1、第三章 過程通道和數據采集系統之三內容提要n概述n模擬量輸入通道: 采樣, 多路轉換器nD/A與A/D轉換技術nA/D轉換器及其與微處理器的接口n數據采集系統nD/A轉換器及其與微處理器的接口n過程通道的抗干擾措施n小結概述n過程通道：計算機和生產過程之間設置的信息傳送和轉換的連接通道。（AI、AO、DI、DO）微機控制系統組成框圖3 D/A與A/D轉換技術（11）n常用A/D轉換方式： 逐次逼近式：轉換時間短，抗擾性差（電壓比較）ADC0809（8位），AD574（12位） 雙斜率積分式：轉換時間長，抗擾性好（積分） MC14433（11位），ICL7135（14位） 計數比較式：轉換速度慢

2、，抗擾性差，較少采用3.2 單片A/D轉換器及其與微處理器的接口n8位AD轉換器ADC0809 帶8通道模擬開關的8位逐次逼近A/D轉換器 轉換時間100us, 總的不可調誤差為1LSB 可直接與微機相連，不需另加接口邏輯 輸入、輸出引腳電平與TTL電路兼容 當模擬電壓范圍為05v時可使用單一的5v電源 一般不需要調零和增益校準單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（2） ADC0809引腳結構： 采用雙列直插式封裝，共有28條引腳 8條模擬量輸入通道 地址輸入和控制線4條(A,B,C, ALE) 數字量輸出及控制線11條 電源線及CLOCK：5條 IN5D7D6D0D1D2D3D4D5Vref

3、(+)OEGNDVccADDCADC08091109876543220141516171819131211IN3IN4IN7IN6STARTEOCCLOCKVref(-)ALEADDAADDBIN0IN1IN22827262524232221單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（3） 是轉換后的二進制輸出端，它們受輸出允許信號OE的控制：OE0， 呈高阻態；OE1，輸出轉換后的數據 (ADD-)A、B、C是三個采樣地址輸入端，它們的8種組合用來選擇8個模擬量輸入通道 中的一個通道并進行轉換07DD07DD07ININ單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（4） 輸入通道選通地址表單片A/D轉換器

4、及其與微處理器的接口（5） ALE是地址鎖存選通信號，該信號上升沿把地址狀態選通入地址鎖存器。也可以作為開始轉換的啟動信號 START為啟動轉換脈沖輸入端，其上跳變復位轉換器，下降沿啟動轉換。它可由程序或外部設備產生。當START與EOC端短接時，實現自動連續轉換單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（6） EOC為轉換結束信號，從START信號上升沿開始經8個時鐘周期后由高電平變為低電平。該信號也可作為中斷請求信號 CLK為時鐘信號輸入端，最高可達1280kHz REF(+) 和REF()為基準電壓輸入端，它們決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值。通常REF(+)和電源Vcc一起接基準電壓，RE

5、F()接地端GND單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（8） 轉換時序單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（9）nMCS-51系列單片機和ADC0809的接口單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（10） 單片機的端口0作為復用數據總線，與ADC0809的數據輸出端 相連 單片機的低3位數據線(選通abc)用于選擇8路模擬量輸入 ADC0809的時鐘信號CLK由單片機的ALE信號提供 轉換的啟動信號START和8路模擬輸入開關的地址鎖存允許信號ALE由單片機的寫信號WR及地址譯碼輸出信號邏輯提供。 本接口用P2.7作 I/O 地址選擇信號，相當于用ADC0809的片選信號作啟動信號，其地址為7F

6、FFH07DD單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（11） 轉換開始時，EOC端降為低電平，當轉換結束后，EOC升為高電平。本電路用中斷方式通知單片機轉換已經結束。也可采用查詢方式和等待方式，但這兩種方式單片機的利用率低。 對本接口電路可編出相應的程序。在主程序中要對 外部中斷進行預置，然后啟動ADC0809進行A/D轉換。設由IN0路開始，8路模擬量輪流輸入。轉換結束后，轉入中斷服務子程序，把轉換結果讀入8031的累加器，并存入相應緩沖存儲單元50H57H，再由主程序進行處理INT0單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（12） 轉換程序如下： ORG2000H ；程序執行開始地址 SETBI

7、T0 ；外中斷請求信號為下跳沿觸發方式 SETBEA ；總中斷開放 SETBEX0 ；開外中斷0 MOVDPTR，#7FFFH ；ADC0809口地址 MOVR0，#50H ；R0作存數緩沖器指針 MOVR1，#00H ；R1作通道數指針 MOVA，R1 ；從IN0路開始 MOVX DPTR，A；啟動A/D轉換 ；繼續主程序，等待中斷 單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（13） 中斷子程序： ORG0003H ；外中斷0的入口地址 AJMPRDDAT ；轉移至讀入數據處RDDAT： MOVXA，DPTR；讀取A/D轉換數據 MOV R0，A；存入緩沖器 INC R0 ；增量緩沖器指針 INC

8、 R1； 指向下一通道REP： MOV A，R1 ； MOVXDPTR，A；啟動下一路轉換 CJNE A，#07H，RMP0 ； 所有路都轉換過嗎？ MOV R1，#00H ； 是，重新從IN0路開始 SJMP REPREMP0： RETi ；否，中斷返回單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（14）n12位A/D轉換器AD574 單通道12位逐次逼近A/D轉換器 轉換時間25us(0809:100us), 誤差1/2LSB(0809: 1LSB)，單極性或雙極性輸入，量程10V或20V 內部集成有轉換時鐘、參考電壓源和三態輸出鎖存器，因此可直接和微機接口，不需要外接時鐘電路 AD574的數字量

9、的位數可以設定為8位，也可設定為12位單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（15）nAD574引腳結構： 28腳雙列直插式封裝單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（16） 單、雙極性應用：單極性時BIP OFF接0V，雙極性時BIP OFF接10V單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（17） 轉換結果輸出：引腳12/8=1：D11-D0并行輸出；引腳12/8=0：D11-D8和D7-D0分時輸出； 轉換進行：STS為高電平 轉換結束：STS從高電平轉為低電平單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（18） 控制邏輯CECSR/C12/8A0操作功能100X0啟動12位轉換10001啟動8位轉換10

10、11X輸出12位數字10100輸出高8位數字10101輸出低4位數字0XXXX無操作X1XXX無操作單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（19） 轉換時序： 啟動單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（20） 轉換時序：讀單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（21）n8031與AD574的接口.P0.7P0.0EAALEWRRDP1.03239313016171803174LS373D7D0Q0Q774LS00&123181714131516191282569347333435363738111115121013271426252021222324191617281826543978-1

11、5V+15V 模擬輸入+5V增益補償100 100D10D9D8D0D1D2D3D4D5D6D7D11CESTS12/ 8A0CSR/ C10V INBIF OFFREF OUTREFINAGNDDGNDVssVcc20V INVL.AD574.單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（22） 、 、 的狀態由地址鎖存器74LS373鎖存 單片機的讀寫信號 、 相與非后送入CE 直接接地，使輸出變換結果格式采用分高8位低4位兩次讀取的方法 STS接單片機的一條靜態端口線，單片機采用查詢的方法，待STS為低后再讀A/D變換結果 編寫程序，使AD574進行12位A/D轉換，并把轉換后的12位數字量存入

12、內部20H和21H單元。設20H單元存放高8位，21H單元存放低4位CS0ACR/RDWR8/12單片A/D轉換器及其與微處理器的接口（23） 程序如下： ORG 0000H MOV R0，#20H ；數據區首址 MOV DPTR，#0FF7CH MOVX DPTR，A ；啟動A/D轉換 LOOP：JBP1.0，LOOP；轉換是否結束，未結束，等待 MOV DPTR，#0FF7DH MOVX A，DPTR ；讀高8位數據 MOV R0，A ；存高8位數據 INC DPTR INC DPTR MOVX A，DPTR ；讀低4位數據 ANL A，#0FH ；屏蔽高4位隨機數 INC R0 MOV

13、R0，A ；存低4位數據 END內容回顧n單片A/D轉換器及其與微處理器的接口n8通道8位AD轉換器ADC0809n單通道12位A/D轉換器AD574備注:傳送類指令傳送類指令MOV、MOVX、MOVC nMOV類指令只訪問片內的數據存儲區（即內部RAM區和SFR區），這些單元和位的地址只有8位而非16位。nMOVX類指令專門用于訪問片外64KB的數據存儲區，通常與16位數據指針DPTR搭配使用。nMOVC類指令專門用于訪問片外4KB的程序存儲區。 備注:無條件轉移指令無條件轉移指令LJMP、AJMP、SJMP、JMPnLJMP addr16；PC addr16AJMP addr11；PC PC+2 ，PC10-0 addr11SJMP rel ；PC PC+2 ，PC PC+relJMP A+DPTR ； PC A+DPTR n第一條指令稱為長轉移指令（Long Jump）；第二條指令叫作絕對轉移指令（Absolute Jump）