zhuǎn)換誤差來源 —— 數(shù)字誤差，即量化誤差 —— 模擬誤差，即設(shè)備誤差 ADC的性能參數(shù) 主要由分辨率決定，屬原理性誤差，可通過增加位數(shù)來減小。 指對于一個給定的數(shù)字量輸出，其實(shí)際上 輸入的模擬電壓值與理論上應(yīng)輸入的模擬 電壓值之差。通常 用誤差表示。 轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率。 常用 ADC位數(shù)表示。 分辨率 —— ADC對 Vi微小變化響應(yīng)能力的度量。若把將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入輸出緩沖鎖存器這個節(jié)拍也算在內(nèi)，則需要 n+2個時鐘脈沖。 45 逐次逼近式 ADC原理 二分搜索， 反饋比較， 逐次逼近。 轉(zhuǎn)換過程包括量化和編碼，但實(shí)際上這兩步并無明顯分界。 —— 根本辦法是取小的量化電平； —— 在量化電平一定時 ,采用四舍五入法 也有利于減小量化誤差。 A/D轉(zhuǎn)換的四個步驟 41 常用量化方法： 量化誤差 減小量化誤差的辦法： 編碼 把已經(jīng)量化的模擬量值 (一定為 q的整數(shù) 倍 )用數(shù)碼表示。為使采樣保持得到的輸出 信號在經(jīng)過信號處理后可還原成原來的模擬輸入信號 , 要滿足下列條件 (采樣定理 ): fs≥2f imax fs為采樣頻率 ,fimax為輸入信號 V1的最高次諧波分量 VI T S(t) VC Cn + ∞ Av V0 40 量化 用基本的量化電平 q的個數(shù)來表示采 樣保持的模擬電壓值。 保持 將采樣得到的模擬量值保持下來 ,使之等于 采樣控制脈沖存在的最后瞬間的采樣值。 采樣 將時間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為時間上 斷續(xù)變化的 (離散的 )模擬量。寫入低 4位 INC DX OUT DX,AL 。BX中 12位數(shù)向左對齊 MOV AL,BH OUT DX,AL 。 220H 221H 222H 36 (2)接口驅(qū)動程序 假定被轉(zhuǎn)換的 12位數(shù)據(jù)已事先存放在 BX寄存器的低 12位 ,則完成一次 D/A轉(zhuǎn)換輸出的接口驅(qū)動程序如下 : START:MOV DX,0220H 。 （以 8位 DAC與 8位 MPU的接口為例） D7 ┋ D0 MPU AB CB 端口譯碼 8位 寄存器 LE 8位 DAC V0 33 (2)mn時的 m位 DAC與 n位 MPU的接口 這時要采用兩級緩沖寄存器。 MPU D7 D0 A9 A0 IOW 地址 譯碼 +5V （數(shù)字地） DI7 DI0 CS WR1 ILE XFER WR2 DGND DAC 0832 32 DAC芯片與 MPU接口技術(shù) I/O接口芯片與 MPU總線相連 適于內(nèi)部無輸入緩存器或者雖有輸入緩存器但 D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)多于 MPU數(shù)據(jù)總線位數(shù)的 DAC芯片。 為什么？ 31 DAC芯片與 MPU接口技術(shù) 基本接口形式有兩種： MPU總線直接相連 適于內(nèi)部有輸入緩存器且 D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)小于等于 MPU數(shù)據(jù)總線位數(shù)的 DAC芯片。 ② 兩次寫數(shù)的順序只能是：先寫高 8位 ,后 寫低 4位。 29 (1) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳： 基本結(jié)構(gòu)與 DAC0832相似 ,差別在于它是 12位 ,第一級寄存器分成 8位、 4位兩個 ,以適應(yīng)同 8位和 16位 /32位 CPU的連接。 上述有關(guān) IO變 VO、 單極性 VO變雙極性 VO、 偏移 碼 DAC變補(bǔ)碼 DAC的規(guī)律和方法 ,對其它各種 DAC也同 樣適用。四者對應(yīng)關(guān)系如下 (以 3位碼為例 ): 偏移碼與原碼、補(bǔ)碼、反碼的符號位表示正好相反，并且同一個數(shù)的偏移碼與補(bǔ)碼除了符號位相反外數(shù)值位完全相同。相應(yīng)的雙極性 DAC則叫偏移碼雙極性 DAC。 R 2R 2R VO + ∞ A2 通常有兩種引入方法： 25 運(yùn)放 A2(反相比例求和電路 )使 A1的輸出電壓 Vo’的兩倍與參考電壓 VR求和，即 : ( 2 )256o R RNv V V?? ? ? ?1281 2 8 1 2 8R R RNNV V V?? ? ?N80H時 VO0 N80H時 VO0 雙極性 典型的 DAC集成芯片 N=80H時 VO=0(調(diào)零 ) N=00H時 VO=VR(調(diào)負(fù)滿刻度 ) 127128N=FFH時 VO= VR(調(diào)正滿刻度 ) 通過調(diào)節(jié) VR和 電阻值實(shí)現(xiàn) 26 方法二： 在第一級 “ 運(yùn)放 ” 的求和點(diǎn) ∑ 增加一個偏移電阻 RB和一個偏移電壓 VB(=VR)作為偏移電路。 典型的 DAC集成芯片 方法一： 在單極性電壓輸出后再增加一級反相比例 求和 運(yùn)放 作為偏移電路。 ② 可工作于單緩沖方式 23 這時得到的電壓 V0是單極性 ,極性與 VR相反： 823Ro fbVNvRR? ? ? ?Rfb=3R=15KΩ 256 RN V??256 RN V??VO在 0V～ 之間變化。通常使第二級 DAC寄存器直通 ,即把 WR2和 XFER固定接地。 雙緩沖工作方式的優(yōu)越性： 可轉(zhuǎn)換和接收并行工作 ,利于提高速度； 適于需要多個模擬輸出通道同時改變輸出量的應(yīng)用場合。 ◆ DAC芯片分類： 片內(nèi)無輸入緩存器的 DAC 片內(nèi)有單級輸入緩存器的 DAC 片內(nèi)有雙級輸入緩存器的 DAC 按片內(nèi)有無 緩存能力 并行輸入 DAC， 串行輸入 DAC， 串 /并輸入 DAC， 按數(shù)字輸 入方式 8位 DAC， 分辨率高于 8位的 DAC， 按位數(shù) 20 1. DAC0832 —— 8位 R2R T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)芯片，轉(zhuǎn)換結(jié)果以一對差動電流 IO1和 IO2輸出。 精度取決于構(gòu)成轉(zhuǎn)換器的各個部件的誤差和穩(wěn)定性，而分辨率則取決于轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。 18 表示 DAC對微小模擬信號的分辨能力， 是數(shù)字輸