【正文】 驗五 雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器 7109 的原理及應(yīng)用 ? 實驗?zāi)康? A/D轉(zhuǎn)換器 7109的工作原理和外圍接口設(shè)計。 A/D轉(zhuǎn)換器 7109的簡單應(yīng)用程序。 ? 實驗任務(wù) A/D轉(zhuǎn)換器進行電壓測量的程序，并通過運行。 ? 工作原理 ▼其主要端口端定義如下： （ 1） B1～ B12： 12bit的數(shù)據(jù)輸出端 （ 2） OR：溢出判別 ， 輸出高電平表示過量程；反之 ， 數(shù)據(jù)有效 。 （ 4） MODE：方式選擇 ， 當(dāng)輸入低電平信號時 ， 轉(zhuǎn)換器處于直接輸出工作 方式 。 （ 5） REF：外部參考電壓輸入 （ 本實驗用其典型值： ） 。 （ 7） OO,OI:外部時鐘輸入 （ 本實驗用其典型值： ） 。 （ 10） CE/：片選 ， 當(dāng)其為低電平時 ， 數(shù)據(jù)正常輸出；當(dāng)其為高電平時 ， 所 有數(shù)據(jù)輸出端 （ B1～ B1 POL、 OR） 均處于高阻狀態(tài) 。 （ 12） HBEN：高字節(jié)使能，輸出低電平時，數(shù)據(jù)線輸出當(dāng)高位字節(jié) B9～ B12 以及 POL、 OR的狀態(tài)值。 ② 引腳“ 1”和“ 10”相連，增益為 10倍； ③ 引腳“ 1”和“ 100”相連，增益為 100倍； ④ 引腳“ 1”和“ 200”相連，增益為 200倍； ⑤ 引腳 “ 1”和 “ 300”相連，增益為 300倍； ▼ A/D轉(zhuǎn)換器 7109實驗原理圖 REFINHINLMODESTATUSCE/LOADORPOLB9B12B1B8D0D71Y1(PC2)1Y1(PC4)RD1Y41Y3ICL 7109...........測量放大電路V+VOIOO+5V5V2 . 0 4 8 V基準(zhǔn)電壓0 ～ 2 運放2622018194028353421222336RUN/HOLDLBENHBEN跳線選擇被測電壓AIN+D0....D7D0....D5▼ 數(shù)據(jù)及控制信號接口 POL OR B11 B10 B9 B8A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的高 4 位數(shù)據(jù)2Y5=01H1= 測量結(jié)果為正0= 測量結(jié)果為負(fù)1= 溢出0= 結(jié)果有效D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的低 8 位數(shù)據(jù)2Y6=02H1= 正在轉(zhuǎn)換； 0= 轉(zhuǎn)換結(jié)束2Y4=00H IN02Y3=03H OU T 2 OU T 1 O U T 01= 啟動 71090= 停止 710900=0 通道（板載可調(diào)電壓）01=1 通道（固定 電壓）10=2 通道（外接電壓）11=3 通道（地）? 本實驗共用到五個端口： 80H（ 1Y4） ：輸出口 ， 7109低位字節(jié)輸出口 。 22H（ 1Y1）：輸入 /輸出端口 ,D2控制 7109起停（ R/H）， D4位讀取 7109的狀態(tài) （ STATUS） 信號 （ 1正 在轉(zhuǎn)換； 0轉(zhuǎn)換完畢 ） 。 ? 編程與 調(diào)試 本程序是利用實驗主板上的 7109A/D測量輸入電壓 ， 輸入電壓有 4 種選擇 ， 測量前必須將輸入電壓端口的跳線選擇到需要測量的那個 端口 。 實驗測得的電壓 值同時在 PC機的 CRT和實驗主板內(nèi)的 LED上顯示出來 。 開始結(jié)束N初始化 EPP 接口啟動 A/D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)束 ?Y停止 A/D 轉(zhuǎn)換讀取高位字節(jié)并暫存讀取低位字節(jié)并暫存提取高位字節(jié)的 OR,POL溢出否 ?NY輸入為負(fù) ?NY屏蔽高四位送顯示器和 LED置溢出標(biāo)志屏蔽高四位置負(fù)數(shù)符號硬件選擇增益和輸入端初始化 8255 步驟 1． 調(diào)用自定義頭文件 （ 同上實驗一 ） 。 3． 初始化 8255（ 同上實驗二 ） 。 /*初始化 8255*/ 4． PC2置 “ 1”。 epp_write_data(CW_8255,0x05)。 do { epp_read_data(PC_8255,amp。/*讀取轉(zhuǎn)化狀態(tài)量 ， 端口 PC4口 */ state=stateamp。 }while(state==1 )。 epp_write_data(CW_8255,0x04)。 epp_read_data(H_7109,amp。 /*讀出高位字節(jié) */ epp_read_data(L_7109,amp。 /*讀出低位字節(jié) */ v=(highamp。 8． 判斷極性和溢出 if(highamp。 if(!(highamp。 9． 電壓值顯示在實驗主板內(nèi)的 LED上 。 ? 思考和練習(xí)題 1. 雙斜積分式 A/D轉(zhuǎn)換器 7109芯片包括哪幾個工作過程？ 2. 7109的輸入?yún)⒖茧妷簩?A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有何影響？如 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 偏大，應(yīng)如何調(diào)節(jié)參考電壓？ 3. 記錄 10組對 7109A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ，則參考電壓應(yīng)調(diào)節(jié)在多大？ 此時電壓測量的分辨率是多大？ 5．根據(jù)校準(zhǔn)原理，試用校準(zhǔn)方法測量（ AIN+）輸入的被測電壓，并 顯示結(jié)果。 A/D轉(zhuǎn)換芯片 0809的接口設(shè)計方法。 ?實驗任務(wù) 。 ? 實驗原理 ▼ 0809工作原理 ADC0809是 8路輸入的 8位逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換器 ， 其轉(zhuǎn)換時間為 16個外部時鐘周期 。 ② D7～ D0：數(shù)字量輸出端 。 當(dāng)此信號被選中時 ， 允許從 A/D轉(zhuǎn)換器的鎖存器中讀取數(shù)字量 。 ④ START：啟動 A/D轉(zhuǎn)換 ， 當(dāng) START為高電平時 ， A/D轉(zhuǎn)換開始 。 當(dāng) ALE為高電平時 ， 允許 C、 B、 A所示的通道被選中 ， 并把該通道的模擬量接入 A/D轉(zhuǎn)換器 。 當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ， 發(fā)出一個正脈沖 ， 表示 A/D轉(zhuǎn)換完畢 。 ⑦ ADDA、 ADDB、 ADDC：通道號選擇端 ， C為最高位 ， A為最低位 。 ⑨ Vref(＋ )， Vref(－ )：參考電壓端，用來提供 D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標(biāo)準(zhǔn)電平（本實驗采用典型值： Vref(＋ )=＋ 5V， Vref(－ )=0V）。 NADC —— 0809A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的 8bit數(shù)字量； Vr —— 0809A/D轉(zhuǎn)換器外部參考輸入電壓， Vr＝ ； ▼ 數(shù)據(jù)及控制信號接口 1Y1=22H PC5D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00809 地址與通道的對應(yīng)關(guān)系 1Y2= 40H ～ 5FH40H: 0 通道； 43H ： 3 通道； 46H ： 6 通道；41H ： 1 通道； 44H ： 4 通道； 47H ： 7 通道；42H ： 2 通道； 45H ： 5 通道；0= 轉(zhuǎn)換結(jié)束1= 正在轉(zhuǎn)換；▼ A/D轉(zhuǎn)換器 0809實驗電路圖 A D C 0809AO1AI2AI6AI7AI3AI4AI5D0...D7252423ADDAADDBADDCEOC7A0A1A21Y1(PC5)D0D7:1012111613500kHzVr5V()VCCIN2IN1IN0IN3IN4IN5IN6IN7CLOCKV REF()V CCV REF(+)GNDALESTARTENEBLE96221Y2RDWR測量放大電路基準(zhǔn)電壓0 ～ 2 運放跳線選擇被測電壓AIN+? 本實驗共用到三個端口： 40H～ 47H（ 1Y2）：輸入 /輸出端口， 0809的地址，控制 字任意。 22H（ 1Y1）：輸入端口，查詢 0809轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號（ “ 0”正 在轉(zhuǎn)換； “ 1”轉(zhuǎn)換完畢）。增益也有五種選擇（ ╳ 1， ╳ 10， ╳ 100， ╳ 200， ╳ 300），可根據(jù)實驗需要選擇一檔，并在實驗板上將其跳 線連好。 2．編程思路 啟動 ADC0809讀取 EOC 狀態(tài)值讀取 ADC0809 輸出值開始結(jié)束EOC=1 ？NY送 CRT 、 LED 顯示EPP 接口、 8255 初始化3． 編程步驟 ① 調(diào)用自定義頭文件 。 ③ 初始化 8255。 ④ 啟動芯片 0809。 /*啟動 0809進行轉(zhuǎn)換 */ ⑤ 讀取轉(zhuǎn)換狀態(tài)量 void eoc(void) { unsigned char status。status)。0x20。 /*狀態(tài)為 0時 ， 繼續(xù)讀取狀態(tài)轉(zhuǎn)換量 */ } ⑥ 讀取 A/D轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)字量 ， 放入 firstdata中 。firstdata)。0xff。 v=(double) firstdata*5/255。 4． 源程序清單 參考實驗指導(dǎo)書附錄 I7。 下面就僅介紹如何獲取通道地址 ，其余部分參見上面的 0通道測量電壓實驗 。 scanf(%d,amp。/*輸入值是被測信號輸入的那個通道 */ 芯片 0809的基地址為： 0x40（ AD_0809） ， 選擇通道后 ， 該通道的地址就為： 0x40＋ cha（ AD_0809＋ cha） 。 參考程序?qū)嶒炛笇?dǎo)書附錄 I8。當(dāng)多高頻率時，顯示 波形異常，解釋此現(xiàn)象？ ，思考如何進行校準(zhǔn)測 量？ 0通道的有校準(zhǔn)測量的實驗程序，電壓輸入端 選擇 0～ ，調(diào)節(jié)其輸入電壓 值，比較有無校準(zhǔn)的測 量結(jié)果 ,參考源程序見 實驗指導(dǎo)書附錄 I9） 。 0832的接口設(shè)計方法。 ，向 0832輸入不通的數(shù)字電壓以獲得其相應(yīng)的模擬電壓輸出，并運行通過。 ? 實驗原理 ▼ DAC0832工作原理 主要引腳定義如下： ① DI0DI7： 8條數(shù)據(jù)輸入線。只有當(dāng)三條線同時 有效時，輸入數(shù)據(jù)鎖存器才被選通。 ▼ D/A電流輸出表達式 式中， Io1 —— DAC0832輸出電流；（ Io1＋ Io2＝常數(shù)）； NDAC —— DAC0832數(shù)字輸入量； Vr —— DAC0832外部參考輸入電壓； R —— DAC0832內(nèi)部固定電阻，恒為 5KΩ。 ② Vr5V來自實驗主板上的參考電壓源，實驗電路原理如下圖 。其中， R=5kΩ。則， D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓 在本實驗中參考電壓 Vref選擇實驗主板上的參考電壓源 Vr5V，其理 論值為 5V，則 D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓就為： ?本實驗只用到一個端口地址： 05H（ 2Y5）：輸出口， DAC0832（ IC35）的地址。程序中在 PC機的 CRT上 還將顯示對應(yīng)的理論電壓值，以便實驗者參考。 2． EPP接口初始化 （ 同實驗一 ） 。 epp_write_data(DA2_0832,0x00)。 DAC0832是 8位的 D/A轉(zhuǎn)換器 ， 故寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該在 0～ 256之間 。 5． 在 PC機的 CRT上顯示轉(zhuǎn)換電壓 。/*電壓轉(zhuǎn)換 */ printf(\n%.2f,volt)。 。 EPP接口控制相應(yīng)端口，使之產(chǎn)生不同波形、不同頻率和幅度的信號。 如圖 （ a） 所示的一個八位二進制的加法計數(shù)器對時鐘計數(shù)過程中 ， 計數(shù)值 N按 0、 3… 25 0、 3… 規(guī)律遞增變化 ， 得到一串 8位二進制碼的數(shù)據(jù)流 ，把它送入 DAC的輸入端 ， 則 DAC的輸出 Uo(t) 呈梯形的增長 ， 獲得如圖 (b)所示的波形 。 若采用一個可逆計數(shù)器對時鐘信號交替地作加、減計數(shù)時， N的變化為 0、 3… 25 25 253… 0、 2… ，則 Uo將獲得一個三角波的輸出電壓。 如三角波、矩形波、正弦波、辛克波（ sinx/x）、鐘形 波等。 EPROM 高 4位地址 A8～ A11來自鎖存器 74LS273的高 4位 Q5～ Q8，通過對 74LS273的編 程可實現(xiàn)波形的程控。實驗主板上采用了兩個 4位二進制計 數(shù)器 74LS169級聯(lián)實現(xiàn)。固定的 2MHz頻率通過一