数据的存储采集与转换

顺序存取存储器（顺序存取存储器（sAM）010WA A=110WA A=210WA A=310WA A=312DWW=+2123DWWW=+1012DWWW=+03DW=31010DA AA A=+2101010DAAAAAA=+1101010DA AA AA A=+010DA A=1111iiiiiiiiiiiiiSA B CA B CA B CABC-=+1111iiiiiiiiiiiiiCA BCA B CAB CABC-=+(即即位位)存储容量存储容量 存储器含存储单元的总个存储器含存储单元的总个(位位)数。数。存储容量存储容量=字数（字数（word）位数（位数（bit）地址线、读地址线、读/写控制线、片选线写控制线、片选线并联并联输入输入/输出输出线分开使用线分开使用如用如用 2 片片 1024 4 位位 RAM 扩展为扩展为 1024 8 位位 RAM 字数的扩展可利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入字数的扩展可利用外加译码器控制存储器芯片的片选输入端端CS来实现。来实现。如如 将将1024 4的的RAM扩展为扩展为4K4位的位的RAM 采样定理：设采样信号采样定理：设采样信号S S(t t)的频率为的频率为f fs s，输入模拟信，输入模拟信 I I(t t)的最高频率分量的频率为的最高频率分量的频率为f fimaximax，则则 f fs s 2 2f fimaximax 1210nnDddd d-=12102,2,2,2nn-1 0 1 0 1 0 1 0 R R R 2R 2R 2R 2R RF S0 S3 S2 S1 d3 d0 d1 d2 UR uo A +2R LSB MSB I3 I2 I1 I0 UR UR UR R R R 2R 2R 2R 2R UR 2R RF uo +I3 I2 I1 I0 1 0 1 0 1 0 1 0 R R R 2R 2R 2R 2R RF S0 S3 S2 S1 d3 d0 d1 d2 UR uo A +2R LSB MSB I3 I2 I1 I0 R RF uo +I U 16842RRRRUUUUU UR UR UR R R R 2R 2R 2R 2R UR 2R RF uo +I3 I2 I1 I0 R RF uo +I U RUI16842RRRRUUUUU）（43221212121RURFoRIu）（00112233422222ddddRRUFR）（40312232222ddddRRUFR）（40312232222ddddRUR当当RF=R时时,上式可表示为上式可表示为 如果是如果是n位位D/A转换器转换器,当当RF=R时时,输出模拟电压值可输出模拟电压值可表示为表示为）（00112233422222ddddUuRo）（003322112.2222ddddUunnnnnnnRo）（032121.814121ddddUunnnnRo 例例 设设R10VU，试分别求出二进制数，试分别求出二进制数1010和和1111相对应的模拟输出量。相对应的模拟输出量。解：解：（1）当数字量为当数字量为1010时时 o1234101010V6.25V2222U（2）当数字量为当数字量为1111时时o1234111110V9.375V2222U显然，输出模拟量与输入数字量成正比显然，输出模拟量与输入数字量成正比 AD7524是是CMOS单片低功耗单片低功耗8位并行位并行D/A转换器。转换器。VDD：供电电压正端；：供电电压正端；GND：接地端；：接地端；UREF：为基准电源端；：为基准电源端；RF：反馈电阻端；：反馈电阻端；D0D7：为输入数据端；：为输入数据端；OUT1、OUT2 电阻网络的电阻网络的电流输出端；电流输出端；：为片选：为片选端；端；:为写入控制端为写入控制端.WRCS1、分辨率、分辨率 用输入二进制数的有效位数表示。分辨率为用输入二进制数的有效位数表示。分辨率为n位位的的D/A转换器中，输出电压能区分转换器中，输出电压能区分2n个不同的输入二个不同的输入二进制代码状态，能给出进制代码状态，能给出2n个不同等级的输出模拟电压。个不同等级的输出模拟电压。也可以用也可以用D/A转换器的最小输出电压（转换器的最小输出电压（1）与最大输出）与最大输出电压（所有位为电压（所有位为1）的比值来表示。）的比值来表示。10位位D/A转换器的转换器的分辨率为：分辨率为：001.010231121102、转换精度、转换精度D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。与理想值之差，即最大静态转换误差。两种近似量化方法：两种近似量化方法：去尾法去尾法和和四舍五入法四舍五入法。输出数字量输入模拟电压uoui顺序脉冲发生器逐次逼近寄存器D/A转换器电压比较器逐次逼进？其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克，每个重量分克，每个重量分别为别为8、4、2、1克。设待秤重量克。设待秤重量Wx=13克，可以用下表步骤来秤量：克，可以用下表步骤来秤量：砝码重砝码重第一次第一次第二次第二次第三次第三次第四次第四次加加4克克加加2克克加加1克克8 克克砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx，故保留，故保留砝码总重仍砝码总重仍 待测重量待测重量Wx，故撤除，故撤除砝码总重砝码总重 待测重量待测重量Wx，故保留，故保留暂时结果暂时结果8 克克12 克克12 克克13 克克 结结 论论输出数字量输入模拟电压uoui顺序脉冲发生器逐次逼近寄存器D/A转换器电压比较器转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为，使输出数字为1000。这。这个数码被个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压转换器转换成相应的模拟电压uo，送到比较，送到比较器中与器中与ui进行比较。若进行比较。若uiuo，说明数字过大了，故将最，说明数字过大了，故将最高位的高位的1清除；若清除；若uiuo，说明数字还不够大，应将这一位，说明数字还不够大，应将这一位保留。然后，再按同样的方式将次高位置成保留。然后，再按同样的方式将次高位置成1，并且经过，并且经过比较以后确定这个比较以后确定这个1是否应该保留。这样逐位比较下去，是否应该保留。这样逐位比较下去，一直到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所一直到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。要求的数字量输出。10109.772121nUmVD=-