1、第三章 过程通道和数据采集系统之五,黄松清安徽工业大学 电气信息学院 自动化系2013年2月,模拟量输出通道,内容提要,概述模拟量输入通道D/A与A/D转换技术数据采集系统模拟量输出通道过程通道的抗干扰措施小结,模拟量输出通道,任务：把计算机输出的数字量转换成模拟量核心部件：D/A转换器要求： 可靠性高，满足一定的精度 具有保持功能,模拟量输出通道（2）,多路模拟量输出通道的结构形式 主要取决于输出保持器的构成方式 输出保持器的作用：在新的控制信号到来之前，使本次控制信号维持不变 两种基本结构形式： 一个通路设置一个D/A转换器 多个通路共用一个D/A转换器,模拟量输出通道（3/）, 一个通路
2、设置一个D/A转换器 优点：转换速度快，工作可靠 缺点：使用较多的D/A转换器,模拟量输出通道（4）, 多个通路共用一个D/A转换器 优点：节省了D/A转换器 缺点：微机分时工作，工作可靠性差,模拟量输出通道（5）,D/A转换器有串行(AD7543)和并行两大类；8位D/A转换器DAC0832：电流输出型； 主要特点： 可与各种微处理器直接接口 输入为8位二进制码， 所有引脚(20个)与TTL兼容 具有双缓冲、单缓冲和直通数据输入3种工作方式 电流稳定时间1 S，满量程误差为1LSB 5V15V单一电源，低功耗20 mW 参考电压为10V10V参见书 pp.85, 4.7,模拟量输出通道（5+
3、）,D/A有两种类型1.内部有数据寄存器,带有片选与写信号引脚;作为I/O扩展槽与微处理器连接.2. 内部无寄存器,必须外加锁存器才能与微处理器接口,模拟量输出通道（5+）,D/A有3种工作方式1. 双缓存方式: 用于同时输出多个模拟信号的多个DAC0832系统。WR1、 CS先有效，控制输入数据锁存到8位输入寄存器; WR2、 Xfer(传递控制有效)，数据锁存入8位DAC寄存器, 并同时输出多个模拟信号.2. 单缓存方式:只用输入寄存器锁存数据,另一级DAC接成直通方式,即WR2和Xfer接地,或者两个寄存器同时锁存,WR1和WR2接在一起,而把Xfer接地.3. 直通方式: CS,WR1
4、,WR2,xfer接地,Ile(输入锁存信号)接+5V,模拟量输出通道（6）, 内部结构,模拟量输出通道（7/）, 引脚结构： 20引脚，双列直插式封装 数字量输入线D7D0（8条） 控制线（5条） 输出线（3条）Iout1,Iout2,Rf 电源线（4条）,模拟量输出通道（8/）, 引脚功能说明： 输入信号D7D0 输出信号IOUT1，且IOUT1 IOUT2为常量，Rfb为反馈信号输入端，反馈电阻在片内 控制信号： 为允许输入锁存信号， 和 分别为输入寄存器和DAC寄存器的写信号， 为传送控制信号， 为片选信号 电源信号：VCC为主电源，VREF为基准电压，AGND和DGND分别为模拟地和
5、数字地,模拟量输出通道（9/）, 因为DAC0832是电流输出型D/A转换芯片，为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，Rf为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如下图所示：,模拟量输出通道（10/）, 单极性输出方式,Rfb,模拟量输出通道（11）, 双极性输出方式,模拟量输出通道（11）, 双极性输出方式,模拟量输出通道（12）, 运算放大器OA2的作用是将运算放大器OA的单向输出转变为双向输出，用图形表示如下：,模拟量输出通道（13）, 用偏移二进制码方法，实现D/A转换器的双极性输出比较容易实现，而且与微型计算机输出兼容，只要把最高位取反，就可以将2的补码转换成偏移二进制码
6、双极性时, LSB=? (2 * 1/2n),注记：常用的双极性编码/1-2,模拟量输出通道（14）, 在双极性接法时，如果再改变基准电源的极性，就可实现完整的4个象限的乘积输出。实现正负两组基准电源的切换有如下两种接法：,模拟量输出通道（15）,DAC0832与MCS-51的接口 直通方式： 指DAC0832内部的两个寄存器都处于不锁存状态，数据一旦到达输入端就直接被送到D/A转换器转换成模拟量 所有控制信号都接成有效形式， ， ， 和 接地， 接 +5V电源,模拟量输出通道（16）, 单缓冲方式：指DAC0832的两个寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式；或者两级寄存器同
7、时锁存,模拟量输出通道（17）, 上述DAC0832采用的是单缓冲单极性的接线方式，它的选通地址为7FFFH 实现D/A转换的程序如下： MOV DPTR，#7FFFH；输入0832口地址 MOV A，#data；读取数据 MOVX DPTR，A ；执行D/A转换 SJMP $,模拟量输出通道（18）, 双缓冲方式：把DAC0832的两个寄存器都接成受控锁存方式,模拟量输出通道（19）, 上述DAC0832采用的是双缓冲双极性的接线方式，输入寄存器的地址为FEH，DAC寄存器的地址为FFH 实现D/A转换的程序如下： MOVR0，#0FEH；输入寄存器地址 MOVX R0， A；转换数据送输入
8、寄存器 INCR0；产生DAC寄存器地址 MOVX R0， A；数据送入DAC寄存器并进行D/A转换 SJMP $,模拟量输出通道（20/）,12位D/A转换器DAC1208,模拟量输出通道（21）, 12位电流输出型D/A转换器 内部有两个输入锁存器（一个8位，一个4位），和12位DAC锁存器，分别由 控制。 BYTE1/BYTE2 输入控制端 高电平：DI4-DI11同时锁存到输入寄存器 低电平：DI0-DI3锁存到4位输入寄存器 DAC寄存器的锁存控制端 高电平：QD，输入寄存器与DAC寄存器直通 低电平：DAC寄存器锁存,模拟量输出通道（22）, 引脚结构 24引脚，双列直插式封装 数
9、字量输入线DI11DI0（12条） 控制线（5条） 输出线（3条） 电源线（4条）,模拟量输出通道（23）,DAC1208与MCS-51的接口,模拟量输出通道（24）, DAC1208采用的是单极性的输出方式，8位输入寄存器的地址为FFH，4位输入寄存器的地址为FEH。设内部RAM的20H和21H单元内存放一个12位数字量（20H单元中为低4位，21H单元中为高8位），实现D/A转换的程序为： ORG0000H MOVR0，#0FFH；8位输入寄存器地址 MOVR1，#21H MOVA，R1；高8位数字量送A MOVXR0，A；高8位数字量送8位输入寄存器 DECR0 DECR1 MOVA，R1；低4位数字量送A SWAPA；A中高低4位互换 MOVXR0，A；低4位数字量送4位输入寄存器 DECR0 MOVXR0，A；启动D/A转换 END,
