第15章_ADA转换器接口课件.pptVIP

第15章 A/D与D/A转换器接口; A/D转换器完成模拟量→数字量的转换 D/A转换器完成数字量→模拟量的转换 下图是一个实时控制系统：;下图是一个分时数据传输系统：;15.1 A/D转换器 A/D转换器就是把模拟量转换成数字量的过程。数字量便于计算机的处理，是自动控制过程的重要步骤。 A/D转换的原理很多,常见的有双积分式、逐次逼近式、计数式等。输出码制有二进制、BCD码等；输出数据宽度（二进制）有8位、12位、16位、20位等。;15.1.1 A/D转换器的主要技术指标 1、分辨率 指A/D转换器能够把模拟量转换成二进制的位数。 例：用1个10位ADC转换一个满量程为5V的电压,则可能分辨的最小电压率为5000mV/1024=5mV。若模拟输入值小于5mV，则ADC无反映，输出保持不变。 可见，ADC的数字量输出位数越多，其分辨率就越高。当分辩率大于微机系统数据总线宽度时，每次转换都需要两次数据的传输。;2、转换时间 从转换启动开始到转换结束，得到稳定的数字量输出所需要的时间。 转换时间的快慢将会影响ADC接口与CPU交换数据的方式。对于低中速的ADC一般采用查询或中断方式，对于高速的ADC应采用DMA方式。;15.1.2 A/D转换器的外部特性 任何一种A/D转换器一般具有以下信号线： 1、模拟信号输入线，有单通道与多通道之分。 2、数字量输出线，线的数目决定了分辨率。 3、转换启动线（输入），每次启动只能转换一次 数据。 4、转换结束线（输出），表示ADC作一次转换结 束的状态。;15.2 A/D转换器与微处理器的接口 15.1.1 A/D转换器与CPU的连接 1、ADC的启动信号 有脉冲启动和电平启动两种。 2、ADC的输入信号 有单通道和多通道之分。 3、ADC的输出信号 ADC输出是否有锁存； ADC的分辨率是否与系统数据总线一致。 4、ADC的转换结束信号 作为查询和中断的依据。;15.2.2 ADC接口电路的结构形式 1、采用普通的IC 2、采用可编程并行接口 3、采用GAL器件或CPLD器件;15.2.3 A/D转换器数据传输 数据的传送可采用查询、中断和DMA方式。不同的方式的电路组成和编程方法不同。 A/D采集的速度取决于： ? A/D转换器的转换时间T； ? 将数据存入内存所需要的数据传输时间?。 则采集数据的频率上限为： f0 =1/(T+ ?) 上述几种方法采集数据的速度是： 查询 中断 DMA方式;15.2.4 A/D转换器接口控制程序 1、查询方式的数据采集程序框架（模块） ① 接口芯片初始化（当采用可编程并行接口芯片时）； ② 选择数据采集通道号（当采用多通道A/D转换芯片时）； ③ 启动A/D转换； ④ 查询转换结束状态； ⑤ 读取采集数据； ⑥ 将数据传输到存储器； ⑦ 在线进行数据处理（显示、打印、存盘等）； ⑧ 采集未完，继续启动下一次转换； ⑨ 转换完成，退出。;2、中断方式数据采集程序框架（模块） ① 接口芯片初始化（当采用可编程并行口芯片作ADC接口时）； ② 可屏蔽中断初始化，包括中断向量修改、中断申请的屏蔽等； ③ 选择数据采集通道号（当采用多通道A/D转换芯片时）； ④ 启动A/D转换； ⑤ 开中断，并等待中断； ⑥ 转换结束信号申请中断； ⑦ 进入中断服务程序，在服务程序中读取数据，并将采集数据 传输到存储器以及进行在线数据处理； ⑧ 采集数据未完，继续启动下一次转换； ⑨ 采集完成，返回。 ;3、DMA方式的数据采集程序框架（模块） ① DMA传输初始化； ② 选择采集数据通道号（当采用多通道A/D转换芯片时）； ③ 启动A/D转换； ④ 转换结束信号申请DMA传输； ⑤ 进入DMA周期，DMA控制器接管总线控制权； ⑥ 在DMA控制器控制下，读取采集数据，并直接将采集数据 传输到存储器里； ⑦ 采集数据没有完成，继续启动下一次A/D转换； ⑧ 采集数据完成，返回。 ;15.3 A/D转换器接口设计 15.3.1 分析与设计A/D转换器接口的方法 ① ADC的模拟量输入是否是多通道？ ② ADC的分辨率是否大于系统数据总线宽度？ ③ ADC芯片内部是否有三态输出锁存器？ ④ ADC的启动方式是脉冲触发还是电平触发？ ⑤ A/D转换的数据采用哪种传输方式？ ⑥ A/D转换的数据进行什么样的处理？ ⑦ ADC接口电路采用什么元器件组成？;15.3.2 A/D转换器的接口设计 例15.1 查询方式的ADC接口电路设计