【正文】 其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 63 圖 543是 DAC0832工作于雙緩沖方式下 ， 與有 8位數(shù)據(jù)總線的微機相連的邏輯圖 。 執(zhí)行 OUT指令時 ， WR1和 WR2均變?yōu)榈碗娖?。 這樣可以做到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)輸入同時進行 ， 因此轉(zhuǎn)換速度較高 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 62 （ 3） 雙緩沖方式 。 只要把兩個寄存器中的任何一個接成直通方式 ， 而用另一個鎖存數(shù)據(jù) ， DAC就可處于單緩沖工作方式 。 例如在構成波形發(fā)生器的場合 ， 就要用到這種方式 ， 即把要產(chǎn)生基本波形的存在 ROM中的數(shù)據(jù) ， 連續(xù)取出送到 DAC去轉(zhuǎn)換成電壓信號 。 DAC0832 （ 1） 直通方式 。 AGND——模擬量地 ， 即模擬電路接地端 。 外部標準電壓通過UREF與 T形電阻網(wǎng)絡相連 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 59 Rfb——反饋電阻引出端 ， DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻 ， 所以 ， Rfb端可以直接接到外部運算放大器的輸出端 ， 這樣 ， 相當于將一個反饋電阻接在運算放大器的輸入端和輸出端之間 。 IOUT1——模擬電流輸出端 ， 當 DAC寄存器中全為 1時 ， 輸出電流最大；當 DAC寄存器中全為 0時 ， 輸出電流為 0。 XFER——傳送控制信號 ， 用來控制 WR2。 WR1——寫信號 1， 它作為第一級鎖存信號將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器中 ， WR1必須和 CS、 ILE同時有效 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 57 542 CS——片選信號 ， 它和允許輸入鎖存信號 ILE合起來決定WR1是否起作用 。 這樣可以有效地提高轉(zhuǎn)換速度 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 54 圖 541 DAC0832內(nèi)部結構圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 55 圖 542 DAC0832引腳圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 56 從圖 541中可見 ， 在 DAC0832中有兩級鎖存器；第一級鎖存器稱為輸入寄存器 ， 它的鎖存信號為 ILE；第二級鎖存器稱為 DAC寄存器 ， 它的鎖存信號也稱為通道控制信號 XFER。 圖 541和圖 542分別為 DAC0832的內(nèi)部結構圖和引腳圖 。 可按計算機控制系統(tǒng)使用環(huán)境查器件手冊選擇合適的器件類型 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 53 （ 5） 溫度范圍 。 一般二進制編碼比較通用 ， 也有BCD等其他專用編碼形式芯片 。 還有一些電流輸出型 ， 低的為 20mA， 高的可達 3A。 不同型號的 D/A轉(zhuǎn)換器件的輸出電平相差較大 ， 一般為 5～ 10V。 1/2最低位的值相當?shù)哪M量范圍內(nèi) ） 所需的時間 ， 一般為幾十納秒到幾微秒 。 N2滿刻度值分辨率 ?第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 52 （ 2） 穩(wěn)定時間 。 分辨率為 8位 ， 表示它可以對滿量程的 1/28=1/256的增量作出反應 。 它反映了計算機的數(shù)字量輸出對執(zhí)行部件控制的靈敏程度 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 51 2. D／ A （ 1） 分辨率 。 (2） 多個通道共用一個 D/A轉(zhuǎn)換器的形式 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 48 圖 556 ADC0808/0809與 8086CPU的連接原理圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 49 圖 557 AD574與 8031的接口電路 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 50 二 模擬量輸出接口 1. D/A D/A轉(zhuǎn)換器是把輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與輸入量成比例的模擬信號的器件 。 （ 2） 中斷方式 。CPU檢測到轉(zhuǎn)換結束信號后 ,即可讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 47 3） . A/D轉(zhuǎn)換結束時 ， A/D轉(zhuǎn)換芯片輸出轉(zhuǎn)換結束信號 。 一種是 A/D芯片內(nèi)部帶有三態(tài)輸出門 ， 其數(shù)據(jù)輸出線可以直接掛到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上去 。 AD574是單端輸入模擬電壓 ， 在 10VIN 和20VIN 中任一端和 AGND之間 ， 可輸入單極性電壓或雙極性電壓 ， 輸入模擬電壓的極性不同 ,其輸入電路也不同 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 42 表 53 AD574真值表 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 43 圖 554 AD574單極性輸入電路 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 44 圖 555 AD574雙極性輸入電路 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 45 6. A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接及舉例 1） . A/D轉(zhuǎn)換器的輸入模擬電壓可以是單端輸入也可以是雙端輸入 。 AD574的真值表如表 53所示 。 REFOUT——參考電壓輸出 。 10V。 20VIN——模擬信號輸入 。 單極性 0～ 10V， 雙極性177。 轉(zhuǎn)換開始 STS＝ 1,轉(zhuǎn)換結束STS＝ 0。 12/8端接 PIN15（ DGND） 時 ， 數(shù)據(jù)按雙 8位形式輸出 。 12/8—— 輸出數(shù)據(jù)形式選擇信號 。 CE＝ 1， CS＝ 0， R/C＝ 1時 ， 允許讀數(shù)據(jù) 。 R/C——讀 /轉(zhuǎn)換信號 。 在簡單應用中固定接高電平 。 AGND、 DGND——模擬和數(shù)字地 。 UCC——正電源 +15V（ +～ +） 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 37 圖 553 AD574引腳圖 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 38 AD574 DB0～ DB11——12位數(shù)據(jù)輸出 ， 分三組 ， 均帶三態(tài)輸出緩沖器 。 AD574由模擬芯片和數(shù)字芯片兩部分組成。 AD574的分辨率為 12位 ， 轉(zhuǎn)換時間為 15～35μs。當模擬量為雙極性輸入時 ， UREF（ +） =+5V， Ｕ REF（ ） =5V。 UREF（ +） 、 Ｕ REF（ ） ——參考電壓輸入端 ， 分別接 +、 極性的參考電壓 ， 用來提供 D/A轉(zhuǎn)換器權電阻的標準電平 。 當 C、 B、 A為全零 （ 000）時 ， 選中 IN0通道接入；為 001時 ， 選中 IN1通道接入；為 111時 ， 選中 IN7通道接入 。 當 ALE為高電平時 ， 允許 C、 B、 A所示的通道被選中 ， 并將該通道的模擬量接入 A/D轉(zhuǎn)換器 。 CLOCK——時鐘信號 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 30 OE——輸出允許信號 。 當 A/D轉(zhuǎn)換完畢之后 ， 發(fā)出一個正脈沖 ， 表示 A/D轉(zhuǎn)換結束 。 START——啟動 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 當 START為高電平時 ， 開始 A/D轉(zhuǎn)換 。 ADC0809無需調(diào)零和進行滿量程調(diào)整 ， 又由于多路開關的地址輸入能夠進行鎖存和譯碼 ， 而且它的三態(tài) TTL輸出也可以鎖存 ， 因此易于與微處理機進行接口 。 5） . 較好的 A/D轉(zhuǎn)換器的工作溫度為 40~85℃ ， 較差的為 0~70℃ 。 3） . 轉(zhuǎn)換精度是指轉(zhuǎn)換后所得結果相對于實際值的準確度 ， 有絕對精度和相對精度兩種表示法 。 分辨率是指能使轉(zhuǎn)換后數(shù)字量變化為 1的最小模擬輸入量 。 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術參數(shù)如下： 1） . 分辨率通常用轉(zhuǎn)換后數(shù)字量的位數(shù)表示 ,如 8位 、 10位 、 12位 、 16位等 。 (2） 多個通道共用一個 A/D轉(zhuǎn)換器的形式 。 模擬量輸入通道有以下兩種基本結構形式 。 該連接通道被稱為輸入與輸出通道 ， 它包括模擬量輸入通道 、 模擬量輸出通道 、 數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道 ， 其組成如圖 535所示 。 微機經(jīng)過運算 、 處理后 ， 將結果以數(shù)字量的形式輸出 ， 此時也要把該輸出變換為適合于對生產(chǎn)過程進行控制的量 。目前普遍采用的是共用運算放大器和 A/D轉(zhuǎn)換器的結構形式 ， 其組成方框圖如圖 532所示 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 20 一 . 模擬量輸入通道可完成模擬量的采集并將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入計算機的任務 。 接口電 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 19 （ 1）解決主機 CPU和外圍設備之間的時序配合和 （ 2） 解決 CPU和外圍設備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 17 表 51 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 18 I/O接口電路簡稱接口電路 ， 它是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件 （ 電路 ） 。 （ 8） 兩個 16位定時 /計數(shù)器 ， 1個全雙工串行通信口 。 （ 6） 2級中斷 ， 5個中斷源 。 （ 4） 12MHz工作頻率時機器周期為 1μs， 所有指令的執(zhí)行為 1~4個機器周期 。 （ 2） 128BRAM數(shù)據(jù)存儲器 ， 4KBROM程序存儲器 。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 15 MCS51 該系列包括有 803 805 875 205 89C51等多種機型 。 4）控制功能強。 2）可靠性高。 第 5章工業(yè)控制計算機及其接口技術 機電一體化系統(tǒng)設計 14 3. 單片機 下面以 MCS系列單片機為例 ， 來介紹