第12章模拟量输入输出 接口技术 本章主要教学内容 >D/A、A/D转换器的基本概念及基本结 构 >D/A、A/D转换器的工作原理及其特点 >D/A、A/D转换器的选用方法和编程技 术
本章主要教学内容 ØD/A、A/D转换器的基本概念及基本结 构 ØD/A、A/D转换器的工作原理及其特点 ØD/A、A/D转换器的选用方法和编程技 术 Ø模拟接口技术的应用 第12章 模拟量输入输出 接口技术
12.1模拟接口概述蕌 在实际控制系统中采用的计算机所要加工、处理的信号可以 分为模拟量( Analog)和数字量( Digit)两种类型,为了能用 计算机对模拟量进行采集、加工和输岀,就需要把模拟量转换 成便于计算机存储和加工的数字量(称为A/D转换)送入计算 机进行处理,同样经过计算机处理后的数字量所产生的结果依 然是数字量,要对外部设备实现控制必须将数字量转换成模拟 量(称为D/A转换),因此,D/A与A/D转换是计算机用于多 媒体、工业控制等领域的一项重要技术。 A/D、D/A转换器在微机控制系统中应用非常广泛。A①D转 换器位于微机控制系统的前向通道,D/A转换器位于微机控制 系统的后向通道。一般微机测控系统的组成框图如图12-1所示
12.1 模拟接口概述 在实际控制系统中采用的计算机所要加工、处理的信号可以 分为模拟量（Analog）和数字量（Digit）两种类型，为了能用 计算机对模拟量进行采集、加工和输出，就需要把模拟量转换 成便于计算机存储和加工的数字量（称为A/D转换）送入计算 机进行处理，同样经过计算机处理后的数字量所产生的结果依 然是数字量，要对外部设备实现控制必须将数字量转换成模拟 量（称为D/A转换），因此，D/A与A/D转换是计算机用于多 媒体、工业控制等领域的一项重要技术。 A/D、D/A转换器在微机控制系统中应用非常广泛。A/D转 换器位于微机控制系统的前向通道，D/A转换器位于微机控制 系统的后向通道。一般微机测控系统的组成框图如图12-1所示
D/A 转换器 执行机构 微型计算机 工业生产现场 A/D 传感器与 转换器 数据采集 图12-1微机测控系统框图
微型计算机 D/A 转换器 A/D 转换器 执行机构 传感器与 数据采集 工业生产现场 图12-1微机测控系统框图
122典型D/A转换器芯片 1221DA转换器的工作原理和主要参数 D/A转换的基本原理是用电阻解码网络,将N位数字量逐 位转换成模拟量并求和,从而实现将N位数字量转化为模拟 量。由于数字量不是连续的,其转换后的模拟量自然就不是 连续的。同时由于计算机每次输出数据和D/A转换器进行转 换需要一定的时间,因此实际上DA转换器输出的模拟量随 时间的变化曲线不是连续的,而是呈阶梯状
12.2 典型D/A转换器芯片 12.2.1 D/A转换器的工作原理和主要参数 D/A转换的基本原理是用电阻解码网络，将N位数字量逐 位转换成模拟量并求和，从而实现将N位数字量转化为模拟 量。由于数字量不是连续的，其转换后的模拟量自然就不是 连续的。同时由于计算机每次输出数据和D/A转换器进行转 换需要一定的时间，因此实际上D/A转换器输出的模拟量随 时间的变化曲线不是连续的，而是呈阶梯状
1.D/A转换器的工作原理 DA转换器进行一次数字量到模拟量的转换需要的时间,称 为DA转换时间,一般在500ns左右。为了保存由计算机送来 的数字信号,通常还需要配置一个“数据寄存器”,向D/A 转换器提供稳定的数字信号。DA转换器的模拟量输出(电 流或电压)与参考量(电流或电压)以及二进制数成比 例,一般来说,可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及 二进制数的关系: ⅹ= KX VREF×B 其中ⅹ为模拟量输出,K为比例常数,Vp为参考量(电 压或电流),B为待转换的二进制数,通常B的位数为8位、 12位等
1. D/A转换器的工作原理 D/A转换器进行一次数字量到模拟量的转换需要的时间，称 为D/A转换时间，一般在500ns左右。为了保存由计算机送来 的数字信号，通常还需要配置一个“数据寄存器” ，向D/A 转换器提供稳定的数字信号。D/A转换器的模拟量输出（电 流或电压）与参考量（电流或电压）以及二进制数成比 例，—般来说，可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及 二进制数的关系： 其中X为模拟量输出，K为比例常数，VREF为参考量（电 压或电流），B为待转换的二进制数，通常B的位数为8位、 12位等。 X K VREF B