课后作业8.第八章可编程接口技术三峡大学陈慈发0717－6394358，13972597617chcf0415@12
6.com12348255A8253/82548251ADAC08325ADC0809模拟接
口技术概述模拟量是连续变化的，数字量是离散变化的计算机只能处理数字量，不能直接处理模拟量需要转换。模拟接口的作用就是实现模拟
量和数字量之间的转换模数（A/D）转换是把采集到的模拟量转换为数字量，供计算机进行处理数模（D/A）转换是将处理后的数字量转换
为模拟量，用于输出或控制外部设备计算机测控系统中的模拟接口采样－保持电路采样跟踪状态：在采样跟踪期间应尽可能快地接受输入信号
，使输出和输入信号保持一致。采样保持状态：把采样结束瞬间的输入信号保持下来，使输出和保持的信号一致当输入信号变化速率较快时
，必须采用采样－保持电路，否则转换出的数字信号是个不稳定的值。如果输入信号变化缓慢，则可省去保持电路香农（Shannon）采样
定理：当采样器的采样频率高于或等于连续信号的最高频率时，原信号才能通过采样器而无失真地复现出来。量化与编码量化过程：采样
信号经量化后成为数字信号的过程。A/D转换的过程就是量化过程。量化的过程就是编码的过程。3位误差为0.5LSB单极性
信号：无符号数；双极性信号：有符号数。符号－数值码。类似于原码表示法，增加1位符号位。0－正，1－负补码。与计算机的补码表
示法相同。偏移二进制码。符号与补码相反。(1000)(0000)＋8/8－8/8－8100100011111
＋7/8－7/8－7101000101110＋6/8－6/8－6101100111101＋5/8－5/8
－5110001001100＋4/8－4/8－4110101011011＋3/8－3/8－31110
01101010＋2/8－2/8－2111101111001＋1/8－1/8－1(0000)(1000)
1000＋0－00000010000000－0＋00000110010001－1/8＋1/8＋10
01010100010－2/8＋2/8＋2001110110011－3/8＋3/8＋301001100
0100－4/8＋4/8＋4010111010101－5/8＋5/8＋5011011100110－6/8
＋6/8＋6011111110111－7/8＋7/8＋7负基准正基准补码偏移二进制码符号－数值码十进制
数值4位双极性编码表模/数转换器（ADC）的技术指标分辨率。指ADC对输入电压微小变化响应能力的度量，它是数字输出的最
低位（LSB）所对应的模拟输入电平值。若输入电压的满刻度值为VFS，转换器的位数为n，则分辨率为2-nVFS。由于分辨率与转换
器的位数n直接有关，所以常用位数来表示分辨率。若输入电压满刻度值为VFS=10V，则10位ADC的分辨率为2-10×10V
≈0.01V。精度。绝对精度是指在输出端产生给定的数字代码，实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差。相对精度（又称
线性度）是指满刻度值校准后，任意数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。转换时间。指ADC完成一次转
换所需的时间，即从启动转换信号开始到转换结束并得到稳定的数字量输出所需要的时间，通常为μs级。一般来说，转换时间大于1ms的为低速
，1ms～1μs的为中速，1μs～1ns的为高速，小于1ns的为超高速。量程。指所能转换的输入电压范围。常用的有0～5V、0
～10V、－5V～5V、－10V～10V等。数/模转换器（DAC）的技术指标分辨率。指LSB所对应的模拟量的大小，用
于确定能由DAC产生的最小模拟量的大小，通常用DAC的位数表示。例如，分辨率为8位的DAC具有满量程电压的1/256（即1/28）
的分辨率。精度。绝对精度是指在数字输入端加上给定的代码时，在输出端实际测得的模拟输出值（电流或电压）同理论输出值之差。相对精度
是指在满量程值校准后，各种数字输入的模拟量输出与理论值之差，可把各种输入的误差画成曲线。对线性DAC而言，相对精度就是非线性度。
精度特征通常是以满量程电压VFS的百分数或以最低有效位（LSB）的分数形式给出，也可用DAC的位数表示。例如：精度±0.1%是
指：最大误差VFS的±0.1%，若满量程为5V时，最大误差为VE=±5mV。n位DAC的精度为±(1/2)LSB是指：最大可能误
差为±(1/2)×(1/2n)VFS=±(1/2n+1)VFS。精度为n位是指：最大可能误差为±(1/2n)VFS。建立时间。
是指在数字输入端输入满量程代码后，DAC的模拟输出稳定到“最终值±1/2LSB”时所需的时间。当输出的模拟量为电流时，建立时间很短
；当输出的模拟量为电压时，建立时间取决于运算放大器输出所需的时间，如下图中的ts即为建立时间。数模转换器DAC0832DA
C0832的内部结构采用了二次缓冲输入数据方式（输入寄存器及DAC寄存器），可以在输出的同时，采集下一个数字量，从而提高转换速度
。一片DAC0832只能转换一路输入数字量，多路转换需要多片DAC0832。ILE：输入锁存允许CS：片选WR1：写信
号1，与ILE和CS一起控制，将数字数据输入并锁存于输入寄存器中WR2：写信号2，与XFER一起控制，将输入寄存器中的数据传送
到DAC寄存器中XFER：传送控制信号，在控制多个DAC0832同时输出时特别有用D7～D0：8位数字输入IOUT1
：DAC电流输出1，逻辑电平为1的各位输出电流之和IOUT2：DAC电流输出2，逻辑电平为0的各位输出电流之和Rfb：反馈
电阻，制作在芯片内，作运算放大器的反馈电阻VREF：基准电压输入VCC：逻辑电源，+5～+15V，最佳用+15VAGN
D：模拟地，芯片模拟信号接地点DGND：数字地，芯片数字信号接地点LE：寄存器锁存命令DAC的输出电路vOUT=－
iRvOUT=iR(1+R2/R1)电流输出转换为电压输出反相电压同相电压单极性与双极性输出电路R4=R3=
2R2－vOUT=2v1+VREFv1单极性双极性0832双极性DAC与CPU的接口只有数据线、片选和写入控制信
号与CPU有关，接口较简单无需应答，直接把数据输出给DAC若DAC芯片内带有锁存器，CPU就可把DAC芯片当作一个并行输出端
口若DAC芯片内无锁存器，CPU就把DAC芯片当作一个并行输出的外设，在CPU和DAC之间还需要增加并行输出的接口（如8255
A）MOVAL，0FHOUT80H，AL模数转换器ADC0809ADC0809的内部结构基本D/A转换器启
动转换转换结束地址锁存输出允许ADC的输入电路输入ADC0809的模拟信号要求是单极性的（0～+5V），而工程实际情况
的模拟输入信号有时是双极性的（-5V～+5V），此时可：简易接法通用接法ADC与CPU的接口直接连接81H
设ADC0809的转换时间为100μs。则从输入通道IN7读入一个模拟量经ADC0809转换后进入CPU的程序为：MOV A
L，07H ;送输入通道号7OUT 81H，AL ;并发出启动信号CALL DELAY100 ;等待转换结束，延时100μ
sIN AL，81H ;转换结束，读入数据通过并行接口芯片同CPU连接80H～83H84H～87H从输入通道IN0
读入一个模拟量经ADC0809转换后送入CPU的程序为： MOV AL,88H ;8255A初始化，方式0 OUT 83H,
AL ;PB口输出，PC口高4位输入 MOV AL,00H ;取通道0，且产生PB4为正脉冲信号 OU
T 81H,AL ;启动ADC0809 ADD AL,10H OUT 81H,AL SUB AL,10H OUT 81H,
ALLOP: IN AL,82H ;检查EOC TEST AL,80H JZ LOP ;EOC=0，继续查询 IN AL,
84H ;EOC=1，使ADC0809的OE有效，允许输出，读入数字量【例】有一A/D转换电路如图所示。图中ADC0809通过8
255A同8086CPU连接，要求从模拟通道IN0开始转换，连续采样24个数据，然后采样下一通道，同样采样24个数据，直至IN7。
采样后的数据存放在数据段中2000H开始的数据区中。试编写程序实现上述功能。第一步：确定8255A的口地址 A8A7A6A
5A4A3A2A1A0=1110000××B，即1C0H～1C3H第二步：确定ADC0809的启动方式 IN AL，
Y2/Y3；1C8H～1CBH（IN0～IN3）/1CCH～1CFH（IN4～IN7）第三步：确定ADC0809的转换结束方式
IN AL，8255PB ；1C1H TEST AL，01H ；PB0第四步：确定读取ADC0809转换后的数据方式
IN AL，8255PA ；1C0H第五步：编写程序 DATA SEGMENT ORG 2000H AREA
DB 192DUP(?) ;24×8＝192 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME DS:DATA
,CS:CODE START: MOV AX,DATA ;数据段寄存器赋值 MOV DS,AX MOV AL,92H
;8255A方式字，0方式，PA、PB输入 MOV DX,1C3H OUT DX,AL MOV SI,2000H
;指针地址指向存放数据的缓冲区首址 MOV BL,8 ;大循环计数，通道个数 MOV DX,1C8H ;IN0开始转
换 LOP1: MOV CX,24 ;每个通道采样24次 LOP2: IN AL,DX ;启动转换 PUSH DX
;保存通道地址 MOV DX,1C1H LOP3: IN AL,DX ;检测EOC TEST AL,01H JZ LOP3 MOV DX,1C0H IN AL,DX ;读入转换后的数字量 MOV [SI],AL ;存入缓冲区 INC SI ;修改缓冲区指针 POP DX ;恢复通道地址 LOOP LOP2 ;采样24次 INC DX ;下一通道口地址 DEC BL ;下一通道 JNZ LOP1 ;8个通道转换完了吗？ MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START |
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