《模拟量输入输出》PPT课件

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1、第六章模拟量输入输出*基本功能*一般连结关系6.1模拟通道接口(AnalogSignalInputandOutput)*概念：模拟通道的组成转换接口电路基准地电压基准源；*ADC/DAC线性转换关系生产过程控制系统结构示意图过程对象︵被控对象︶传感器变送器执行机构传感器执行机构传感、执行检测/控制微机主机操作台电平变换功放驱动I/O接口I/O接口I/O接口I/O接口A/DD/ADIDO输入调理V/I变换I/O通道信号调理打印机显示器I/O接口变换信号处理模拟量数字量频率、其他模拟量I/O接口模拟量的概念（信号连续量）：DC-V(mv)/mA(V)典型：过程控

2、制、各类监控/自动化系统转换输入输出:实验P22输入：V/F计数器------输出：计数器F/V(LM331)；PWM调宽（时间）F/VV/F模拟信号Ｖ／ＩT/C8253/8254MPUADC/DAC脉冲频率模拟量转换与I/O通道1.模数转换--ADC数模转换--DACAnalogtoDigitalConverter/DigitaltoAnalogConverter2.模入与模出通道的组成：输入通道:(高精度测量,1%~0.05%,可分时采样,同步采样)Multiplexer：（6.4）多路转换器（开关，（模拟）多路(电子)开关1-N,N-1,N选一）：

3、N路入一路输出：巡回扫描/分时转换；Sample/Holder：(6.5)捕捉后保持信号（电容）Voltagereference:电压基准源输出通道:(精度,同步输出,输出保持--动态扫描)调理放大MUXS/HADC数字量(MPU)传感器Vref放大驱动执行机构Vref复习：运算放大器DACV/I调理MUX,S/H数字量(MPU)DAC原理Iout1等效电阻=RIout2V0R-2R梯形电阻网络VrefRfb参见书P365图6.3DAC接口电路原理电压型／电流型（外接ＯＰ：同相／反相输出）D/A转换器原理框图DAC主要技术指标（P367）分辨率Resolut

4、ion（LSB）所对应的模出电流(压)值满量程稳定（建立）时间(settingtime)电压型（输出电平）／电流范围绝对精度（对应max数字量：单位LSB）（最大）相对精度（单位LSB或%）Full-scaleerror线性误差（最大值）LinearError温度系数(xxxvs.Temperature)电源灵敏度(Powersupplysensitivity)接口方式典型DAC(一)8位DAC0832(P368)VrefDIout1=×R256单电源：+5V~+15V；Vref:-10V~+10V；低功耗：20mW；分辨率：8位；线性误差：0.2%(FS)

5、；NL误差：0.4%(FS)；建立时间：1μs；温度系数：200ppm/℃；输出方式：电流。DAC0832功能结构图双缓冲结构CPU数据基准电压源输出（I）CPU控制DAC0832三种工作方式输入锁存器和DAC寄存器的不同的控制:（1）直通方式输入寄存器和DAC寄存器都接成直通方式。此时提供给DAC的数据，必须来自锁存端口(/LE1=/LE2=0);（2）单缓冲方式控制输入寄存器和DAC寄存器同时跟随或锁存数据，或只控制这两个寄存器之一，而另一个接成直通方式(/LE=0)。此方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出的情形。有效数据MOVDX,288

6、HOUTDX,AL(288H)DAC0832三种工作方式（3）双缓冲方式分别控制输入寄存器和DAC寄存器，此方式适用于多路D/A同时输出的情形：使各路数据分别锁存于各输入寄存器，然后同时（相同控制信号）打开各DAC寄存器、实现同步转换。有效数据输入寄存器更新模出更新DAC0832同步转换控制(接口)DB典型DAC(二)12位DAC1210高8位低4位锁存(B1=1)DAC1210控制时序:自动传输高8位锁存(低4位锁存也已变覆盖低4位,全部12位传送到DACXFER=0有效数据有效数据DAC1210控制时序:独立处理器传输控制加载高8位输入锁存(低4位也改变

7、)覆盖低4位输入锁存12位传送到DAC有效数据有效数据OUTDX,AL;OUTDX,AL模数转换器ADC分类：双积分/逐次比较/V/F型二重积分/双积分式（比较两个积分时间：计数）先积分Vi时间到VA=T0*Vi/RC,再切换到Vref,(放电至0)VA=-T1*Vref/RC----Vi=-Vref*T1/T0(计时由时钟脉冲计数得到)----积分器+比较器+计数器ms级,抗串模干扰(0均值)。逐次比较----DAC+比较器+SAR（逐次逼近寄存器）模数转换器ADC性能指标分辨率（LSB）所对应的模入电平值；1/2nVref(单极性)；精度1，1/2，LS

8、B（绝对：理想与实际差的max：mv/相对：vs.F