3.2 数据采集系统与微机的接口

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第三章 数据采集系统,数据采集系统与微机的接口,数据采集系统主要实现从现场采集数据，由微处理器分析处理或显示打印，为现场操作者提供操作指导等功能。,数据采集系统组成（,1,）,多路开关,MUX,、测量放大器、采样,-,保持、模数转换、微机接口、应用软件,数据采集系统组成（,2,）,数据采集系统与微机之间的接口（,interface),：,实现微机（微处理器）与多路开关、采样保持电路、,ADC,等部件之间信息的传输。,硬件接口：,为两个设备提供物理连接，利用硬件技术来完成接口的设备称为接口电路。,微处理器（微机）的接口电路，在于解决微机系统与外部世界的连接。,数据线、缓冲、锁存、地址译码、片选、读,/,写、中断,软件接口：,为两个程序之间提供通信。,协议、驱动程序、应用程序,一 数据采集系统对微机接口的要求,一个基本的外设接口,“外设接口”是“,CPU”,与“外设”之间传递信息的控制电路。,是“,CPU”,与“外设”之间传送信息的一个“界面”、一个连接部件。,外设接口一边通过,CPU,的三总线（或微机总线）同,CPU,连接，一边通过三种信息,数据信息、控制信息和状态信息,同外设连接。,外设接口的功能,（,1,）转换信息的格式,（,2,）提供联络信号,（,3,）协调定时差异,（,4,）进行译码选址,（,5,）实现电平转换,（,6,）具备时序控制,（,7,）最好可编程序,数据采集系统对微机接口的要求：,（,1,）,具有能与系统总线相连接的数据缓冲器和多根数据线。,由于接口电路是挂在系统总线上的，只有接口电路为三态输出时才不会对数据产生影响。传输数据在接口电路被激活之前先保存在数据缓冲器内。,（,2,）,应有地址译码和片选功能,，,以便微机能通过寻址对其进行访问。,（,3,）,应有地址或数据锁存功能,。因为外部设备送到接口电路的信息，微机不一定有空读取，此时接口应把信息暂时锁存，以待微机空闲时读取。,（,4,）,具有中断请求和处理的功能,，以便微机能通过中断来读取或输出信息。,二,常用接口芯片,在外设接口电路中，常用,缓冲器、数据收发器和锁存器,等器件对传输过程中的信息进行放大、隔离以及锁存。,（,1,）,8,位,3,态,D,锁存器,74LS373,8D,锁存器，具有三态驱动输出，由,8,个,D,门组成，,8,个输入端,1D,8D,、,8,个输出端,1Q,8Q,，,2,个控制端,OC,和,C,。,8,D,型锁存器,74LS373,功能表,举例：,在许多设备中常需要显示计数器的计数值，计数值通常以,8421BCD,码计数，并以七段数码显示器显示。,问题：如果计数器的计数速度高，人眼则无法辨认显示的字符。,措施：在计数器和译码器之间加入锁存器，就可控制数据显示的时间。,若锁存信号,C,0,时，数据被锁存，译码显示电路稳定显示锁存的数据。,三态输出的,八缓冲器,和,线驱动器,；,8,个输入端，分为两路,1A1,1A4,，,2A1,2A4,；,8,个输出端，分为两路,1Y1,1Y4,，,2Y1,2Y4,；,分别由,2,个门控信号 和 控制； 和 为低，芯片工作，,Y = A,；,74LS244,缓冲器,主要用于三态输出的存储地址驱动器、时钟驱动器和总线定向接收器和定向发送器,等。,74LS244,缓冲后，输入信号被驱动，输出信号的驱动能力加大了。,常用的缓冲器还有,74LS240,和,74LS241,等。,（,2,）,8,位三态单向驱动器,74LS244,74LS244,缓冲器逻辑电路和引脚图,74LS244,的端口地址由,P2.7,决定，故端口地址可取,7FFFH,，,通过下列指令可从该端口输入数据。,MOV DPTR,，,#7FFFH,；,DPTR,指向,74LS244,端口,MOVX A,，,DPTR,；,输入数据,74LS245,是一种三态输出的,8,总线收发器。,该收发器有,16,个双向传送的数据端，即,A1,A8,，,B1,B8,，另有二个控制端,使能端 ，方向控制端,DIR,。,该芯片的功能如表所示。,74LS245,通常用于数据的双向传送、缓冲和驱动。,常用的数据收发器还有,74LS243,，,Intel 8286,、,8287,等。,（,3,）,8D,三态双向缓冲器,74LS245,74LS245,八总线收发器逻辑电路和引脚图,使能,方向控制,DIR,传送方向,0,0,BA,0,1,AB,1,隔开,74LS245,的真值表,应用举例,（,1,）,74LS373,、,245,、,244,在,PC/XT,机中的应用,8088,发出的地址总线、数据总线和控制总线要经过一些总线接口器件变成系统总线中的对应信号；,8288,总线控制器是控制总线的接口器件；,地址总线和数据总线的接口部件为：,1.,地址锁存器,74LS373,；,2.,地址缓冲器,74LS244,；,3.,数据收发器,74LS245,。,（,2,） 用于一般的总线驱动电路,8086,系统中，存储器和,I/O,接口较多，须在,CPU,总线和系统总线之间加接总线驱动电路，要求在加接驱动电路后,CPU,仍能进行常规的存储器读写、,I/O,读写、中断响应、总线请求响应以及在,RESET,有效时的相应操作。,二 典型数据采集系统的微机接口电路,微机与多路模拟开关,MUX,接口电路,微机与,ADC,接口电路,地址译码器接口电路,微机与,DAC,接口电路。,片选信号,1,微机与多路模拟开关,MUX,接口电路,多路模拟转换开关常采用,8,路模拟转换开关,CD4051,。,CD4051,是由地址译码器和多路双向模拟开关组成的,8,路模拟转换开关,，,引脚功能如下：,X0,X7,：,输入,；,X,：,输出,，,可以通过外部地址（,C,，,B,，,A,引脚）选择,8,路输入中的某,1,路与输出,X,接通,;,V,DD,和,V,EE,：,提供工作电源，其幅值不得低于模拟信号；,INH,：,禁止控制输入，输入高电平时，多路开关中各开关均不通，输出呈高阻态。,4D,型触发器,74LS175,用作通道译码控制器：,（,1,）,R,D,=1,CP=0,时，输出处于保持状态，,MUX,与微机总线隔离。,（,2,）,R,D,=1,CP,由,0,1,，,Q=D,，数据总线的通道选择码被加至多路开关八选一译码器输入端。,实现,D/A,转换器和微型计算机接口技术的关键是,数据锁存,问题。有些,D/A,转换器芯片本身带有锁存器，但也有些,D/A,从转换器芯片本身不带锁存器。此时一些并口芯片如,8212,，,74LS273,及可编程的并行,I/O,接口芯片,8255A,均可作为,D/A,转换的锁存器。,A/D,和,D/A,与微机的接口有串行接口和并行接口之分。本章主要介绍并行,D/A,和,A/D,转换的并行接口。目前大多数,A/D,转换器（高速）都内含采样保持器，所以，此处不考虑采样保持器。,2,微机与,DAC,的接口,（,1,）,D/A,转换器及其连接特性,1,）,DAC,的主要参数,分辨率,:,DAC,能转换的二进制数的位数。位数越多,分辨率越高。,转换时间,:,从输入数字量到转换结束,输出达到最终值并稳定所需的时间。,电流型,:,几百,ns,几,s;,电压型,:,运算放大器的响应时间。,精度,:,DAC,实际输出电压与理论值之间的误差。单位,:LSB,线性度,:,当数字量变化时,输出模拟量按比例变化的程度。,线性误差,:,模拟输出偏离理想输出的最大值。,V,FS,2,n,模拟量,数字量,理想曲线,实际曲线,1,实际曲线,2,线性误差最大,2,）,DAC,的连接特性,输入缓冲能力,:,是否外加数据锁存器,输入数据的宽度,(,分辨率,):,与系统数据总线宽度比较,数据几次输入,输入数据码制,:,二进制、,BCD,码或补码、偏移二进制码,输出模拟量的类型,:,电压型、电流型,输出模拟量的极性,:,单极性、双极性,（,2,）,D/A,转换器与微处理器的接口方法,1,）接口的任务,数据缓冲,无条件传送,2,）接口的结构形式,直接与,CPU,相连,有输入锁存能力,采用中小规模逻辑芯片与,CPU,相连,利用通用并行接口芯片与,CPU,相连,采用,GAL,器件,（,3,）,D/A,转换器接口电路设计以,DAC0832,为例,DAC,寄 存 器,输入寄存器,D/A,转,换 器,D,0,7,&,&,I,o1,I,o2,&,LE,1,LE,2,ILE,CS,WR,1,WR,2,LE,i,=,1:,相应缓冲器打开,0:,相应缓冲器关闭,XFER,DAC0832,的内部结构,DAC0832,8,位,DAC,内部有两级三态缓冲器。,ILE=1,CS=WR1=0,写入第,1,级缓冲器。,XFER=WR2=0,写入第,2,级缓冲器,并开始转换。,DAC0832,的主要特性,DAC0832,的工作方式,CS,WR,1,WR,2,XFER,DAC0832,ILE,D,0,7,+5V,A,直通方式,(,需外加锁存器,),CS,WR,1,WR,2,XFER,DAC0832,ILE,D,0,7,A,8255A,PA,0,7,PB,4,PB,3,PB,2,PB,1,PB,0,CPU,1),直通方式,用,8255A,作接口,CS,WR,1,WR,2,XFER,DAC0832,ILE,D,0,7,+5V,A,单缓冲方式,(2),Y,IOW,单缓冲方式,(1),Y,CS,WR,1,WR,2,XFER,DAC0832,ILE,D,0,7,+5V,A,IOW,转换,N,MOV AL,N,OUT Port, AL,2,）单缓冲方式：,单缓冲方式是指,DAC0832,内部的两个数据缓冲器有一个处于直通方式，另一个处于受单片机控制的方式。,MOV DX,PORT MOV AL,0,OUT DX,AL INC AL JMP NEXT,NEXT:,单缓冲方式输出正向锯齿波,MOV DX,PORT,MOV AL,0,OUT DX,AL INC AL,JNZ UP,MOV AL,0FEH,OUT DX,AL DEC AL,JNZ DOWN JMP UP,DOWN:,UP:,输出三角波,DAC0832,的数字量输入锁存和,D,A,转换输出分两步完成。首先，将数字量输入到各路,D,A,转换器的输入寄存器，然后，控制各路,D,A,转换器，使各路,D,A,转换器输入寄存器中的数据，同时进入,DAC,寄存器，并转换输出。所以，在这种工作方式下，,DAC0832,占用两个,I,O,地址，输入寄存器和,DAC,寄存器各占一个,I,O,地址。,3,）双缓冲方式,CS,WR,1,WR,2,XFER,DAC0832,ILE,D,0,7,+5V,A,双缓冲方式,Y,0,IOW,Y,1,转换,N,MOV AL,N,OUT P1,AL,OUT P2,AL,应用：多个模拟通道要求同时更新数据,CS,XFER,0832(1),A,Y,1,CS,XFER,0832(2),A,Y,2,CS,XFER,0832(n),A,Y,n,Y,MOV AL,N1,OUT P1,AL,MOV AL,N2,OUT P2,AL,MOV,AL,Nn,OUT,Pn,AL,OUT P,AL,将所有,0832,的,ILE,接高电平,WR1,、,WR2,与,IOW,相连,CS,和,XFER,的连接如图。设要求同时更新的数据依次为,N1,、,N2,Nn,，则程序段：,单片机与,DAC0832,的接口,DAC0832,具有数字量的输入锁存功能，可以和单片机的,P0,口直接相连。单片机与,DAC0832,的接口，可根据需要按,双缓冲器方式、单级缓冲器方式和直通方式,联接。,1,）单缓冲器连接方式,ILE,接,+5V,，,片选信号及数据传输信号都与地址选择线,P2.7,相连，地址为,7FFFH,，,两级寄存器的写信号都由,CPU,的,P2.7,端控制。数字量可以直接从,MCS-51,的,P0,口送入,DAC0832,。,当地址选择线选择好,DAC0832,后，只要输出控制信号，,DAC0832,就能一次完成数字量的输入锁存和,D/A,转换输出。,执行下列几条指令就可以完成一次,D/A,转换：,MOV DPTR, #7FFFH ;,地址指向,DAC0832,MOV A, #DATA ;,待转换的数字量,DATA,送累加器,A,MOVX DPTR, A ;,数字量送,P2.7,指向的地址，,有效时完成一次,D/A,输入,WAVE,：,MOV DPTR,，,#,addr,；输入寄存器和,DAC,寄存器地址,MOV A,，,DATA0,；,数字量初值,LOOP,：,MOVX DPTR,，,A,CJNE,A,，,DATAEND,，,MORE,SJMP WAVE,MORE,：,INC A,SJMP LOOP,利用上图所示电路，,产生锯齿波信号。,）双缓冲器连接方式,从,X、Y,同步输出不同电压的程序：,MOV DPTR,，,#addr1,；,1#,输入寄存器地址,MOV A,，,DATA1,；数字量送,A,MOV DPTR,，,A,；数字量送,1,输入寄存器,MOV DPTR,，,#addr2,；,2#,输入寄存器地址,MOV A,，,DATA2,；数字量送,A,MOV DPTR,，,A,；数字量送输入寄存器,MOV DPTR,，,#addr3,；,1#,、,2#DAC,寄存器地址,MOV DPTR,，,A,；,1#,、,2#,输入寄存器的数字量、分别同时送,1#,、,2#DAC,寄存器，并同时转换，同步输出,利用此电路输出一对同步信号，如从,X,、,Y,输出一组同步的锯齿波和正弦波信号,D/A,转换器接口电路设计,12,位,DAC,1),无三态输入缓冲器、,12,位,DAC,数据分两次写入,外加两级输入缓冲器,左对齐,:,D,15,D,12,D,11,D,8,D,7,D,0,12,位有效数据,D,15,D,8,D,7,D,4,D,3,D,0,12,位有效数据,右对齐,:,AEN,IOW,A,0,9,D,0,7,PC,插槽,译码电路,C,D,0,7,Q,0,7,C,D,0,7,Q,0,7,C,D,0,3,Q,0,3,12,位,DAC,D,0,7,D,8,11,A,第二级,第一级,Y,0,Y,1,右对齐,D,0,3,转换数据,123H,MOV AX,0123H,OUT P0,AL,MOV AL,AH,OUT P1,AL,2),有三态输入缓冲器,12,位,DAC,DAC1210,内部有两级缓冲器,左对齐方式输入。数据内部结构与,DAC0832,类似。,I,o1,I,o2,DAC1210,的内部结构,8,位输入 寄存器,4,位输入 寄存器,12,位,DAC,寄存器,&,&,&,LE,1,LE,2,CS,WR,1,WR,2,XFER,12,位,D/A,转换器,LE,3,B,1,/B,2,D,4,11,D,0,3,必须先写高,8,位 后写低,4,位,(,写入时令,B,1,/B,2,=0),应用举例,将数据,123H,送给,DAC1210,进行转换,转换程序段,MOV BX,1230H,MOV DX,341H,MOV AL,BH,OUT DX,AL;,写入高,8,位,MOV DX,340H,MOV AL,BL,OUT DX,AL,；,写入低,4,位,MOV DX,342H,OUT DX,AL,；,开始转换,A/D,转换器,(ADC),:,将模拟量转换成数字量的,线性,电路器件,按速度分,:,超高速,(,330ns,),次超高速,(330ns,3.3,s),高速,(3.3,s,20,s),中速,(20,s,300,s),慢速,(300,s),按原理分,直接转换型,:,逐次逼近,(,较高分辨率及速度,),、,并联比较,间接转换型,:,积分型,(,抗干扰、高分辨率、但速度慢,),、,电压,/,频率,、,电压,/,脉宽,按分辨率分,:4,位、,8,位、,10,位、,12,位,3,微机与,ADC,的接口电路,1,）,ADC,的主要参数,分辨率,:,ADC,能转换成的二进制数的位数。位数越多,分辨率越高,转换时间,:,从输入启动信号到转换结束,得到稳定的数字量所需的时间,精度、线性度：,同,DAC,2,）,ADC,的外部特性,模拟信号输入线,:,单通道,/,多通道,数字量输出线,:,分辨率,转换启动线,:,启动方式,转换结束状态线,:,查询,/,引发中断,/,请求,DMA,脉冲启动电平启动,必备 信号线,ADC,必须由外部启动,STS=0,CE,.,(R/C=0),.,CS,AD574,CC,SC,ADC1210,STATUS,下降沿,CONVCMD,ADC1131J,BUSY=1,START,ADC7570,INTR,CS,.,WR,ADC0804,DR,B/C=0,AD570,EOC,START,ADC0809,转换结束状态,启动信号,芯片型号,3)ADC,与微处理器的接口方法,ADC,与,CPU,的连接,分辨率,:,是否高于系统数据总线的宽度,数据输出结构,:,是否有三态缓冲功能,启功方式,:,脉冲启动,(,读写脉冲,)/,电平启动,(,经锁存,),数据传送方式,:,查询、中断、,DMA,、板上,RAM,方式,ADC,接口的主要操作,发启动转换信号,取回,“,转换结束,”,状态信号,读取转换结果,进行通道选择,:,多通道,ADC,发采样,/,保持,(S/H),控制信号,:,高速变化信号,必须完成,ADC,接口电路的结构形式,直接,与,CPU,相连,有三态缓冲能力,采用,中小规模,逻辑芯片与,CPU,相连,利用,通用并行接口,芯片与,CPU,相连,采用,GAL,器件,ADC,数据的传送,查询方式,中断方式,DMA,方式,:,高速,ADC,板上,RAM,方式,:,超高速,ADC,4),查询方式,A/D,转换器接口电路设计,有三态输出锁存器、,12,位,ADC,AD574A,AD574A,的主要特性,分辨率可选,(8,位,/12,位,),单通道,逐次逼近型,负脉冲启动,转换时间,25,s,。,硬件连接,Y,0,Y,1,AEN,IOW,A,0,9,D,0,7,PC,插槽,译码电路,Y,2,&,D,7,D,4,7,D,8,11,D,0,3,STS,CS,A,0,AD574A,&,R/C,CE,IOR,12/8,A,Y,0,:310H,Y,1,:311H,Y,2,:312H,软件编程,数据采集程序段,MOV CX,64 LEA DI,BUF MOV DX,312H OUT DX,AL MOV DX,310H IN AL,DX AND AL,80H JNZ WAIT MOV DX,311H IN AL,DX AND AL,0FH MOV DI,AL MOV DX,312H IN AL,DX MOV DI+1,AL ADD DI,2 LOOP NEXT,;,启动转换,;STS=1,等待,;,读取低,4,位,;,读取高,8,位,NEXT:,WAIT:,对,312H,写,启动一次,12,位转换,对,310H,读,取回,STS(D,7,位,),对,311H,读,读回低字节,(D,4,D,7,),对,312H,读,读回高字节,可写入任意值,12,位转换,数据分两次读出,查询方式,采集,64,个数据左对齐存入,BUF,为首址的内存。,无三态输出锁存器、,12,位,ADC,ADC1210,AEN,IOR,A,0,9,D,0,7,PC,插槽,Q,0,7,D,0,7,Q,0,3,D,0,3,ADC1210,D,0,7,D,8,11,A,右对齐,D,0,3,D,7,Q,7,译码电路,Y,0,1,Y,1,Y,2,1,1,SC,CC,IN,D,7,G,G,LS244,设,Y,0,Y,2,的地址为,330H,332H,对,332H,读,启动一次转换,对,330H,读,取回,CC(D,7,位,),对,331H,读,读低,8,位,对,330H,读,读高,4,位,(D,0,D,3,),SC,:,启动信号,负脉冲有效,;,CC,:,转换结束,低有效,外加输出锁存器,采集一个数据,BX,MOV DX,332H ;,启动转换,OUT DX, AL,MOV DX,330H,IN AL,DX,AND AL,80H,JNZ WAIT,; CC=1,等待,MOV DX,331H,;,读取低,8,位,IN AL,DX,MOV BL,AL,MOV DX,330H,;,读取高,4,位,IN AL,DX,AND AL,0FH,MOV BH,AL,WAIT:,多通道、,8,位,ADC,ADC0809,8,个模拟通道、逐次逼近型,正脉冲启动,有三态输出锁存器,ADC0809,的内部结构,通道选择开关,IN,0,IN,1,IN,7,通道地址锁存及译码,ADDA,ADDB,ADDC,开关树组,(256R),逐次逼近寄存器,(SAR),定时和控制,比较器,输出 锁存器,(,三态,),ALE,D,0,7,EOC,OE,CLK,START,V,R,(+),V,R,(-),A/D,IN,0,IN,7,:,通道,0,7,的模拟量输入,D,0,7,:,数字量输出,ADDC,、,ADDB,、,ADDA,:,通道,(0,7),选择,ALE,:,通道地址锁存,正脉冲有效,START,:,启动信号,正脉冲有效,上升沿所有寄存器清,0,下降沿开始转换,EOC,:,转换结束,高有效,OE,:,允许输出,高有效,通常，,通道选择由数据信号完成。,START,与,ALE,相连,:,选择通道的同时启动。,硬,件,连,接,软件编程：,依次对,8,个通道采样,共采集,256,个数据,存于,BUF,区中,依次采集通道,0,7,只要将通道号,+1,即,(,最低三位有效,),将通道号写入,P2,启动转换并锁存通道号,对,P0,读,读回,EOC(D,7,),对,P1,读,读取转换结果,LEA DI,BUF MOV CX,256 MOV BL,0 MOV DX,P2 MOV AL,BL OUT DX,AL MOV DX,P0 IN AL,DX AND AL,80H JZ WAIT MOV DX,P1 IN AL,DX MOV DI,AL INC BL INC DI LOOP NEXT,;EOC=0,等待,;,读取结果,WAIT:,NEXT:,;,通道号,+1,;,通道号初值,=0,;,启动并锁存通道号,程序段,:,本章首页,5,）中断方式,ADC,接口电路设计,单板机系统中断方式的数据采集系统设计,要 求,以,TP86,为控制器,对单通道模拟信号采集,512,个,8,位数据,中断方式存,BUF,并送入,DAC.,硬件分析与设计,ADC0804;DAC0832;8259A,ADC0804,的工作特性,ADC0804:8,位,内部有三态锁存器,负脉冲启动,INTR:,转换结束信号,低有效,CS=WR=0,启动,;CS=RD=0,结果输出,硬件连接,AEN,A,0,9,D,0,7,TP86,INTR,INTA,8259A,INT,INTA,RD,WR,RD,WR,A,0,D,0,7,INTR,CS,1,IR,0,ADC0804,A,IN,RD,WR,D,0,7,I,O1,I,O2,WR,1,WR,2,XFER,D,0,7,CS,ILE,DAC0832,译码电路,+5V,CS,A,1,中断控制分析,ADC0804,的,INTR,反相后,向,8259A,的,IR0,申请中断,软件编程,主程序主要内容,8259A,初始化 中断向量装入 启动,ADC0804,开中断 等待中断发生,中断服务程序内容,从,ADC0804,读数 将数写入,DAC0832,存储数据 中断结束命令,中断服务程序,MOV DX,0FFD4H IN AL,DX MOV DX,0FFD6H OUT DX,AL MOV DI,AL INC DI,;,读取结果,;,送给,DAC,A_D PROC,;,保护现场,MOV AL,20H MOV DX,0FFDCH OUT DX,AL IRET,;,恢复现场,A_D ENDP,;,存储,;EOI,命令,主程序,CLI MOV DX,0FFDCH MOV AL,13H OUT DX,AL MOV DX,0FFDEH MOV AL,80H OUT DX,AL MOV AL,01H OUT DX,AL MOV AX,0 MOV ES,AX MOV BX,4*80H MOV ES:BX,OFFSET A_D MOV ES:BX+2,SEG A_D LEA DI,BUF MOV CX,512 MOV DX,0FFDEH IN AL,DX AND AL,0FEH OUT DX,AL MOV DX,0FFD4H OUT DX,AL,;8259A,的,ICW,1,;8259A,的,IMR,2,=0,;,装入中断向量,NEXT:,;8259A,的,ICW,2,;8259A,的,ICW,4,;,启动转换,STI HLT CLI DEC CX JNZ NEXT,;,等待转换结束,ADC0804,的地址,:,FFD4H,;DAC0832,的地址,FFD6H,8259A,的地址,:,FFDCH,、,FFDEH,MCS-51,与,ADC0809,的中断方式接口,ADC0809,与,805l,之间的接口电路如图所示。,ADC0809,时钟信号由单片机的,ALE,信号分频获得。,ADC0809,通道地址由,P0,口的低,3,位直接与,ADC0809,的,A,、,B,、,C,相连。,ADC0809,和,8XX51,的连接,ALE,273,1,D0,D7,Q0,Q1,Q2,373,G,1,INT1,P0,8XX51,RD,WR,CLK,Q,ALE,D,Q,ALE,ADDA,ADDB,ADDC,START,EOC,D0,D7,OE,CLK,IN0,IN7,VREF+,VREF-,VCC,GND,ADC0809,8,8,P2.7,+5V,1,1,转换结束信号,EOC,根据不同的方式和单片机的连接方式不同：,采用,延时方式,EOC,悬空，在启动转换后延时,100,s,，,再读转换结果；,采用,查询方式,时，可将,EOC,接并行口,(P1,或,P3),的某线，检测,EOC,变高后，再读入转换结果。,采用,中断方式,可将,EOC,经非门反相接到单片机的中断请求端，一旦转换完成,EOC,变为高电平，向,8XX51,提出中断请求，进入中断服务后读入转换结果。,上图为一个中断方式的接口电路。,采用延时方法，对,N(N8),路模拟信号进行,A,D,转换，,转换后的,N,个数据顺序存放到起始地址为,data_addr,数据存区。,ADST,：,MOV R1,，,#,data_addr,；,置数据区首地址指针,MOV DPTR,，,#addr_ch1,；指向第个通道,MOV R2,，,#0NH,；通道个数,LOOP,：,MOVX DPTR,，,A,；,启动,A,D,转换,CALL DELAY,；延时,MOVX A,，,DPTR,；读取转换结果,MOV R1,，,A,；结果转存到数据区,INC DPTR,；指向下一地址,INC R1,；修改数据区指针,DJNZ R2,，,LOOP,；若,N,路未转换完则继续转换,采用中断方式，对,N,（,N8,）,路模拟信号进行,A,D,转换。,初始化程序：,ADST,：,MOV R1,，,#,dat_addr,；,数据暂存区首地址,MOV R2,，,#0NH,；共,N,路,SETB,ITl,；,INT1,下降沿触发,SETB EA,；,中断允许,SETB EX1,；,开中断,1,MOV DPTR,，,#addr_ch1,；,指向第,1,通道,MOVX DPTR,，,A,；启动,A,D,转换,MOV A,，,R2,；通道数送,A,LOOP,：,JNZ LOOP,；,N,路未转换完等中断,中断服务程序：,MOVX A,，,DPTR,；,读取,A,D,转换结果,MOVX R1,，,A,；存,A,D,转换结果,INC DPTR,；下一个通道,INC R1,；下一个数据存放单元,MOVX DPTR,，,A,；,启动下一个通道,DEC R2,；通道数减,1,MOV A,，,R2,RETI,；中断返回,LS244, 数据缓冲功能,双向传输功能,1G=2G=1:,输出高阻态，,ADC0804,与数据总线隔离。,1G=0:,信号从左到右,1A11A4,与,1Y11Y4,相通,2G,0,：,信号从右到左,2A12A4,与,2Y12Y4,相通,LS245, 八总线收发器,G=1:A,、,B,高阻态，接口数据总线与微机数据总线隔离。,G=0,DIR=0:,信号从,B,到,A,G=0,DIR=1,：,信号从,A,到,B,工 作 原 理：,IOR=IOW=1,：,1G=2G=1,，,ADC0804,输出高阻态，与数据总线隔离。,IOR,0,，,IOW=1,：,1G=0,CPU,通过读取,LS244 1Y1,的值查询,ADC,的,INTR,状态（是否已完成转换）；,DIR=IOR&IOW=0,数据由接口数据总线传向微机数据总线。,IOR,1,，,IOW=0,：,2G=0,CPU,通过向,LS244 2Y3,、,2Y4,写值来启动,ADC,或读取,ADC,转换后的数据。,DIR=IOR&IOW=1,数据由微机数据总线传向接口数据总线。,例,设计使用,1,片,A/D,转换芯片巡回采集,40,路模拟量的数据采集系统。,解：,采用,5,片,CD4051,，,每片接,8,路模拟量输入，,5,片构成,58 = 40,路模拟采集通道。,40,路数据采集局部原理如下图所示。,采用,1,片,74LS377,扩展,8,位并行输出口，其中，高,3,位用于选通每片,4051,的,8,路中的,1,路，低,5,位用于,5,片,CD4051,的片选。向,74LS377,写入数据,00000001,111100001,，选通,1#4051,的,0,7,路；写入,00000010,11100010,，则选通,2#4051,的,0,7,路等。,74LS377,的数据格式如下表所示。,程序如下：,ORG 0100H,MOV DPTR, #7FFFH;,指向,P2.7,口,MOV A, # 00000001B;,选通第,1,片,CD4051,芯片的,0,路,MOV R7, #5;,计数,5,次（,5,片,CD4051,）,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,A,B,C,5#4051,4#4051,3#4051,2#4051,1#4051,LP1: MOVX DPTR, A;,选通一路,LCALL ADCONV;,调用,A/D,子程序,LCALL ADDSP;,调用转换结束后数字处理；,MOV R2, A;,用,R2,暂存,A,ANL A, #E0H;,屏蔽低,5,位,CJNE A, #E0H,，,LP2 ;,判断,A,是否到,7,，未到,7,，选择下一路,AJMP LP3;,处理下一片,LP2: MOV A, R2;,取回暂存值,INC A;,选择下一路,AJMP LP1;,继续处理本片下一路,LP3: MOV A, R2;,取回暂存值,RL A;,高,5,位,0,的位置左移,ANL A, #1FH;,指向下一片的第,0,路（高,3,位清,0,）,DJNE R7, LP1,RET,END,4,地址译码器接口电路,微机控制的数据采集系统中的多路开关接口电路、,ADC,接口电路等都有自己的片选输入端和接口地址，地址译码器接口电路的功能就是通过地址译码去选中接口电路。,地址译码器,74LS138,在,AEN=0,（地址允许信号），,IOR,和,IOW,（在微机执行读,/,写操作时，总有一个处于有效状态）有一个有效时正常工作，通过,Y,0,-Y,7,中的相应值去选中数据采集系统中的各个接口电路。,5,典,型,微,机,接,口,电,路,特 点：,（,1,）采用了,I/O,隔离的寻址方式；,（,2,）采用了程序控制方式中的程序中断传送方式来实现微机系统与外设时间的数据传送；,（,3,）采用并行接口的多数据同时传送方式，速度快，成本高；,（,4,）具有地址译码、片选寻址、数据缓冲和信息锁存的功能。,