輸入輸出通道接口技術-資料下載頁

　　

【正文】 ，選擇 12位轉換。當 A0＝ 1時，選擇 8位轉 換。 CS： 芯片選通輸入端。當 CS＝ 0時，芯片被選中。 R/C： 讀 /轉換選擇輸入端。當 R/C＝ 1時，允許讀取結果；當 R/C＝ 0時，允許 A/D轉換。 CE： 芯片啟動端。當 CE＝ 1時，允許轉換或讀取。 STS： 狀態信號輸出端。當 STS＝ 1時，正在轉換；當 STS＝ 0時，轉換結束。 REFOUT：＋ 10V基準電壓輸出。 REFIN： 基準電壓輸入。必須由此腳把 REFOUT腳輸出的基準電壓引入 AD574。 課程內容43 第四章 輸入輸出通道接口技術 BIP OEF： 雙極性補償。此引腳適當連接，可實現單極性或雙極性。 ④ 控制引腳配合方式 ⑤ AD574模擬量輸入電路外部連接 AD574通過外部適當連線可以實現單極性輸入，也可以實現雙極 性輸入。模擬量輸入電路外部連接如下圖所示。 CE CS R/ C 12 / 8 A0 功能 0 不起作用 1 不起作用 1 0 0 0 啟動 12 位轉換 1 0 0 1 啟動 8 位轉換 1 0 1 接 1 腳 12 位數據并行輸出 1 0 1 接 15 腳 0 高 8 位數據輸出 1 0 1 接 15 腳 1 低 4 位數據尾接 4 位 0 AD574控制引腳功能表 課程內容44 第四章 輸入輸出通道接口技術 AD574的單極性輸入方式如圖 a所示， R1用于單極性偏置調整， R2用于滿量程調整。 AD574在雙極性輸入方式下的外部連接方式如圖 b所示， R1用于雙極性偏置調整， R2用于滿量程調整。 5~ + 5V 15V + 15V R2 R1 100k REF OUT 8 REF IN 10 BIP OFF12 AD574 11 1 10 V 1N 13 7 20 V 1N 14 15 9 REF OUT 8 BIP OFF 12 REF IN 10 AD574 11 1 10 V 1N 13 7 20 V 1N 14 15 9 + 5V DG R1 100k AG 0~ 10V 0~ 20V + 15V 15V AG DG 10~ + 10V + 15V + 5V 15V a ） b ） R2 課程內容45 第四章 輸入輸出通道接口技術 ⑥ 偏置和滿量程調整 偏置調整是通過調節 R1實現的 。 調整方法：在單極性輸入時 ， 使第一次跳變 （ 從 000H到 001H） 發生在輸入為＋ 1/2LSB時 （ 對 10V范 圍 ， 相當于 ） ； 在雙極性輸入時 ， 首先加一個負滿度輸入 （ 對 177。 5V范圍為－ ） 之上 1/2LSB的信號 ， 然后調節 R1， 使輸 出代碼出現第一次跳變 （ 從 000H到 001H） 即可 。 滿量程調整是通過調節 R2實現的 。 調整方法是：在單極性輸入 時 ， 調節 R2， 使最后一次跳變 （ 從 FFEH到 FFFH） 發生在輸入為滿量 程值 （ 對 10V范圍為 ） 以下 ；對于雙極性輸入 ， 調 節 R2， 使最后一次跳變 （ 從 FFEH到 FFFH） 發生在輸入為正滿度值 （ 對 177。 5V范圍為＋ ） 以下 。 課程內容46 第四章 輸入輸出通道接口技術 ⑦ AD574與 8051的接口 接口電路如圖所示。 A 1 5 ~ A 8 + 5 V + 1 5 V 15V 滿量程調整 8 + 1 5 V R 2 1 0 0 k 15V 100 Ω 100 k R 1 100 Ω 8 0~ 10V 0~ 20V P ~ P A L E P ~ P 8031 WR R D P G 74L S373 Q 8~ Q 3 8D ~ 1D Q 2 Q 1 V L OGIC V CC R / C V EE A 0 A D 574 D B 1 1 R E F I N ~ R E F O U T D B 4 B I P O F F D B 3~ D B 0 A G 10V 1N 2 0 V 1N C E 12/ 8 ST S D G C S amp。 8 4 6 課程內容47 第四章 輸入輸出通道接口技術 硬件分析 ： AD574的 12/8端接地，轉換結果分高 8位、低 4位兩次輸出； CS端接地， 芯片永遠被選中； 8051的 WR、 RD端通過與非門與 AD574的 CE端相連， 用來啟動轉換和輸出結果； A0端由 ； R/C端由 。 工作原理 ： 當 P0＝ 00H時，啟動 12位 A/D； 而 P0＝ 02H時，讀取轉換結果的高 8位， P0=03H時，讀取轉換結果的低 4位。 STS可作為結果輸出時的中斷請 求或狀態查詢信號，圖中連接到 。 由于數據通道寬度是 8位， AD574的 12位數據線的接法是將低 4位（ DB3～ DB0） 分別連接到 8位數 據線的（ BD11～ DB4） 上。 課程內容48 第四章 輸入輸出通道接口技術 ⑧ A/D轉換程序 根據硬件圖，設啟動 A/D的地址為 0FCH， 讀高 8位 轉換結果的地址為 0FEH， 讀 低 4位轉換結果的地址為 FFH 用查詢方式的 A/D轉換程 序： ORG 0200H START ： MOV DPTR ， SAVE ；設置數據存放地址指針 MOV R0 ， 0FCH ；設置啟動 A ／ D 轉換地址 MOVX @ R0 ， A ；啟動 A ／ D 轉換 LOOP ： JB ， LOOP ；檢查 A ／ D 轉換是否結束 INC R0 ； INC R0 ； MOVX A ， @ R0 ；讀高 8 位數 MOVX @ DPTR ， A ；存高 8 位數 INC R0 ；求低 4 位地址 INC DPTR ；修改數據地址指針 MOVX A ， @ R0 ；讀低 4 位數 MOVX @ DPTR ， A ；存低 4 位數 AJMP $ 課程內容49 第四章 輸入輸出通道接口技術 V/F轉換器可將輸入的模擬電壓信號轉換為頻率信號，是 A/D轉 換的另一種形式，具有精度高、線性度好、應用電路簡單和積分輸 出等特點，在非快速且遠距離傳送系統中得到了愈來愈廣泛的應用。 （ 1） V/F轉換原理 V/F轉換器采用的是電荷平衡式原理，其電路結構如 a圖所示。 課程內容50 V I N T V 0 t 0 T b ） 反充電 t t 充電 a ） 積分器 T V 0 （ f ） C T RT V C V I NT C R 單穩態定時器 A1 A2 +V S R L V IN S V S 電壓比較器 I R ① 組成 由積分器、零電壓比較器、單穩態定時器。 ② 工作原理：當積分器的輸出電壓 VINT下降到 0V時，零電壓比較器 發生跳變，單穩態定時器便產生一個寬度為 t0的正脈沖，使模擬開關 S導通，恒流源 IR開始向積分器反相充電，使 VINT線性上升到某一正電 壓。當 t0脈沖結束后，模擬開關 S關斷，此時，只有正的輸入電壓 VIN 對 C充電，使積分器輸出電壓沿斜線下降，當 VINT下降到零時，比較 器再次翻轉，并使單穩態定時器又產生一個寬度為 t0的脈沖，重復反 充電過程， …… ，如此循環，便在積分器輸出端和單穩態定時器輸 出端產生如圖 b所示的波形。 根據反充電電荷量與充電電荷量相等的電荷平衡原理，得 課程內容51 第四章 輸入輸出通道接口技術 TRVtI IN TR ?0因此，輸出振蕩頻率為 輸出頻率與輸入電壓成正比。 ③ 常用的集成 V/F轉換器 型號有： LM131／ 231／ 33 AD650、 VFC32等。 （ 1）通用型 V／ F轉換器 LM331 LM331可在＋ 5V單電源下工作，滿量程頻率范圍為 1Hz～ 100kHz， 具有線性度高（ %）、價格低廉等特點。 其引腳排列如圖所示。 IOUT： 精密電流源輸出。 RC： 內部定時比較器輸入端。 VIN： 待轉換電壓輸入端。 VX： 輸入比較器的比較閾值輸入端。 課程內容52 第四章 輸入輸出通道接口技術 I N TRVRtITf011 ?? F OUT 1 8 2 7 3 6 4 5 I OUT R S GND L M3 3 1 V CC V IN V X RC RS： 輸出調節端。 FOUT： 頻率輸出端。 （ 2） LM331與 MCS51單 片機的接口 電路如圖所示。 將頻率輸出端接至 單片機的定時／計數器 的輸入端，通過測量輸 入脈沖信號的頻率，即 可求得輸入電壓 VIN。 課程內容53 第四章 輸入輸出通道接口技術 模擬量輸入通道設計 模擬量輸入通道的設計包括：傳感器或敏感元件選擇、通道結 構、信號調理、電源配置、抗干擾等 . 1．模擬量輸入通道設計中應考慮的問題 （ 1）信號的拾取方式 （ 2）信號的調理 （ 3） A／ D轉換器的選擇 （ 4）電源配置與干擾的抑制 2．模擬量輸入通道設計實例 典 型的 12位 32路高速模擬 量輸入通道的原理如 圖