第七章输入输出接口技术第五节内容0422第七稿.pptx
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1、19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1 1第第7章章 输入输出接口输入输出接口主要内容:主要内容:n7.1 I/O接口基础和传送方式接口基础和传送方式n7.2 中断技术中断技术n7.3 定时器定时器/计数器计数器(8253/8254)n7.4 并行口并行口8255An7.5 A/D和和D/A转换转换学时分配:学时分配:n18学时学时第五节第五节 A/D和和D/A转换转换mov ax,12hcall displayJmp 1234h19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术3 3n主要内容主
2、要内容n模拟量输入输出通道的组成模拟量输入输出通道的组成nD/A转换器转换器n原理及连接使用方法原理及连接使用方法nA/D转换器转换器n原理及连接使用方法原理及连接使用方法n数据采集数据采集nA/D、D/A接口设计要点接口设计要点7.5 A/D和和D/A转换转换19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术4 4主要内容:主要内容:n7.5.1 概述概述n7.5.2 8253编程编程n7.5.3 8253在在IBM PC系列机上的应用系列机上的应用n7.5.4 8253在扩充定时计数器的应用在扩充定时计数器的应用7.5 A/D和和D/A转换转换学时
3、分配:学时分配:n2学时学时19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术5 5 n模拟量模拟量I/O接口的作用:接口的作用:n实际工业生产环境实际工业生产环境连续变化的模拟量连续变化的模拟量 n例如:电压、电流、压力、温度、位移、流量例如:电压、电流、压力、温度、位移、流量 n计算机内部计算机内部离散的数字量离散的数字量n二进制数、十进制数二进制数、十进制数n工业生产过程的闭环控制工业生产过程的闭环控制7.5.1 概述概述 模拟量模拟量D/A传感器传感器执行元件执行元件A/D数字量数字量数字量数字量模拟量模拟量模拟量输入模拟量输入(数据采集数据采
4、集)模拟量输出模拟量输出(过程控制过程控制)计算机计算机19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术6 6模拟量与数字量模拟量与数字量n模拟量模拟量连续变化的物理量连续变化的物理量n数字量数字量时间和数值上都离散的量时间和数值上都离散的量模拟模拟/数字转换器数字转换器ADCDAC数字数字/模拟转换器模拟转换器19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术7 77.5.2模拟量模拟量I/O通道的组成通道的组成模拟接口电路的任务模拟接口电路的任务模拟电路的任务模拟电路的任务0010110110101100
5、工工业业生生产产过过程程传传感感器器放大放大滤波滤波多路转换多路转换&采样保持采样保持A/D转换转换放大放大驱动驱动D/A转换转换输出输出接口接口微微型型计计算算机机执行执行机构机构输入输入接口接口物理量物理量变换变换信号信号处理处理信号信号变换变换I/O接口接口输入通道输入通道输出通道输出通道19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术8 8模拟量输入通道模拟量输入通道n传感器(传感器(Transducer)n非电量非电量电压、电流电压、电流 n变送器(变送器(Transformer)n转换成标准的电信号转换成标准的电信号n信号处理(信号处理(
6、Signal Processing)n放大、整形、滤波放大、整形、滤波 n多路转换开关(多路转换开关(Multiplexer)n多选一多选一n采样保持电路(采样保持电路(Sample Holder,S/H)n保证变换时信号恒定不变保证变换时信号恒定不变nA/D变换器(变换器(A/D Converter)n模拟量转换为数字量模拟量转换为数字量 19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术9 9模拟量输出通道模拟量输出通道nD/A变换器(变换器(D/A Converter)n数字量转换为模拟量数字量转换为模拟量n低通滤波低通滤波n平滑输出波形平滑输出
7、波形n放大驱动放大驱动n提供足够的驱动电压,电流提供足够的驱动电压,电流19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1010数字信号数字信号模拟信号模拟信号现场信号现场信号1现场信号现场信号2现场信号现场信号n微型微型计算机计算机放大器放大器放大器放大器放大器放大器多多路路开开关关低通滤波低通滤波传感器传感器低通滤波低通滤波传感器传感器低通滤波低通滤波传感器传感器A/D转换器转换器采样保持器采样保持器数字信号数字信号受控对象受控对象控制信号控制信号模拟信号模拟信号D/A转换器转换器放大驱动电路放大驱动电路传感器传感器将各种现场的物理量测量出来将各
8、种现场的物理量测量出来并转换成电信号(模拟电压或电流)并转换成电信号(模拟电压或电流)放大器放大器把传感器输出的信号放大到把传感器输出的信号放大到ADC所需所需的量程范围的量程范围低通滤波器低通滤波器用于降低噪声、滤去高频干扰,用于降低噪声、滤去高频干扰,以增加信噪比以增加信噪比多路开关多路开关把多个现场信号分时地接通到把多个现场信号分时地接通到A/D转换器转换器采样保持器采样保持器周期性地采样连续信号,周期性地采样连续信号,并在并在A/D转换期间保持不变转换期间保持不变19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1111DAC数字数字/模拟转换
9、器模拟转换器模拟量模拟量数字量数字量7.5.3数数/模(模(D/A)变换器)变换器19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1212D/A转换的基本原理转换的基本原理数字量数字量 按权相加按权相加按权相加按权相加 模拟量模拟量1101B 123122021120 1319 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1313典型典型D/A转换器转换器nDAC0832n特性:特性:n8位电流输出型位电流输出型D/A转换器转换器nT型电阻网络型电阻网络n差动输出差动输出19 19 四月四月 2024 202
10、4中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1414DAC0832内部结构内部结构19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1515LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF输入输入寄寄存存器器DGNDDI0DI7D/A转转换换器器DAC寄寄存存器器Iout2Iout1CSWR1WR2XFERDAC0832内部结构内部结构19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术16161.DAC0832的数字接口的数字接口n8位数字输入端位数字输入端nDI0DI7(DI0为最低位)
11、n输入寄存器(第输入寄存器(第1级锁存)的控制端级锁存)的控制端nILE、CS*、WR1*nDAC寄存器(第寄存器(第2级锁存)的控制端级锁存)的控制端nXFER*、WR2*19 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1717直通锁存器的工作方式直通锁存器的工作方式两级缓冲寄存器都是直通锁存器两级缓冲寄存器都是直通锁存器nLE1,直通(输出等于输入),直通(输出等于输入)nLE0,锁存(输出保持不变),锁存(输出保持不变)LE2LE1DAC0832输入输入寄寄存存器器DI0DI7D/A转转换换器器DAC寄寄存存器器Iout119 19 四月四月
12、2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1818DAC0832的工作方式:直通方式的工作方式:直通方式nLE1LE21n输入的数字数据直接进入输入的数字数据直接进入D/A转换器转换器LE2LE1DAC0832输入输入寄寄存存器器DI0DI7D/A转转换换器器DAC寄寄存存器器Iout119 19 四月四月 2024 2024中北大学中北大学微机原理及接口技术微机原理及接口技术1919DAC0832的工作方式:单缓冲方式的工作方式:单缓冲方式nLE11,或者,或者LE21n两个寄存器之一始终处于直通状态两个寄存器之一始终处于直通状态n另一个寄存器处于受控状态(缓冲状
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