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& 课程课件
& *DAC**I/O*
l 传感器：传感器一般是指能够进行非电量和电量之间转换的敏感元件。
温度传感器、湿度传感器、气敏传感器、压电式和压阻式传感器、光纤传感器等
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&(9-1)
&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-2)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9-4
n→∞&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-5)
t29-3n→∞
&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-6)
&&& 9-2 &t&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-7)
&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-8)
&&&&&&&&&&&(9-9)
(i012n-1)0iailiVR&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(9-10)
⑴解码网络
①解码网的特点
②模拟开关
①求解原理
②求解结果
叠加原理求解步骤：
利用运放虚地的作用，并把电流转换为电压。公式：
⑶权网的优、缺点
③各位电阻均要准确（精确）。（致命缺点）
该权网在变形权电阻网中被成功的使用。
⑷变形权网简介（补充）
减小权位数，每阶以链接电阻相接。
关键：求解出链接电阻。
⑴电路结构
①电阻网；
②模拟开关；
③读出电路；
即求解解码网输出模拟量与输入数字量间关系。
①各位电流分析
②公式推导：
方法：用叠加原理求解。
③读出电路（思考：为什么用此电路？）：
双极型：转换速度快，适合于高速转换的场合。
⑵电阻网络：离子注入或扩散电阻条、薄膜电阻
离子注入或扩散电阻条：价廉物美，但精度不高；
薄膜电阻：高精度。
D/AD/ACPUCPU
（1Resolution
Accuracy）和相对精度（Relative Accuracy）
相对精度指的是满量程值校准以后，任一数字输入的模拟输出与它的理论值之差。
Linearity Error）和微分线性误差（Differential
Linearity Error）
D/ALSB1LSB
Temperature
CoefficientGain
Temperature Coefficient
（5Settling
Supply Senstivity
Voltage Compliance
⑴主要性能指标
⑵引脚介绍：
D/ADAC1DAC100
⑶内部结构及控制原理
9-10DAC-0832
&两级缓冲锁存与TTL
l 模拟量输出
l 基准源VREF；
从内部结构可看出，有两级锁存：第一级为
①单极性工作
②双极性输出
80HAL80HR1
硬件接口图如下：
②多路转换，但不要求同步输出。
ALDATA108321
Port1ALPort10832
ALDATA208322
Port2ALPort20832
AD7522CMOS/810
绝大多数所谓与微处理器兼容的转换器件都还需要配置一些用于地址译码、数据锁存和信号组合等方面的外加电路才能与微机协同工作。
不具备锁存器时，则需外加寄存器；
具备锁存器时：
①数据线的连接方法（有选通控制端，可直接相连）；
②锁存器：第一级：二个寄存器以上，不足的需外加；
AD754112位D/A
2CPUDAC08326
3DAC08320~10v-5~+5v
D/AD/ACPUDACCPU
A/DA/DADC0808/9
u=f(t)u0u1unu=f(t)
这些样值在时间上是离散的值，但在幅度上仍然是连续模拟量。
2Q&&&&&&&&&&&&
4Q&&&&&&&&&&&&
5Q&&&&&&&&&&&&
5Q&&&&&&&&&&&&
将整量化后的数字量进行编码，以便微机读入和识别；
编码仅是对数字量的一种处理方法。
&&&&&&&&&&&&&
按转换方式可分为：直接转换、间接转换。按输出方式分可分为：并行、串行、串并行。
按转换原理可分为：计数式、比较式。
34810121416
①原理结构框图
②工作过程
2Quantizing Error
量化误差是在A/D
3Conversion Time
A/D完成一次转换所需要的时间。
4Relative Precision
A/D转换器的输出端所产生的数字代码中，分别对应于实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差（由于量化，在一定范围内的所有模拟值都产生相同的数字输出，所以，这里模拟值都指的是该范围内的中间模拟值）。
5(Absolute Precision)
A/D，相对精度就是非线性度。
6Missed Code）
如果模拟输入连续增加（或减小）时，数字输出不是连续增加（或减小）而是越过某
1ADC08080809
⑴主要性能指标
⑵原理图及控制原理
9-29 &ADC0808/9
⑶引脚介绍：
REF+REF-REF-REF+
ADD AADD BADD
C819-4CBA=011
STARTA/DADCSTARTALECPUA/D
EOCADCEOCEOCA/D
9-30 ADC0808/9
3300~l000±1A/D(A/D)
45000/s1min8ADC?
ADC0809ADC0809CPUADC8CPUADCCPU
1ADC08080809
⑸工作时序
工作时序是设计接口电路和编制应用程序的重要依据。
9-32 &A/D0808/9
①送通道码（ALE）
ALE=0ABC（即通道码不能进入），锁存的是原有的通道码地址（接通的是原来的电压）；
ALE=1即ABC
EOCEOC标志信号，典型的有三种方式：
ADC0808/98088CPU
以上各工作阶段可用一个流程图来表示：
⑹接口电路软、硬件设计举例
ADC0808/9CPU
IN0A/D09-33
9-33& ADC08098086CPU
50HAL&&& IN0A/D
&&&&&&& WIN&&&
AL41H&&& EOC
&&&&&&&&&&&
TEST& AL01H
&&&&&&&&&&&
JZ&&& W&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
IN&&& AL49H&&&
IN0IN78100
&&&&&&&&&&&
MOV&& BXOFFSET
&&&&&&&&&&&
MOV&& CL100&&&&&&&&
&&&&&&&& NMOV&
&&& &&&&&&&&&POUT&&
DXAL&&&&&&&& A/D
&&&&&&&&&&&
& &&&&&&&WIN&&&& AL41H&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
TEST& AL0lH&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
JZ&&&& W&&&&&&&&&&&&&&
&&& &&&&&&&&&&&&IN&&&&
AL49H&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
MOV& [BX]AL&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
INC&& BX&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
INC&& DX&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
CMP& DX0058H&&&&&&
&&&&&&&&&&&
JNZ&& P&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
DEC& CL&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
HLT&&&&&&&&&&&&&&
ADC0808/9CPU
9-34EOC引脚的使用上，具体程序见P257
9-34 ADC0808/98086CPU
AD574A12/81216P258P261
A/DA/DI/OA/DI/OWRITECSSTARTA/DREADCSOUTPUT
这种方法的优点是使接口简单，缺点是等待时间较长，且在等待期间微处理器不能去做别的工作。
9-39A/DCPU
A/DCALLTCTCA/DA/DA/D
A/DA/DA/DEOCA/D
CPUADCEOCCPUCPU9-43ADC
&&&&&&& 8259-POR0&&
EQU&& 310H&&&&&& 8259A0=0
&&&&&&& 8259-POR1&&
EQU&& 312H&&&&&& 8259A1=1
ADC-PORT& EQU&& 300H
DATA&&&&&& SEGMENT
&&&&&&& BUFF&&&&&&
DB&&& 1024 DUP
DATA&&&&&& ENDS
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
CODE&&&&&& SEGMENT
&&&&&&& ASSUME&&&
CSCODEDSDATA
AX0&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV& ESAX
&&&&&&& MOV& DI0F8H*4&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV& AXOFFSET ADCINT
&&&&&&& STOSW&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV& AXCS&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV& DX8259-POR0&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV& AX13H&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& OUT&& DXAX
&&&&&&& MOV& DX8259-POR1
&&&&&&& MOV& AX0F8H&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& OUT& DXAX
&&&&&&& MOV& AX01&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& OUT& DXAX
&&&&&&&&&&&
MOV& CX1024&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&
MOV& BXOFFSET
BUFF&&&&&&&
&&&&&&& STI&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
MOV& DXADCPORT&&&&
&&&&&&& IN&&& ALDX&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& HLT&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& MOV AX4C00H&&&&&&&&&&&&&&&
EOCREADYBUSY
3CPUADC08098
4I/OCPUADC08098
582538255AADC0809(A/D/)200μs20ms5MHzI/O8255AINTR8259AIR2
(1) (8259A)
(2) 8255A8253(ADC 0809IN0)
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rights reserved模拟转数字的量化位数_百度知道
模拟转数字的量化位数
提问者采纳
把连续时间信号转换为与其相对应的数字信号的过程称之为A／D（模拟-数字）转换过程，反之则称为D／A（数字-模拟）转换过程，它们是数字信号处理的必要程序。一般在进行A/D转换之前，需要将模拟信号经抗频混滤波器预处理，变成带限信号，再经A／D转换成为数字信号，最后送入数字信号分析仪或数字计算机完成信号处理。如果需要，再由D／A转换器将数字信号转换成模拟信号，去驱动计算机外围执行元件或模拟式显示、记录仪等。A／D转换包括了采样、量化、编码等过程1）采样又称为抽样，是利用采样脉冲序列p(t)，从连续时间信号x(t)中抽取一系列离散样值，使之成为采样信号x(nTs)的过程。n= 0，1…。Ts称为采样间隔，或采样周期，1／Ts = fs 称为采样频率。
由于后续的量化过程需要一定的时间τ，对于随时间变化的模拟输入信号，要求瞬时采样值在时间τ内保持不变，这样才能保证转换的正确性和转换精度，这个过程就是采样保持。正是有了采样保持，实际上采样后的信号是阶梯形的连续函数。2）量化又称幅值量化，把采样信号x（nTs）经过舍入或截尾的方法变为只有有限个有效数字的数，这一过程称为量化。若取信号x（t）可能出现的最大值A，令其分为D个间隔，则每个间隔长度为R=A／D，R称为量化增量或量化步长。当采样信号x（nTs）落在某一小间隔内，经过舍入或截尾方法而变为有限值时，则产生量化误差，如上图所示。
一般又把量化误差看成是模拟信号作数字处理时的可加噪声，故而又称之为舍入噪声或截尾噪声。量化增量D愈大，则量化误差愈大，量化增量大小，一般取决于计算机A/D卡的位数。例如，8位二进制为28=256，即量化电平R为所测信号最大电压幅值的1／256。3）编码——将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。信供敞垛缎艹等讹劝番滑号x(t)经过上述变换以后，即变成了时间上离散、幅值上量化的数字信号。(2) AD转换器的技术指标1) 分辨力
A／D转换器的分辨力用其输出二进制数码的位数来表示。位数越多，则量化增量越小，量化误差越小，分辨力也就越高。常用的有8位、10位、12位、16位、24位、32位等。
例如，某 A／D转换器输入模拟电压的变化范围为-10V～+10V，转换器为8位，若第一位用来表示正、负符号，其余 7位表示信号幅值，则最末一位数字可代表80mV模拟电压（10V×1／27≈80mV），即转换器可以分辨的最小模拟电压为80mV。而同样情况，用一个10位转换器能分辨的最小模拟电压为20mV（10V×1／29≈80mV）。 2) 转换精度
具有某种分辨力的转换器在量化过程中由于采用了四舍五入的方法，因此最大量化误差应为分辨力数值的一半。如上例8位转换器最大量化误差应为40mV（80mV×O.5 = 40mV），全量程的相对误差则为0.4％（40mV／10V×100％）。可见，A／D转换器数字转换的精度由最大量化误差决定。实际上，许多转换器末位数字并不可靠，实际精度还要低一些。
由于含有A／D转换器的模数转换模块通常包括有模拟处理和数字转换两部分，因此整个转换器的精度还应考虑模拟处理部分（如积分器、比较器等）的误差。一般转换器的模拟处理误差与数字转换误差应尽量处在同一数量级，总误差则是这些误差的累加和。例如，一个10位A／D转换器用其中9位计数时的最大相对量化误差为29×0. 5≈ 0.l％，若模拟部分精度也能达到0.l％，则转换器总精度可接近0.2％。 3) 转换速度
转换速度是指完成一次转换所用的时间，即从发出转换控制信号开始，直到输出端得到稳定的数字输出为止所用的时间。转换时间越长，转换速度就越低。转换速度与转换原理有关，如逐位逼近式A／D转换器的转换速度要比双积分式A／D转换器高许多。除此以外，转换速度还与转换器的位数有关，一般位数少的（转换精度差）转换器转换速度高。目前常用的A／D转换器转换位数有8位、10位、12位、14位、16位等，其转换速度依转换原理和转换位数不同，一般在几微秒至几百毫秒之间。
由干转换器必须在采样间隔Ts内完成一次转换工作，因此转换器能处理的最高信号频率就受到转换速度的限制。如50us内完成10位A／D转换的高速转换器，这样，其采样频率可高达20kHz。不知道怎么贴图，要不更直观，呵呵
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采样率就是：一个时间周期内从元信息中提取的数值个数。量化度就是：对单个采供敞垛缎艹等讹劝番滑样数值的编码采用的字符位数。编码：即是在量化后对数据运用数学算法进行转换处理。
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出门在外也不愁1792人阅读
A/D转换过程主要包括采样、量化、编码等过程。
利用采样脉冲序列从连续时间信号x(t)中抽取一系列离散采样值，使之成为采样信号x(nTs)的过程。
由于后续的量化过程需要一定时间，对于随时间变化的模拟输入信号，要求瞬时采样值在该时间内保持不变，即采样保持。
又称为幅值量化，把采样信号经过舍入或截尾的方法变为只有有限个有效数字的数。
若信号x(t)可能出现的最大值为A，令其分为D个间隔，每个间隔长度为R=A/D，R称为量化增长或量化步长，会产生量化误差。一般把量化误差看成是模拟信号作数字处理时的可加噪声。量化增量R越大，量化误差越大。量化增量的大小，一般取决于A/D卡的位数。例如，8位二进制为28=256，即量化电平为所测信号最大电压幅值的1/256
编码是将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。
A/D转换器的分辨力用其输出二进制数码的位数来表示。位数越多，则量化增量越小，量化误差越小，分辨力就越高。
2、转换精度
如果在量化过程中采用了四舍五入的方法，则最大量化误差为分辨力数值的一半。转换精度由最大量化误差决定。
由于含有A/D转换器的模数转换模块通常包括有模拟处理和数字转换两部分，因此整个转换器的精度还要考虑模拟处理部分（如积分器、比较器等）的误差。一般转换器的模拟处理误差与数字转换误差应尽量处在同一数量级，总误差则是这些误差的累加和。
3、转换速度
转换速度与转换原理有关，还与转换器的位数有关，一般位数少的（转换精度差）的转换器转换速度高。由于转换器必须在采样间隔Ts内完成一次转换，因此转换器能处理的最高频率就受到转换速度的限制。
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