计算机控制 (1)
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1、第七章 接口技术第七章第七章 接口技术接口技术 7.1 D/A转换器转换器 7.2 MCS-51和和D/A转换器的接口转换器的接口 7.3 A/D转换器转换器 7.4 MCS-51和和A/D转换器的接口转换器的接口 7.5 数据的采样及保持数据的采样及保持 7.6 常用输出驱动电路常用输出驱动电路 第七章 接口技术在微机的各种接口中，完成外设信号到微机所需在微机的各种接口中，完成外设信号到微机所需数字信号转换的，称为模拟数字信号转换的，称为模拟数字转换（数字转换（A/D转换）转换）器；完成微机输出数字信号到外设所需信号转换器；完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的，称为数字的，称为数字模拟转
2、换（模拟转换（D/A转换）器。转换）器。D/A转换器（转换器（Digital to Analog Converter）是一种）是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件；能把数字量转换成模拟量的电子器件；A/D转换器转换器（Analog to Digital Converter）则相反，它能把模）则相反，它能把模拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中，拟量转换成相应的数字量。在微机控制系统中，经常要用到经常要用到A/D和和D/A转换器。它们的功能及在实转换器。它们的功能及在实时控制系统中的地位，如图时控制系统中的地位，如图2-1所示。所示。第七章 接口技术图图7-1 单片机和被控实体间的接口示意
3、单片机和被控实体间的接口示意返回本章首页当地功能单片微型计算机A/D多路开关传感器传感器D/A被控实体变送器变送器第七章 接口技术7.1 D/A转换器转换器 7.1.1 D/A转换器的原理转换器的原理 7.1.2 D/A转换器的性能指标转换器的性能指标 7.1.3 典型的典型的D/A转换器芯片转换器芯片DAC0832 返回本章首页第七章 接口技术7.1.1 D/A转换器的原理转换器的原理 D/A转换器有并行和串行两种，在工业控制转换器有并行和串行两种，在工业控制中，主要使用并行中，主要使用并行D/A转换器。转换器。D/A转换器转换器的原理可以归纳为的原理可以归纳为“按权展开，然后相按权展开，然
4、后相加加”。因此，。因此，D/A转换器内部必须要有一个转换器内部必须要有一个解码网络，以实现按权值分别进行解码网络，以实现按权值分别进行D/A转换。转换。解码网络通常有两种：二进制加权电阻网解码网络通常有两种：二进制加权电阻网络和络和T型电阻网络。型电阻网络。 第七章 接口技术为了说明为了说明T型电阻网络的工作原理，现以四位型电阻网络的工作原理，现以四位D/A转换器为例加以讨论，如图转换器为例加以讨论，如图2-2所示。所示。图图7-2 T型电阻网络型型电阻网络型D/A转换器转换器返回本节10101010VREFRI3I3I2I2I1I1I0I0I0RRRR2R2R2R2Rb3b2b1b0四位D
5、AC寄存器.RfIRfIout1Iout2Vout.AOA+-S3S2S1S0第七章 接口技术7.1.2 D/A转换器的性能指标转换器的性能指标 1. 分辨率分辨率 2. 转换精度转换精度 3. 偏移量误差偏移量误差 4. 建立时间建立时间 返回本节第七章 接口技术7.1.3 典型的典型的D/A转换器芯片转换器芯片DAC0832 1. DAC0832内部结构内部结构 2. 引脚功能引脚功能 3. DAC0832的技术指标的技术指标 第七章 接口技术1. DAC0832内部结构内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成，如图内部由三部分电路组成，如图7-3所示。所示。 图图7-3 DAC083
6、2原理框图原理框图D7D6D0D1D2D3D4D58位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换电路RfVREFIout2Iout1RfILECSWR1WR2XFERDAC0832AGNDVCCDGNDLE1LE2M1M3M2第七章 接口技术2. 引脚功能引脚功能 DAC0832芯片为芯片为20引引脚，双列直插式封装。脚，双列直插式封装。其引脚排列如图其引脚排列如图2-4所所示。示。（1）数字量输入线）数字量输入线D7D0（8条）条） （2）控制线（）控制线（5条）条） （3）输出线（）输出线（3条）条） （4）电源线（）电源线（4条）条） 图图7-4 DAC0832引脚图引脚图CSWR1AGN
7、DD7D6D0D1D2D3D4D5VREFRfDGNDVccILEWR2XFERIout2Iout1DAC08321109876543220141516171819131211第七章 接口技术3. DAC0832的技术指标的技术指标 DAC0832的主要技术指标：的主要技术指标：（1）分辨率）分辨率8位位（2）电流建立时间）电流建立时间1S（3）线性度（在整个温度范围内）线性度（在整个温度范围内）8、9或或10位位（4）增益温度系数）增益温度系数00002 FS/（5）低功耗）低功耗20mW（6）单一电源）单一电源+5 +15V第七章 接口技术因因DAC0832是电流输出型是电流输出型D/A转
8、换芯片，转换芯片，为了取得电压输出，需在电流输出端接为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，运算放大器，Rf为运算放大器的反馈电为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图阻端。运算放大器的接法如图7-5所示。所示。图图7-5 运算放大器接法运算放大器接法返回本节-+OA.VoutRfIout1Iout2第七章 接口技术7.2 MCS-51和和D/A转换器的接口转换器的接口 7.2.1 DAC0832的应用的应用 7.2.2 MCS-51和和8位位DAC的接口的接口 7.2.3 MCS-51和和12位位DAC的接口的接口 返回本章首页第七章 接口技术7.2.1 DAC0832的应用的应
9、用 1. 单极性输出单极性输出 2. 双极性输出双极性输出 第七章 接口技术1. 单极性输出单极性输出 在需要单极性输出的情况下，可以采用图在需要单极性输出的情况下，可以采用图7-6所示接线。所示接线。图图7-6 单极性单极性DAC的接法的接法-+OAVoutRfIout1Iout2.VREFDAC0832.第七章 接口技术2. 双极性输出双极性输出 在需要双极性输出的情况下，可以采用在需要双极性输出的情况下，可以采用图图7-7所示接线。所示接线。图图7-7 双极性双极性DAC的接法的接法I1I3I2OA1OA2+_2R2RRVout1VoutAVREF8031VREFRfIout1Iout2
10、.第七章 接口技术图图7-7中，运算放大器中，运算放大器OA2的作用是将运算放大的作用是将运算放大器器OA的单向输出转变为双向输出。表达式的单向输出转变为双向输出。表达式（7-3）的比例关系可以用图）的比例关系可以用图7-8来表示。来表示。返回本节VVout+VREF-VREF00HFFH80HB图图7-8 双极性输出线性关系图双极性输出线性关系图第七章 接口技术7.2.2 MCS-51和和8位位DAC的接口的接口 1. 直通方式直通方式 2. 单缓冲方式单缓冲方式 3. 双缓冲方式双缓冲方式 第七章 接口技术1. 直通方式直通方式 第七章 接口技术2. 单缓冲方式单缓冲方式 所谓的单缓冲方式
11、就是使所谓的单缓冲方式就是使DAC0832的两个输的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图一路模拟量输出。单缓冲方式接线如图7-9所所示。示。 -+OAVout.P0P2.7WR8051D7D0DAC0832+5VVCCILEVREFRfIout1Iout2AGNDDGNDCSXFERWR1WR2图图7-9 DAC0832单缓冲方式接口单缓冲方式接口第七章 接口技术例例2.1 DAC0832用作波形发生器。试根据图用作波形发生器。试根
