模拟量输入输出与数据采集卡.pptVIP

3. D/A转换器接口技术性能 1) 分辨率 分辨率指D/A转换器能够转换的二进制数的位数。位数越多，分辨率越高。分辨率越高，转换时对应数字输入信号最低位的模拟信号电压值就越小，也就越灵敏。 例如，一个D/A转换器能够转换8位二进制数，若转换后的电压满量程是5 V，则它能分辨的最小电压为20 mV(5 V÷256)。如果是10位分辨率的D/A转换器，对同样的转换电压，则它能分辨的最小电压为5 mV(5 V÷1024)。 2) 转换时间 转换时间指从数字量输入到完成转换，且输出达到最终值并稳定为止所需的时间。不同型号的D/A转换器，其转换时间不同。电流型D/A转换较快，一般在几μs到几百μs之内；电压型D/A转换较慢，取决于运算放大器的响应时间。 3) 精度 精度指D/A转换器实际输出电压与理论值之间所存在的最大误差。D/A转换器的精度有绝对精度与相对精度之分。将D/A转换器的失调误差调整至零，并将转换器的最大输出调节至满量程值，那么此时D/A转换器对应于不同输入数码时各点模拟输出电平与理想的输出值之间的最大偏差即为转换器的相对精度。如果不对失调误差调零和不校正转换器的输出满量程值，那么此时测得的即为D/A转换器的绝对精度。 D/A转换器的精度通常有两种表示方法：一种是用满量程VFS的百分数作为单位，另一种是以最低位(LSB)作为单位来表示D/A转换器的精度。例如，一个N位D/A转换器的精度为1/2 LSB，它指的是转换器的模拟输出电平与其理想输出电平之间的最大可能误差，即 11.3.2 A/D转换器 A/D转换器是实现模拟量转换为数字量的器件，在工业控制系统和数据采集以及许多其他领域中，A/D转换器常常是不可缺少的重要部件。A/D转换器的品种繁多，目前使用较广泛的主要有三种类型：逐次逼近型、V/F转换型和双积分型。其中，双积分型A/D转换器电路简单，抗干扰能力强，但转换速度较慢；逐次逼近型A/D转换器易于用集成工艺实现，且具有较高的分辨率和转换速度。因此，目前市场上的A/D转换器采用逐次逼近型的较多。 1. 8位A/D转换器ADC0809 图11.21 ADC0809原理图 芯片内除含有8位逐次逼近型A/D转换器外，还有8通道多路转换器和3位地址锁存和译码器，以实现对8路输入模拟量IN0～IN7的选择。当地址锁存允许信号ALE有效时，将3位地址ADDC～ADDA锁入地址锁存器中，经译码器选择8路模拟量中的一路通过8位A/D转换器转换输出。由于输出端具有三态输出锁存缓冲器，因此可以直接与CPU系统总线相连接。ADC0809可用单5 V电源工作，模拟信号输入范围为0～5 V，输出与TTL兼容。 1) ADC0809芯片的引脚 图11.22是ADC0809芯片的引脚图，其引脚功能介绍如下： IN0～IN7——8路模拟输入信号。通过ADDA、ADDB和ADDC 3个地址译码来选通一路。 D0～D7 A/D——转换后的8位数字量输出。其中，D7为最高位，D0为最低位。 ADDC～ADDA——8路模拟开关的3位地址选通输入端，以选择对应的输入通道。ADDc为高位地址，ADDA为低位地址。 图11.22 ADC0809引脚图 ALE——地址锁存允许信号。当ALE为上升沿时，ADDC～ADDA地址状态送入地址锁存器。使用时，该信号常和START信号连在一起，当START端为高电平时，同时将通道地址锁存起来。 START A/D——转换启动信号。此信号由CPU执行输出指令产生。START为上升沿时，所有内部寄存器清0；START为下降沿时，开始进行A/D转换，在A/D转换期间，START应保持低电平。 EOC——转换结束信号。转换开始后，该信号变为低电平；经过64个时钟周期后转换结束，该信号变为高电平。EOC信号可作为对CPU的中断请求信号或DMA传送，也可作为CPU查询的信号。 OE——输出允许信号。当该信号为高电平时，打开输出缓冲器三态门，转换结果输出到数据总线上；当该信号为低电平时，输出数据线呈高阻态。在中断方式下，该信号为CPU发出的中断请求响应信号。 EOC和OE两个信号可以连在一起表示A/D转换结束。 CLOCK——时钟输入信号。时钟频率范围为10~1280 kHz，典型值为640 kHz，可由CPU时钟分频得到。当时钟频率为1280 kHz时，转换速率为50