微机接口与通讯( 第十章）

武汉科技大学计算机学院

第十章 A/D 与 D/A 转换器接口

本章内容10.1 D/A转换器的接口方法10.2 D/A转换器接口电路设计10.3 A/D转换器接口基本原理与方法10.4 查询方式的A/D转换器接口电路设计10.5 中断方式的A/D转换器接口电路设计10.6 微型计算机系统的 A/D 、 D/A 通道本章要点

10.1 D/A 转换器的接口方法

本节内容1 D/A转换器及其连接特性2 D/A转换器与微处理器的接口方法

章内容提要章内容提要

1. D/A 转换器及其连接特性

节内容提要节内容提要

D/A 转换器（ DAC ） :—— 将数字量转换成模拟量的线性电路器件

章内容提要章内容提要

1 ） DAC 的主要参数2 ） DAC 的连接特性

2. D/A 转换器与微处理器的接口方法

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

1 ）接口的任务2 ）接口的结构形式

直接与 CPU 相连——有输入锁存能力

采用中小规模逻辑芯片与 CPU 相连

利用通用并行接口芯片与 CPU 相连

采用 GAL 器件

—— 数据缓冲，无条件传送

10.2 D/A 转换器接口电路设计

本节内容1 无三态输入缓冲器、8位DAC

2 有三态输入缓冲器、8位DAC——DAC0832

3 无三态输入缓冲器、12位DAC

4 有三态输入缓冲器、12位DAC——DAC1210

章内容提要章内容提要

1. 无三态输入缓冲器、 8 位 DAC

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

1 ）要求——用 DAC0808 构成一个 ADC2 ）分析

3 ）硬件连接4 ）软件编程——试探程序段

DAC0808——8 位 , 无三态缓冲能力 外加数据锁存器 ; 数字量由 DAC0808转换成电压与输入电压比较 若输入电压比 n 对应电压大 , 但比 n+1 对应电压小 , 则结果为 n 或 n+1

逐次逼近式；二分搜索法确定区间的中间值去试探

2. 有三态输入缓冲器、8 位 DAC——DAC0832

章内容提要章内容提要 节内容提要节内容提要

1 ）要求——用 DAC0832 产生三角波、方波、锯齿波或梯形波等2 ）分析

DAC0832 的主要特性DAC0832 的工作方式DAC0832 双缓冲方式的应用3 ）设计 ( 采用直通方式 , 用 8255A 作接

口 )单缓冲方式下波形的输出

3. 无三态输入缓冲器、 12 位 DAC

章内容提要章内容提要 节内容提要节内容提要

数据分两次写入加两级缓冲器

AENIOWA0 ～

9

D0 ～

7

PC 插槽

译码电路

CD0 ～

7

Q0 ～ 7 C

D0 ～

7

Q0 ～ 7

CD0 ～

3

Q0 ～ 3

12 位 DACD0 ～

7

D8 ～

11

A

第二级第一级

Y0

Y1

右对齐的硬件

D0 ～

3

左对齐 :

D1

5

…D12

D1

1

…D8

D7

… … D0

12 位有效数据

D1

5

… … D8 D7

…D4

D3

…D0

12 位有效数据

右对齐 :

转换数据 123HMOV AX,0123H OUT P0,AL MOV AL,AH OUT P1,AL

4. 有三态输入缓冲器、12 位 DAC——DAC1210

章内容提要章内容提要 节内容提要节内容提要

1 ）内部结构

2 ）应用举例

内部有两级缓冲器 , 左对齐方式输入数据内部结构与 DAC0832 类似

将数据 123H 送给 DAC1210 进行转换左对齐，数据存于 BX （ =1230H ）

10.3 A/D 转换器接口基本原理与方法

本节内容

1 A/D转换器及其连接特性2 ADC与微处理器的接口方法

章内容提要章内容提要

1. A/D 转换器及其连接特性

节内容提要节内容提要

A/D 转换器（ ADC ） :—— 将模拟量转换成数字量的线性电路器件

章内容提要章内容提要

1 ） ADC 的主要参数2 ） ADC 的外部特性

A/D 转换器的分类

2. ADC 与微处理器的接口方法

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

1 ） ADC 与 CPU 的连接2 ） ADC 接口的主要操作3 ） ADC 数据的传送方式

4 ） ADC 接口电路的结构形式

查询方式 中断方式 DMA 方式：高速 板上 RAM 方式：超高速

10.4 查询方式的 A/D 转换器接口电路设计本节内容

1 有三态输出锁存器、12位ADC——AD574A

2 无三态输出锁存器、12位ADC——ADC1210

3 无三态输出锁存器、8位ADC——AD570

4 多通道、8位ADC——ADC0809

章内容提要章内容提要

1. 有三态输出锁存器、 12位 ADC——AD574A

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

例： 12 位转换，数据分两次读出，查询方式，采集 64 个数据左对齐，存入 BUF 为首址的内存AD574A 的主要特性——分辨率可选 (8 位 /12位 ), 单通道 , 逐次逼近型 , 负脉冲启动 , 转换时间 25µs硬件连接

软件编程

2. 无三态输出锁存器、 12位 ADC——ADC1210

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

硬件连接

软件编程

SC: 启动信号 , 负脉冲有效 ;CC: 转换结束 , 低有效

3. 无三态输出锁存器、 8位 ADC——AD570

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

硬件连接软件编程

B/C ：启动信号，低电平有效；若转换过程中变高，则转换中止

DR: 转换结束 , 低有效

逐次逼近型 , 转换时间 25µs

应用举例：用 8255A 作接口，采集 256个数据，查询方式存于首址为 BUF 的内存

4. 多通道、 8 位 ADC——ADC0809

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

硬件连接软件编程

ADC0809 的主要特性—— 8 个模拟通道、逐次逼近型 , 正脉冲启动 , 有三态输出锁存器内部结构

外部引脚例：依次对 8 个通道采样 , 共采集 256 个数据 ,存于首址为 BUF 的内存中

10.5 中断方式 ADC 接口电路设计

章内容提要章内容提要

单板机系统中断方式的数据采集系统设计1.要求

2.硬件分析与设计

3.软件编程

以 TP86 为控制器 , 对单通道模拟信号采集 512 个 8 位数据 , 中断方式存 BUF, 并送入 DACADC0804 ； DAC0832 ；8259A

10.6 微型计算机系统的 A/D 、 D/A通道

本节内容

1 模拟通道的电路组成2模拟通道的结构形式

章内容提要章内容提要

1. 模拟通道的电路组成

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

A/D 通道 :CPU 、模拟量输入接口、 ADC 、采样/ 保持器 (S/H) 、多路模拟开关(AMUX)

D/A 通道 :CPU 、模拟量输出接口、 DAC 、多路模拟开关(AMUX)、输出保持器 ( 缓冲器 )

2. 模拟通道的结构形式

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

①单通道

每个通道有自己的 S/H 和 ADC—— 并行多通道

不带 S/H—— 直流或低频模拟信号带 S/H—— 高频变化的模拟信号②多通道

各通道有自己的 S/H, 共享 ADC各通道共享 S/H 和 ADC

1 ） A/D 通道的结构形式

多通道结构图

2. 模拟通道的结构形式( 续）

节内容提要节内容提要章内容提要章内容提要

2 ） D/A 通道的结构形式

②多通道

①单通道带输入锁存器——不需要刷新带保持器输出——靠电容维持 , 要刷新

每个通道都有锁存器和 DAC—— 并行多通道各通道共享 DAC

多通道结构图

本章要点•DAC 及其主要参数•DAC0832 、 DAC1210 、无输入锁存器的 DAC的接口电路设计及编程应用•ADC 及其主要参数、 ADC 的外部信号线•ADC 接口的主要操作•采用查询或中断方式，利用典型 ADC 实现数据采集的电路设计及编程•A/D 、 D/A 通道的组成•多路模拟开关的作用、性能指标•采样保持器的工作状态、工作原理、性能指标

章内容提要章内容提要