1、第三章 过程通道和数据采集系统 之三,杨根科 上海交通大学自动化系 2005年9月,内容提要,概述 模拟量输入通道 D/A与A/D转换技术-之二 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,概述,过程通道：计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。（AI、AO、DI、DO）,微机控制系统组成框图,3 D/A与A/D转换技术（11）,常用A/D转换方式： 逐次逼近式：转换时间短，抗扰性差（电压比较） ADC0809（8位），AD574（12位） 双斜率积分式：转换时间长，抗扰性好（积分）MC14433（11位），ICL7135（14位） 计数比较式：转换速度慢，抗扰性差，
2、较少采用,3.2 单片A/D转换器及其 与微处理器的接口,8位AD转换器ADC0809 带8通道模拟开关的8位逐次逼近A/D转换器 转换时间100us, 总的不可调误差为1/2LSB和1LSB 可直接与微机相连，不需另加接口逻辑 输入、输出引脚电平与TTL电路兼容 当模拟电压范围为05v时可使用单一的5v电源 一般不需要调零和增益校准,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（2）, ADC0809引脚结构： 采用双列直插式封装，共有28条引脚 8条模拟量输入通道 地址输入和控制线4条 数字量输出及控制线11条 电源线及其他：5条,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（3）, 是转换后的二进制
3、输出端，它们受输出允许信号OE的控制：OE0， 呈高阻态；OE1，输出转换后的数据 A、B、C是三个采样地址输入端，它们的8种组合用来选择8个模拟量输入通道 中的一个通道并进行转换,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（4）, 输入通道选通地址表,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（5）, ALE是地址锁存选通信号，该信号上升沿把地址状态选通入地址锁存器。也可以作为开始转换的启动信号 START为启动转换脉冲输入端，其上跳变复位转换器，下降沿启动转换。它可由程序或外部设备产生。当START与EOC端短接时，实现自动连续转换,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（6）, EOC为转换结束
4、信号，从START信号上升沿开始经8个时钟周期后由高电平变为低电平。该信号也可作为中断请求信号 CLK为时钟信号输入端，最高可达1280kHz REF(+) 和REF()为基准电压输入端，它们决定了输入模拟电压的最大值和最小值。通常REF(+)和电源Vcc一起接基准电压，REF()接地端GND,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（8）, 转换时序,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（9）,MCS-51系列单片机和ADC0809的接口,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（10）, 单片机的端口0作为复用数据总线，与ADC0809的数据输出端 相连 单片机的低3位数据线(选通abc)用
5、于选择8路模拟量输入 ADC0809的时钟信号CLK由单片机的ALE信号提供 转换的启动信号START和8路模拟输入开关的地址锁存允许信号ALE由单片机的写信号WR及地址译码输出信号逻辑提供。 本接口用P2.7作 I/O 地址选择信号，相当于用ADC0809的片选信号作启动信号，其地址为7FFFH,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（11）, 转换开始时，EOC端降为低电平，当转换结束后，EOC升为高电平。本电路用中断方式通知单片机转换已经结束。也可采用查询方式和等待方式，但这两种方式单片机的利用率低。 对本接口电路可编出相应的程序。在主程序中要对外部中断进行预置，然后启动ADC0809进
6、行A/D转换。设由IN0路开始，8路模拟量轮流输入。转换结束后，转入中断服务子程序，把转换结果读入8031的累加器，并存入相应缓冲存储单元50H57H，再由主程序进行处理,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（12）, 转换程序如下：ORG 2000HSETB IT0 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式SETB EA ；总中断开放SETB EX0 ；开外中断0MOV DPTR，#7FFFH ；ADC0809口地址MOV R0，#50H ；R0作存数缓冲器指针MOV R1，#00H ；R1作通道数指针MOV A，R1 ；从IN0路开始MOVX DPTR，A ；启动A/D转换 ；继续主程序，等待中
7、断,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（13）, 中断子程序：ORG 0003H ；外中断0的入口地址AJMP RDDAT ；转移至读入数据处 RDDAT： MOVX A，DPTR ；读取A/D转换数据MOV R0，A ；存入缓冲器INC R0 ；增量缓冲器指针INC R1； 指向下一通道 REP： MOV A，R1 ；MOVX DPTR，A ；启动下一路转换CJNE A，#07H，RMP0； 所有路都转换过吗？MOV R1，#00H； 是，重新从IN0路开始SJMP REP REMP0： RETi ；否，中断返回,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（14）,12位A/D转换器AD57
8、4 单通道12位逐次逼近A/D转换器 转换时间25us, 误差1/2LSB，单极性或双极性输入，量程10V或20V 内部集成有转换时钟、参考电压源和三态输出锁存器，因此可直接和微机接口，不需要外接时钟电路 AD574的数字量的位数可以设定为8位，也可设定为12位,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（15）,AD574引脚结构： 28脚双列直插式封装,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（16）, 单、双极性应用：单极性时BIP OFF接0V，双极性时BIP OFF接10V,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（17）, 转换结果输出： 引脚12/8=1：D11-D0并行输出； 引脚12
9、/8=0：D11-D8和D7-D0分时输出； 转换进行：STS为高电平 转换结束：STS从高电平转为低电平,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（18）, 控制逻辑,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（19）, 转换时序： 启动,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（20）, 转换时序：读,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（21）,8031与AD574的接口,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（22）, 、 、 的状态由地址锁存器74LS373锁存 单片机的读写信号 、 相与非后送入CE 直接接地，使输出变换结果格式采用分高8位低4位两次读取的方法 STS接单片机的一条静态端
10、口线，单片机采用查询的方法，待STS为低后再读A/D变换结果 编写程序，使AD574进行12位A/D转换，并把转换后的12位数字量存入内部20H和21H单元。设20H单元存放高8位，21H单元存放低4位,单片A/D转换器及其 与微处理器的接口（23）, 程序如下：ORG 0000H MOV R0，#20H ；数据区首址MOV DPTR，#0FF7CH MOVX DPTR，A ；启动A/D转换LOOP：JB P1.0，LOOP ；转换是否结束，未结束，等待MOV DPTR，#0FF7DHMOVX A，DPTR ；读高8位数据MOV R0，A ；存高8位数据INC DPTRINC DPTRMOVX A，DPTR ；读低4位数据ANL A，#0FH ；屏蔽高4位随机数INC R0MOV R0，A ；存低4位数据END,
