MCS51单片机的输入输出通道接口.doc

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1、第五章MCS51单片机的输入输出通道接口1．传感器的主要作用是什么？5.1解：传感器是将电量或非电量转换为可测量的电量的检测装置，是由敏感元件和转换元件组成的。国际电工委员会IEC将传感器定义为：传感器是测量系统中的一种前端部件，它将各种输入变量转换成可供测量的信号。2．输入通道和输出通道的特点是什么？5.2解：（1）输入通道的特点：①输入通道要靠近拾取对象采集信息，以减少传输损耗，防止干扰；②输入通道工作环境因素严重影响通道的方案设计，没有选择的余地；③传感器的输出往往是模拟信号、微弱信号输出，转换成计算机要求的信号电平时，需要使用一些模

2、拟电路技术，因此输入通道通常是模拟、数字等混杂电路；④传感器、变送器的选择和环境因素决定了输入通道电路设计的繁简，因为在输入通道中必须将传感器、变送器的输出信号转换成能满足计算机输入要求的TTL电平，输入通道中传感器、变送器输出信号与计算机逻辑电平的相近程度影响着输入通道的繁简程度；⑤传感器输出信号一般比较微弱，为便于计算机拾取，常需要放大电路，这也是计算机系统中最容易引入干扰的渠道，所以输入通道中的抗干扰设计是非常重要的。（2）输出通道的特点：①小信号输出，大功率控制；②输出伺服驱动控制信号，在伺服驱动系统中的状态反馈信号，作为检测信号输

3、入至输入通道；③输出通道接近被控对象，环境复杂恶劣，电磁和机械干扰较为严重。3．什么是D/A转换器？5.3解：D/A转换器（DigittoAnalogConverter）是将数字量转换成模拟量的器件，通常用DAC表示，它将数字量转换成与之成正比的电量，广泛应用于过程控制中。4．简述D/A转换器的主要技术指标。5.4解：D/A转换器的主要性能指标有：（1）分辨率：单位数字量所对应模拟量增量，即相邻两个二进制码对应的输出电压之差称为D/A转换器的分辨率。它确定了D/A产生的最小模拟量变化，也可用最低位（LSB）表示。（2）精度：精度是指D/A转

4、换器的实际输出与理论值之间的误差，它是以满量程VFS的百分数或最低有效位（LSB）的分数形式表示。（3）线性误差：D/A转换器的实际转换特性（各数字输入值所对应的各模拟输出值之间的连线）与理想的转换特性（始、终点连线）之间是有偏差的，这个偏差就是D/A的线性误差。即两个相邻的数字码所对应的模拟输出值（之差）与一个LSB所对应的模拟值之差。常以LSB的分数形式表示。（4）转换时间TS（建立时间）：从D/A转换器输入的数字量发生变化开始，到其输出模拟量达到相应的稳定值所需要的时间称为转换时间。5。简述D/A转换芯片的主要结构特性。5.5解：D/

5、A转换芯片的主要结构特性为：（1）数字输入特性数字输入特性包括接收数的码制、数据格式以及逻辑电平等。目前批量生产的D／A转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码。（2）模拟输出特性目前多数D/A转换器件均属电流输出器件，手册上通常给出的输入参考电压及参考电阻之下的满码（全l）输出电流I0。另外还给出最大输出短路电流以及输出电压允许范围。（3）锁存特性及转换控制D/A转换器对数字量输出是否具有锁存功能将直接影响与CPU的接口设计。如果D/A转换器没有输入锁存器，通过CPU数据总线传送数字量时，必须外加锁存器，否则只能通过具有输出锁存功能的I／

6、O给D/A送入数字量（4）参考电源D/A转换中，参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量，是D/A转换接口中的重要电路，对接口电路的工作性能、电路的结构有很大影响。