数据采集系统与微机的接口.pptx

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1、 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、应用软件第1页/共77页 数据采集系统组成（2）第2页/共77页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第3页/共77页一个基本的外设接口第4页/共77

2、页l“外设接口”是“CPU”与“外设”之间传递信息的控制电路。l是“CPU”与“外设”之间传送信息的一个“界面”、一个连接部件。l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。第5页/共77页外设接口的功能（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）最好可编程序第6页/共77页数据采集系统对微机接口的要求：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

3、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。第7页/共77页二二 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。第8页/共77页（1 1）8 8位位3 3态态D D锁存器锁存器 74LS37374LS3738D锁存器，具有三态驱动输出，由8个D门组成，8个输入端

4、1D8D、8个输出端1Q8Q，2个控制端OC和C。第9页/共77页 8D型锁存器74LS373功能表 第10页/共77页举例：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C0时，数据被锁存，译码显示电路稳定显示锁存的数据。第11页/共77页三态输出的八缓冲器和线驱动器；8个输入端，分为两路1A11A4，2A12A4；8个输出端，分为两路1Y11Y4，2Y12Y4；分别由2个门控信号 和 控制；和 为低，芯片工作，Y=

5、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第12页/共77页74LS24474LS244缓冲器逻辑电路和引脚图缓冲器逻辑电路和引脚图第13页/共77页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 第14页/共77页 74LS245是一种三

6、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A1A8，B1B8，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 第15页/共77页74LS24574LS245八总线收发器逻辑电路和引脚图八总线收发器逻辑电路和引脚图第16页/共77页使能方向控制DIR传送方向00BA01AB1隔开74LS245的真值表第17页/共77页应用举例（1 1）74LS37374LS373、245245、244244在在PC/XT

7、PC/XT机中的应用机中的应用第18页/共77页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。第19页/共77页（2 2）用于一般的总线驱动电路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。第20页/共77页第2

8、1页/共77页 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。第22页/共77页片选信号1微机与多路模拟开关MUX接口电路第23页/共77页 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：X0X0X7X7：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;VDD和VEE：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。第2

9、4页/共77页 4D4D4D4D型触发器型触发器型触发器型触发器74LS17574LS17574LS17574LS175用作通道译码控制器：用作通道译码控制器：用作通道译码控制器：用作通道译码控制器：（1 1）R RD D=1,CP=0=1,CP=0时，输出处于保持状态，时，输出处于保持状态，MUXMUX与微机总线隔离。与微机总线隔离。（2 2）R RD D=1,CP=1,CP由由0 10 1，Q=DQ=D，数据总线的通道选择码被加至多，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。路开关八选一译码器输入端。第25页/共77页 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数据锁

10、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。lA/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的接口第26页/共77页（1）D/A转换器及其连接特性1 1）DACDAC的主要参的主要参数数分辨率: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

11、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。第27页/共77页VFS2n模拟量数字量理想曲线实际曲线1实际曲线2线性误差最大第28页/共77页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、双极性第29页/共77页（2）D/A转换器与微处理器的接口方法1 1）接口的任

12、务）接口的任务 数据缓冲,无条件传送2 2）接口的结构形式）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器件第30页/共77页（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D07&Io1Io2&LE1LE2ILECSWR1WR2LEi=1:相应缓冲器打开 0:相应缓冲器关闭XFERDAC0832的内部结构DAC08328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的主要特性第

13、31页/共77页DAC0832的工作方式CSWR1WR2XFERDAC0832ILED07+5VA直通方式(需外加锁存器)CSWR1WR2XFERDAC0832ILED07A8255APA07PB4PB3PB2PB1PB0CPU1)1)直通方式直通方式用8255A作接口第32页/共77页CSWR1WR2XFERDAC0832ILED07+5VA单缓冲方式(2)YIOW单缓冲方式(1)YCSWR1WR2XFERDAC0832ILED07+5VAIOW转换N MOV AL,N OUT Port,AL2 2）单缓冲方式：）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

14、，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 NEXTNEXT:单缓冲方式输出正向锯齿波MOV DX,PORTMOV AL,0 OUT DX,AL INC AL JNZ UP MOV AL,0FEH OUT DX,AL DEC AL JNZ DOWN JMP UPDOWN:UP:输出三角波第33页/共77页 DAC0832的数字量输入锁存和DA转换输出分两步完成。首先，将数字量输入到各路DA转换器的输入寄存器，然后，控制各路DA转换器，使各路DA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

15、下，DAC0832占用两个IO地址，输入寄存器和DAC寄存器各占一个IO地址。3）双缓冲方式CSWR1WR2XFERDAC0832ILED07+5VA双缓冲方式Y0IOWY1转换N MOV AL,N OUT P1,AL OUT P2,AL 第34页/共77页应用：多个模拟通道要求同时更新数据CSXFER0832(1)AY1CSXFER0832(2)AY2CSXFER0832(n)AYnYMOV 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XFE

16、R的连接如图。设要求同时更新的数据依次为N1、N2Nn，则程序段：第35页/共77页单片机与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。第36页/共77页 1 1）单缓冲器连接方式）单缓冲器连接方式 第37页/共77页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，DAC08

17、32就能一次完成数字量的输入锁存和D/A转换输出。第38页/共77页执行下列几条指令就可以完成一次执行下列几条指令就可以完成一次D/AD/A转换：转换：MOV DPTR,#7FFFH ;地址指向DAC0832MOV A,#DATA ;待转换的数字量DATA 送累加器AMOVX DPTR,A ;数字量送P2.7指向的地址，有效时完成一次D/A输入第39页/共77页 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 CJNEA，DATAEND，MORE SJMP WAVE MORE：INC A SJMP

18、LOOP利用上图所示电路，产生锯齿波信号。第40页/共77页）双缓冲器连接方式第41页/共77页从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

19、从利用此电路输出一对同步信号，如从X X、Y Y输出一组同步的输出一组同步的锯齿波和正弦波信号锯齿波和正弦波信号第42页/共77页 D/A D/A转换器接口电路设计转换器接口电路设计1212位位DACDAC1)1)无三态输入缓冲器、无三态输入缓冲器、1212位位DACDAC数据分两次写入,外加两级输入缓冲器左对齐:D15D12D11D8D7D012位有效数据D15D8D7D4D3D012位有效数据右对齐:AENIOWA09D07PC插槽译码电路CD07Q07CD07Q07CD03Q0312位DACD07D811A第二级第一级Y0Y1右对齐D03转换数据123HMOV AX,0123H OUT

20、P0,AL MOV AL,AH OUT P1,AL第43页/共77页2)2)有三态输入缓冲器有三态输入缓冲器1212位位DAC DAC1210DAC 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。Io1Io2DAC1210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&LE1LE2CSWR1WR2XFER12位 D/A 转换器LE3B1/B2D411D03必须先写高8位 后写低4位(写入时令B1/B2=0)第44页/共77页应用举例将数据将数据123H123H送给送给DAC1210DAC1210进行进行转换转换第45页/共77页转换程序段M

21、OV BX,1230H MOV DX,341H MOV AL,BHOUT DX,AL;写入高8位MOV DX,340H MOV AL,BLOUT DX,AL；写入低4位 MOV DX,342H OUT DX,AL；开始转换第46页/共77页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(330ns3.3s)高速(3.3s20s)中速(20s300s)慢速(300s)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AD

22、C的接口电路第47页/共77页1 1）ADCADC的主要参数的主要参数分辨率: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DAC2 2）ADCADC的外部特性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必须由外部启动第48页/共77页STS=0CE.(R/C=0).CSAD574CCSCADC1210STATUS下降沿CONVCMDADC1131JBUSY=1STARTADC7570INTRCS.W

23、RADC0804DRB/C=0AD570EOCSTARTADC0809转换结束状态启动信号芯片型号第49页/共77页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第50页/共77页 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

24、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第51页/共77页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ADCAD574AAD574A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25s。第52页/共77页硬件连接Y0Y1AENIOWA09D07PC插槽译码电路Y2&D7D47D811D03STSCSA0AD574A&R/CCEIOR12/8AY0:310H,Y1:311H,Y2:312H软件编程数据采集程序段MOV CX,64 LEA DI,BUF MOV DX,312

25、H 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(D7位)对311H读,读回低字节(D4D7)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。第53页/共7

26、7页无三态输出锁存器、12位ADCADC1210AENIORA09D07PC插槽Q07D07Q03D03ADC1210D07D811A右对齐D03D7Q7译码电路Y01Y1Y211SCCCIND7GGLS244设Y0Y2的地址为330H332H对332H读,启动一次转换 对330H读,取回CC(D7位)对331H读,读低8位对330H读,读高4位(D0D3)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外加输出锁存器第54页/共77页采集一个数据BXMOV DX,332H;启动转换 OUT DX,AL MOV DX,330H IN AL,DX AND AL,80H JNZ W

27、AIT;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,ALWAIT:第55页/共77页多通道、8位ADCADC08098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IN0IN1IN7通道地址锁存及译码ADDAADDBADDC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)ALED07EOCOECLKSTARTVR(+)VR(-)A/DIN0IN7:通道07的模拟量输入 D07:数字量输出 A

28、DDC、ADDB、ADDA:通道(07)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 第56页/共77页通常，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。硬件连接第57页/共77页软件编程：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07,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(D7)对P1读,读取转换结果LEA DI,BUF MOV CX,256 MOV BL,0 MOV DX

29、,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:本章首页本章首页第58页/共77页5 5）中断方式ADCADC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;8259AADC0

30、804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,结果输出第59页/共77页硬件连接AENA09D07TP86INTRINTA8259AINTINTARDWRRDWRA0D07INTRCS1IR0ADC0804AINRDWRD07IO1IO2WR1WR2XFERD07CSILEDAC0832译码电路+5VCSA1中断控制分析ADC0804的INTR反相后向8259A的IR0申请中断第60页/共77页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

31、 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DACA_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

32、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ICW1;8259A的IMR2=0;装入中断向量NEXT:;8259A的ICW2;8259A的ICW4;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

33、第61页/共77页MCS-51MCS-51与与与与ADC0809ADC0809的中断方式接口的中断方式接口的中断方式接口的中断方式接口 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。第62页/共77页ADC0809和8XX51的连接ALE2731D0D7Q0Q1Q2373G1INT1P08XX51RDWRCLKQALEDQALEADDAADDBADDCSTARTEOCD0D7OECLKIN0IN7VREF+VREF-VCCGNDADC080988P2.7+5V11

34、第63页/共77页转换结束信号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。第64页/共77页采用延时方法，对N(N8)路模拟信号进行AD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

35、针 MOV DPTR，#addr_ch1 ；指向第个通道 MOV R2，#0NH ；通道个数 LOOP：MOVX DPTR，A ；启动AD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第65页/共77页采用中断方式，对N（N8）路模拟信号进行AD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 E

36、A ；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AD转换 MOV A，R2 ；通道数送A LOOP：JNZ LOOP ；N路未转换完等中断第66页/共77页 中断服务程序：MOVX A，DPTR ；读取AD转换结果 MOVX R1，A ；存AD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 ；中断返回第67页/共77页LS244 数据缓冲功能 双向传输功能1G=2G=1:输出高阻态，ADC

37、0804与数据总线隔离。1G=0:信号从左到右 1A11A4与1Y11Y4相通 2G0：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第68页/共77页工 作 原 理：IOR=IOW=1：1G=2G=1，ADC0804输出高阻态，与数据总线隔离。IOR0，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。IOR1，IOW=0：2G=0,C

38、PU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。第69页/共77页例 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。第70页/共77页 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00000001111100001，选通1#4051的07路；写入000000101110

39、0010，则选通2#4051的07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 C5#40514#40513#40512#40511#4051第71页/共77页 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

40、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第72页/共77页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。第73页/共77页地址译码器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Y0-Y7中的相应值去选中数据采集系统中的各个接口电路。第74页/共77页5典型微机接口电路第75页/共77页特 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。第76页/共77页感谢您的观看。第77页/共77页