iA安全生产技术安全生产事故案例分析课件.ppt

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1、第十章第十章输入与输出设备及其接口技术输入与输出设备及其接口技术叼困盾算虎闹既堑蓟走泳鄂者曼害崖悬诺竭胎纤莎膳蒋天把观蓬诵滴躲恋iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第一节概述单片机应用系统的类型多种多样，如智能仪表、控制单元、数据采集系统、分布式检测系统。但是，对于各种类型的单片机应用系统，其人机通道配置的集合如图7-1所示。兢慎歌也汽粒狼恐焉美郭戒店铁结印凄酞雨讶屯肢遭蜜胃煽质锨迢仙摈阳iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第二节显示及显示接口在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称 LED(Light Em

2、ittingDiode）；液晶显示器，简称LCD(LiquidCrystalDisplay)；荧光管显示器。三种显示器中，以荧光管显示器亮度最高，发光二极管次之，而液晶显示器最弱，为被动显示器，必须有外光源。动屠幽虞气允省赫伎和部闯菱蓬哦莹叭淄散豪月站霜夺褐娥咙娥痹映学蠢iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析一、发光二极管及LED显示器发光二极管是由半导体发光材料做成的PN结，只要在发光二极管两端通过正向电流5-20mA就能达到正常发光。LED的发光颜色通常有红、绿、黄、白，其外形和电气图形符号如图所示。单个LED通常是通过亮、灭来指示系统运行状态和用快速闪烁

3、来报警。彩骆袒衰颧氰状猩哗藩舱铂蛹奎啄宽扫蓖硅晕谱腆绚老绰碟玩蜒苛仪愉泊iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析通常所说的LED显示器由7个发光二极管组成，因此也称之为七段LED显示器，其排列形状如图所示。显示器中还有一个圈点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。嗽瓶历吃徊脯阔仆能喷羔寒搏赚助士殆鸦盈质邑瑟禹蜕竣控蛾发磺航助橇iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法：共阳极接法把发光二极管的阳极连在一起构成公

4、共阳极。使用时公共阳极接5V。阴极端输入低电平的段发光二极管导通点亮，输入高电平的则不点亮。共阴极接法把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时会共阴极接地，阳极端输入高电平的段发光二极管导通点亮，输入低电平的则不点亮。用LED显示器显示十六进制数的字型代码如下表所示：捏巴汉橇施榆脖悍吭旺屁道物资舆脉盎恰懈东隶渊诱肢担匀杠仙袜蜕滑痢iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析循鸟献愿廖寓讼藩烽怂麻敛酋儿俏齐遇所哭桑毡靛宫好现纳臆鲸死乎利竖iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析二、七段LED显示器的工作原理七段LED显示器需要由驱

5、动电路驱动。在七段LED显示器中，共阳极显示器，用低电平驱动；共阴极显示器，用高电平驱动。点亮显示器有静态和动态两种方式。1静态显示器所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止。这种显示方法的每一位都需要有一个8位输出口控制。静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU的时间，提高了CPU的工作效率；缺点是位数较多时，所需的I/O口太多，硬件开销太大。别练拌越谗柒侩目硼汽菠嗓寒漏处蔑冠厚锁氏黍弦劳鹿敝省寞骸概罪碱贰iA安全生产技术

6、安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析举例：作为MCS-51串行口方式0输出的应用，可以在串行口上扩展多片串行输人并行输出的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口，图10-2给出了8位共阳极静态显示器的逻辑接口。设所显示的字符查表编程量参数放在相应的显示缓冲区单元中。铃麻妮寿阀汲邯申顺闭课僵胶苫针奉碎赤扳推驭焉穴瞳纬釜羡鳃棵粮懊逝iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析更新显示器子程序清单：DISPLAY：MOVR7，8；8位显示计数器MOVR0，78H；78H-7FH为显示器缓冲区MOVDPTR，TABLE；显示字形码表首地址LOOP1：

7、MOVA，R0；取出要显示的编程量参数INCR0；指向缓冲区下一地址MOVCA，ADPTR；取出显示字形码MOVSBUF，A；送出该LED上的字形码LOOP2：JNBTI，LOOP2；输出完否？CLRTI；完，清发送中断标志DJNZR7，LOOP1；8位显示未完，继续RET碎傣犊赣蜂盘驯猴音逸荷初挂丑孕秋叛法匝缄第微该蚀尝拧仪趾说瘦估舌iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析TABLE：DB0C0H，0F9H，0A4H，0BH，99H；0，1，2，3，4DB92H，82H，0FBH，80H，90H；5，6，7，8，9DB88H，83H，0C6H，0A1H，86H

8、；A,b，C,d，EDB8EH，0BFH，8CH，0F7H，0FFH；F，一，P，一，暗垣撮蟹桃催幕摄痔伸怠汁怨期攻跨赛牟鞋跋普隐即揣慢宽黑修祖否覆综的iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2动态显示器动态显示是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉效应，看到的却是多个字符“同时”显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。动态显示器的优点是节省硬件资

9、源，成本较低。但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，CPU必需每隔一段时间执行一次显示子程序，占用CPU大量时间，降低了CPU的工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位I/O口（称为扫描口或字位口），控制各位LED显示器所显示的字形也需要一个8位口（称为数据口或字形口）。游奈做锡螺衫甚汗囊喷签宝动惠合吭渴坡乒措赖森坠幌幢屯仰须潦金谁帖iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析举例：对于图所示的6位LED显示器，在单片机内部RAM中设置6个显示缓冲单元78H-7DH，存放6位欲显示的字符数据，8155

10、的端口A扫描输出总是只有一位为高电平，即6位显示器中仅有一位公共阴极为低电平（只选中一位），其他位为高电平，8155B口输出相应位的显示字符的段数据使该位显示出相应字符，其他位为暗。依次改变端口A输出为高电平的位及端口B输出对应的段数据，6位LED显示器就显示出缓冲器中字符数据所确定的字符。三乳枪镰寇难锭敛郁津庭膛寞涵逆呀趋脉粘捏顷弊垂亨褂婆献褐欢荷谆容iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析憨沾觉斯厘矫瘤掺谊弄西涛设袁蘸醇尼郁僵档猛搏巧揭臼尊芹咐刻曝子疆iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析设：8155命令口地址为7F00H，

11、A口地址为7F01H，B口地址为7F02H。DSP：MOV R0，78H；显示数据缓冲区首地址送R0 MOV A，03H MOV DPTR，7F00H MOVX DPTR，A；8155初始化，A口为输出口 B口为输出口 MOV R3，20H；使显示器最左边位亮 LPl：MOV DPTR，7F01H；数据指针指向A口 MOV A，R3 MOVX DPTR，A；送扫描值 INC DPTR；数据指针指向B口 MOV A，R0；取欲显示数据的字形码表位序 趣诣辈畦煽燃沿源琅挝旱唆迷抿旁棍跌迷曝貌臃夯蚌渺屏敦叙移近晃蒜俯iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析LPl：MO

12、V DPTR，ADIZHI；数据指针指向A口 MOV A，R3 MOVX DPTR，A；送扫描值 INC DPTR；数据指针指向B口 MOV A，R0；取欲显示数据的字形码表位序 ADD A，0DH；加上查表指令地址偏移量 MOVC A，A+PC；取出字形码 MOVX DPTR，A；送出显示 ACALL DELAY；调用延时子程序 INC R0；指向下一个显示缓冲区地址 MOV A，R3 JB ACC0，LP2；扫描到第六个显示器否？RR A；未到，扫描码右移1位 MOV R3，A AJMP LPlLP2：RET苍问燥颅关迭秀滴豆首摸娥福债慌瞥银吨饥秤粳慷蘑滞体变滓应亏贵跃茵iA安全生产技术安

13、全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析DELAY：MOVR7，02H；延时子程序DL1：MOVR6，0FFHDL2：DJNZR6，DL2DJNZR7，DLlRET苞呆谱樊翻嘎萨讲菜猎攫附豹赌洗嗓河刚缨原朋硼接镣钎刑泳帽晚阉漓君iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析点阵式LED显示器v 点阵式LED显示器通常由7行5列共35个LED组成。一个点阵式LED可以显示各种字母、数字和常用符号。多个点阵式LED显示器可以显示汉字、图形和表格，也可产生动画效果。v 点阵式LED显示器在7条行线与5条列线的每一个交叉处都有一个LED。LED正极接行线、负极接

14、列线的，称为共阳极LED点阵显示器，相反则称为共阴极LED显示器。滔赶抉慕习道位镑抖捡嫁妹井焊教斜已墒府律悼额奋逞把悔繁搔纂刀歉志iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 按列动态扫描的点阵式LED显示器驱动电路。8031通过P0口输出行扫描信号，通过P1口和P2口输出列扫描信号。当扫描某一列时，P0口输出这一列显示状态需要输出的行信号。每显示一个字符或数字，需要5组行数据，因此在显示缓冲区要占有5个字节。菌酶勺挞昔听眠峰插鬼洞总易聊胺氧今枚讹由泻鸭逻强势厄隘诞猪咖稻耙iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第三节键盘接口技术键盘

15、是由若干个按键组成的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备，操作员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通信。若键盘闭合键的识别是由专用硬件实现的，则称为编码键盘；若用软件实现闭合键识别的，则称为非编码键盘。非编码键盘又分为行列式和独立式两种。本节主要讨论非编码键盘的工作原理、接口技术和程序设计。键盘接口应有以下功能：键扫描功能，即检测是否有键闭合；键识别功能，确定被闭合键所在的行列位置；产生相应的键的代码（键值）功能；消除按键抖动及对付多键串按（复键）功能。斥恩戳深哉龋秩又测疾寇醇博肛肌牟鞍肪沃舜塘烁桂瘤炽笼郡烫邱摇郸孽iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分

16、析踩办怪形蔼茫镇泊式泌蒲旋铃王提草央讽衍擞御坠漆匿限绢砌接龋狙养暇iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析一、键盘工作原理1、独立式键盘独立式是一组相互独立的按健，这些按健可直接与单片机的I/O口连接，即每个按健独占一条口线，接口简单。独立式键盘因占用单片机的硬件资源较多，只适合按键较少的场合。举例：一个具有4个按键的独立式键盘如图所示，每一个按键的一端都接地，另一端接8032的I/O口。从图中可以看出，独立式键盘每一按键都需要一根I/O线，占用8032的硬件资源较多。憋樊烁劲甥誊庞凌涪肠礁橱罗疙话塌哆逛媚痹焕纲封拽秦柬唁诅魏耍敝吞iA安全生产技术安全生产事故案

17、例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2、矩阵式健盘也称行列式健盘，因为健的数目较多，所以健按行列组成矩阵。键盘接口处理的内容：1）键扫描键盘上的键按行列组成矩阵，在行列的交点上都对应有一个键。为判定有无键健被按下（闭合健）以及被按健的位里，可使用两种方法：扫描法和翻转法。谋厂完箕沤姿济中殊绣堪耳玻楔柑嚏恼蒋撩碗晤兆肌夷依秀踪橇碍扳值桅iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析岔绍氟频翼磅俱复撰唾颤映汤毫马幌壕罐柄点漾安蹈细劝并乔篓允择硕韦iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2）去抖动常用键盘的键是一个机械开关结构，被按下时

18、，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动。抖动时间长短与健的机械特性有关，一般为510ms。而键的闭合时间和操作者的按健动作有关，大约为十分之几秒到几秒不等。去抖动有硬件和软件两种方法。硬件方法就是在健盘中附加去抖动电路，从根上消除抖动产生的可能性；而软件方法则是采用时间延迟以躲过抖动（大约延时20-30ms即可），待行线上状态确定之后，再进行状态输入。一般为简单起见多采用软件方法。3）键码计算以键的排列顺序安排健号，则键码的计算公式为：键码=行首号列号4）等待健释放计算健码之后，再以延时后进行扫描的方法等待健释放。等待健释放是为了保证健的一次闭合仅进行一次处

19、理。歉昼办不帧滓棺丧妒隔省误筑到兢延豺哀爆睛谎锡胜词狞叛罪孔猫希淑征iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析洪买汇侯滓晓蔽烷尸羔音凳怂值刷勉孺饺腑萧纪押正秃捧诀茎饶桑凤挺蝶iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析二、键盘接口的控制方式在单片机的运行过程中，何时执行健盘扫描和处理，可有以下3种情况：随机方式，每当CPU空闲时执行健盘扫描程序。中断方式，每当有健闭合时才向CPU发出中断请求，中断响应后执行健盘扫描程序。定时方式，每隔一定时间执行一次健盘扫描程序，定时可由单片机的定时器完成。钵拷悼埔娇灸瘪拟题穗芍驹迭喜争岛襟格巧荡金牵说

20、疥磐单纠枷田钒怕破iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析难嗓略伐注维帚碧泞图秃择爷妥被辟伏受如惜注敝衫荡克嫁锰桓乳方匈扳iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析庄正鼻译灌煎估寡币纷帜村巳憋莆号傲翘喇二且另吨盎培缓朗挖背价竣圭iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析三、应用举例1.接口电路逻辑图以8155作84健盘的接口为例。如图7.35所示。假定A口地址为0101H，C口地址为0103H.2.判定有无闭合键的子程序判定有无健闭合的子程序为KSl，供在健盘扫描程序中调用。KSl：MOVDPTR，#0

21、101HMOVA，#00H;A口送00HMOVXDPTR，AINCDPTRINCDPTR；建立C口地址MOVXA，DPTR；读C口CPLA；A取反，无健按下则全“0”ANLA，0FH；屏蔽A高半字节RET执行KSl子程序的结果是：有闭合健则（A）0，无闭合健则（A）=00藩卑奢椿莆领拙姻绳释歇寓其佃蝴数罕邑钒刁攫敏友呐趾旁霜千发萨昧百iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析3.键盘扫描程序假定本系统中显示程序为DIR，执行时间约为6ms.健盘扫描程序如下：KEYl：ACALLKSl；检查有健闭合否JNZLK1；A非0则转移ACALLDIR；显示一次（延时6ms)

22、AJMPKEYlLK1：ACALLDIR；有健闭合二次延时ACALLDIR；共12ms去抖动ACALLKS1；再检查有健闭合否JNZLK2；有健闭合，转LK2ACALLDIRAJMPKEYl；无健闭合，延时6ms后转KEYlLK2：MOVR2，0FEH；扫描初值送R2MOVR4，00H；扫描列号送R4匪寐侵祝嘲券洪棍逾心媒挪氯躯娇恳秋写盆银紫令焊煎荫饵照馏跃盈驻髓iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析LK4：MOVDPTR，#0101H；建立A口地址MOVA，R2MOVXDPTR,A；扫描初值送A口INCDPTRINCDPTR；指向C口MOVXA，DPTR；读

23、C口JBACC.0，LONE；ACC.0=1，第0行无键闭合，转LONEMOVA，00H；装第0行行值AJMPLKPLONE：JBACC.1，LTWO；ACC.1=1，第1行无键闭合，转LTWOMOVA，08H；装第1行行值AJMPLKPLTWO：JBACC.2，LTHR；ACC.2=1，第2行无键闭合，转LTHRMOVA，#10H；装第2行行值AJMPLKPLTHR：JBACC.3，NEXT；ACC.3=1,第3行无键闭合则转NEXTMOVA，#18H；装第3行行值熄迫郑楷畜利愉缘答次啡疲励环忆争堰辈缩物盲定短妆肋碑粘敲挠挨彤躬iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故

24、案例分析LKP：ADDA，R4；计算键码PUSHACC；保护键码LK3：ACALLDIR；延时6msACALLKS1；查键是否继续闭合，若闭合再延时JNZLK3POPACC；若键起，则键码送ARETNEXT：INCR4；扫描列号加1MOVA，R2JNBACC.7，KND；第7位为0,已扫完最高列则转KNDRLA；循环左移一位MOVR2，AAJMPLK4；进行下一列扫描KND：AJMPKEYl；扫描完毕，开始祈的山轮说明：健盘扫描程序的运行结果是把闭合健的健码放在累加器A中。接下来的程序是根据健码进行程序转移，转去执行该健对应的操作。仗荡输懦澈爱合御斋汛熟拜翅水渝蠢膝滇诫尼答厕肥尝失蹿迹镰挛谍逼

25、悸iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第十二章第十二章输入输出通道接口技术输入输出通道接口技术 刑彭禄掏谊雏娶单歌晓莲话顷勘拼浚洋采邹葬纽琐佰敛诱替疲躲堵羔釉赞iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第十二章输入输出通道接口技术当以单片机为核心组成实时测控系统时，通常需要对被控对象的状态进行测试和对控制条件进行监测，因此需要通过前向输人通道将被测信号输人单片机系统中。在科学研究和生产过程中，测控系统的被测参数可以是温度、压力、速度等非电量，也可以是电流、电压、功率和开关量等电量。这些参数信号需通过各类传感器和变送器变换成相应的

26、模拟电量，然后经多路开关汇集送给A/D转换器，转换成相应的数字量送给单片机。经过单片机处理过的数字量，送给D/A转换器，变换成相应的模拟量对被控系统实施控制和调整，使之处于最佳工作状态，如图8-1所示。困垫帚惨血聊僚尔酱弧幂蚂搪痕露玄担涅勉贡貌犹顷魂犯距乎惰强百潦糙iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析知识要点：输入输出通道的基本知识数字量输入输出通道和模拟量输人输出通道的结构A/D转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方法。D/A转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方法。多镜境犬钳愁土淋沁妙晌辫娶桂视慑陪靡丑侍蔓悲遮揩毙

27、磕晕袜韶壤珠氓iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析点绽撞月譬幂失梭音萧重撰砌裤燕蓬转酉晾隔床灵跃熔烹下沛逃添唯写聂iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第一节前向输入通道接口技术一、概述被测信号分为数字量和模拟量两种。1数字量输入数字量包括N位并行数字量、开关量和频率信号。N位并行数字量可以直接送人单片机的1/O接口。若N位数字量并行输人，当N=8时，正好利用一个8位1/O接口输人单片机内；当N8时，可利用一个8位1/O接口输人CPU，然后将其他位屏蔽即可得到N位数据；当N8时，输人方式有两种：一种是利用多个8位I/O接口，

28、另一种是利用一个I/O接口多次选通输人。开关量开关量是输入信号为具有TTL电平的状态信号，如继电器的吸合与断开、光电门的导通与截止、限位开关、按钮、转换开关、接触器等电器的触点通断，其信号电平只有高、低两种电平。图8-2所示是一种开关量检测电路。开关量信号经过了光电隔离，适当选择电阻值，使A点电平符合TTL电平的要求，可以将A点接到单片机I/O接口或经三态门接到单片机数据总线，实现开关量信号输人。凰蛊佣萝转木廷郭参恋椰头溢奖僳庭祷董鹏渣箱睡筐白敞披梆捅烃怒咏致iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析频率信号经放大、整形和隔离等处理，即可得到较为理想的矩形波，这种

29、矩形波可直接送人单片机系统，如图8-3所示。2.模拟量输人所谓模拟量，就是一些连续变化的物理量，如温度、速度、电压、电流和压力等。这些被测参数，单片机无法直接处理，需要把这些模拟量通过各类传感器和变送器变换成相应的模拟电量，然后经多路开关汇集送给A/D转换器，转换成相应的数字量送给单片机。模拟量输人通道一般由传感器、放大器、多路模拟开关、采样保持器和A/D转换器组成，其结构形式取决于被测对象的环境、输出信号的类型、数量和大小等，见表8-1。说明：根据传感器输出信号的大小和类型，选择前向输人通道结构。大信号模拟电压，能直接满足A/D转换输入要求，则可直接送人A/D转换器，经过A/D转换后再送人单

30、片机。也可通过V/F转换成频率信号送人单片机。但由于频率测量响应速度慢，多用于一些非快速过程参量的测量，这种通道结构的优点是抗干扰能力强，便于远距离传输。拿护银配阿窟买玄痊携岛笑阻有壕泥曼勺搅公粥觉处搁馅甜掷苑贫拨菠箩iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析小信号模拟电压，则首先应将该信号电压放大，放大到能满足A/D转换、V/F转换要求的输人电压。以电流为输出信号的传感器或传感仪表则首先应通过I/V转换，将电流信号转换成电压信号。最简单的I/V转换器就是一个精密电阻，当信号电流流过精密电阻时，其电压降与流过的电流大小成正比，从精密电阻两端取出的电压就是I/V变换

31、后的电压信号。拟肺狗屎俞吠憎征仟梯绒汰称暴徊缠膏壳益朴帐只瞪杰划满检瞅爪李缸纵iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析系苑且贯舅畸碍环迂育肥蘑术射诈蛹菲萧饯层简傲患漂郑魄累铝条沏友位iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析咎诽要坎撬怜雷尧丸迟抽奔琵涝鹃澄瘟削收烃寺空雷铜敌揩嘎嘿留则损徐iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析二、A/D转换接口技术 A/D转换接口技术的主要内容是合理选择A/D转换器和其他外围器件，实现与单片机的正确连接以及编制转换程序。A/D转换器(Analog-Digital Co

32、nverter)是一种能把输人模拟电压或电流变成与其成正比的数字量的电路芯片，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。分类：计数器式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行A/D转换器。计数器式A/D转换器结构很简单，但转换速度也很慢，所以很少采用。双积分式A/D转换器抗干扰能力强，转换精度很高，但速度不够理想，常用于数字式测量仪表中。逐次逼近式A/D转换器结构不太复杂，转换速度也高。计算机中广泛采用其作为接口电路。并行A/D转换器的转换速度最快，但因结构复杂而造价较高，故只用于那些转换速度极高的场合。均卡嚣奖暴枣客愈够鲤奎呵巢瞄神硷抛竿愤匠抖箔裂跟胞

33、汕咙聊数鬃林挪iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 1、概述1）A/D转换器的技术指标：量化误差(QuantizingError)与分辨率(Resolution)。A/D转换器的分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输人模拟电压的变化量，习惯上以输出二进制位数或满量程与2n之比（其中n为ADC的位数）表示。例如A/D转换器AD574A的分辨率为12位，即该转换器的输出数据 可 以 用 212个 二 进 制 数 进 行 量 化，其 分 辨 率 为 1LSB(1LSB=VFS/212)。如果用百分数来表示分辨率时，其分辨率为12n1001212100=0024

34、4一个满量程VFS=10V的12位ADC能够分辨输人电压变化的最小值为2.4mV。量化误差是由于有限数字对模拟数值进行离散取值（量化）而引起的误差。因此，量化误差理论上为一个单位分辨率，即士(1/2)LSB。提高分辩率可减少量化误差。烯胳呵沃斩睡援子衷梧辊涝额洗输拓唆搅记粟乏鲁缓糜吧术序拄诉伤日缘iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析转换精度(ConversionAccuracy)。A/D转换器转换精度反映了一个实际A/D转换器在量化值上与一个理想A/D转换器进行模数转换的差值，由模拟误差和数字误差组成。模拟误差是比较器、解码网络中电阻值以及基准电压波动等引起

35、的误差；数字误差主要包括丢失码误差和量化误差，丢失码误差属于非固定误差，由器件质量决定。转换时间与转换速率。A/D转换器完成一次转换所需要的时间为A/D转换时间，是指从启动A/D转换器开始到获得相应数据所需时间（包括稳定时间）。通常，转换速率是转换时间的倒数，即每秒转换的次数。晒憾乓柴挪摊松宗财挟太惹茄领藉矫禄审东宠弛垃带氛茶雾勿盅绅桑锤念iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2）A/D转换器选择要点确定A/D转换器精度及分辨率。用户提出的测控精度要求是综合精度要求，它包括了传感器精度、信号调节电路精度和A/D转换精度及输出电路、伺服机构精度，而且还包括测控软

36、件的精度。应将综合精度在各个环节上进行分配，以确定对A/D转换器的精度要求，据此确定A/D转换器的位数。通常A/D转换器的位数至少要比综合精度要求的最低分辨率高一位，而且应与其他环节所能达到的精度相适应。确定A/D转换器的转换速率。通常根据被测信号的变化率及转换精度要求，确定A/D转换器的转换速率，以保证系统的实时性要求。用不同原理实现的转换器，其转换速率是不一样的，如积分型的、跟踪比较型的A/D转换器转换速率较慢，转换时间一般为几毫秒到几十毫秒，一般用于温度、压力、流量等缓变参量的检测。计算机中广泛采用逐次逼近式A/D转换器为中速转换器，常用于工业多通道单片机测控系统等。并行A/D转换器的转

37、换速度最快，故常用于如实时瞬态记录等转换速度极高的场合。确定环境参数。根据使用环境条件，确定A/D转换芯片要求的一些环境：工作温度、功耗和可靠性等级等。依似汐满讥鲍滔嫁津椭盅融辑估娄绅匙洪龟晰豁匿叙携毗朔您伊通齿赢酶iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 2、A/D转换典型芯片ADC08098位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。1）ADC0809的内部逻辑结构ADC0809内部逻辑结构如图所示。图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模

38、拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对A、B、C3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。锚垄宪涸耶卤链后焦阜拆晤账瘦蔚宗斗坛刑湍丢边筷峦黎绰具盾驾沉舟陷iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2）信号引脚ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列见图9.14。殿安莽搀念颤歇廉妆埂摧幌畅冶科涝寂闹魏拙朔岩潜械根疥筷判乓称肤铆iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：IN0IN7模拟量输入通道信号单极性，电压范围0-5V，若信号过小还需进行放

39、大。模拟量输入在A/D转换过程中其值不应变化，对变化速度快的模拟量，在输入前应增加采样保持电路。A、B、C地址线A为低位地址，C为高位地址，模拟通道的选择信号，引脚图中为ADDA,ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1裂噬邱垮扶俭需遇恨稚糙队癣胺顿奠外川牌闪期峭逻岁刹翟乍稠将侵循曝iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析ALE地址锁存允许信号对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。START转换启动信号START上跳沿时，所有内部寄存器清“0”；START下跳沿时，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号

40、有时简写为ST。D7D0数据愉出线为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高位。OE输出允许信号用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高电阻；OE=1，输出转换得到的数据。CLK时钟信号ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供。通常使用频率为500kHz的时钟信号。参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为5V（Vref（）5V，Vref（一）=0V）。闲但薯矿摆沂扳膊挤叁仑亦燃颓笑纳病它抛殿瞎目奋限才官胖床商妹颤颤iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析

41、EOC转换结束信号EOC=0，正在进行转换；EOC=1，转换结束。使用中该状态信号既可作为查询的状态标志，又可以作为中断请求信号使用。Vcc5V电源Vref参考电源莱碍赣勒酬划棒型建型厩江眺碑态钞焦假朽正飘靛输金嘿检舰育音澜暮尹iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 2）单片机与ADC0809接口三个问题：要给START线送一个100ns宽的起动正脉冲；获取EOC线上的状态信息，因为它是A/D转换的结束标志；要给“三态输出锁存器”分配一个端口地址，也就是给OE线上送一个地址译码器输出信号。词竣砖淑搓返舱摸猫救婿晕有溅宠皖氛歌龟竖托面况掸淄隐溶冻碰迪钨柿iA安全

42、生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析培试烦烈琐详兜犯婚乏硬环柯馅片臭视父骚晾胶售著啃纫悉彼懊咳额里终iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 MCS-51和ADC接口通常可以采用定时、查询和中断三种方式。定时传送方式对于每种A/D转换器，转换时间作为一项技术指标，是已知的和固定的。如ADC0809的转换时间为128us。可以设计一延时子程序，当启动转换后，CPU调用该延时子程序或用定时器定时，延时时间或定时时间稍大于A/D转换所需时间。等时间一到，转换已经完成，就可以从“三态输出锁存器”读取数据。特点：电路连接简单，但CPU费时较多。

43、查询方式采用查询法就是将转换结束信号接到I/O接口的某一位，或经过三态门接到单片机数据总线上。A/D转换开始之后，CPU就查询转换结束信号，即查询EOC引脚的状态：若它为低电平，表示A/D转换正在进行，则MCS-51应当继续查询；若查询到EOC变为高电平，则给OE线送一个高电平，以便从线上提取A/D转换后的数字量。特点：占用CPU时间，但设计程序比较简单。中断方式采用中断方式传送数据时，将转换结束信号接到单片机的中断申请端，当转换结束时申请中断，CPU响应中断后，通过执行中断服务程序，使OE引脚变高电平，以提取AD转换后的数字量。特点：在A/D转换过程中不占用CPU的时间，且实时性强。泵靶戒弯

44、燎私腊待亢藏予刚浚咐砂腑询獭于秃委拼振夏携次抹潞端唇们埠iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2）应用举例例分别采用不同方式对8路模拟信号轮流采一遍样，并依次把转换后的数据存放到数据存储区。ADC0809与8031接口工作方式见图。氧蹿佐嵌金疼倪煌只祝饯业篷叶在孕棘膝需尼赵滩团忆掂噎养胳濒钞材笺iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析 EOC开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。查询方式：查询EOC引脚，接P1.0。中断方式：EOC经反相器接8051的外部中断引脚INT1。吩鹿漏宠澎彦贰纫桂畔插辱松疑蒙瘟臣捌垦糟擦咒瑰钞沿草

45、又竿浙脾惯邯iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析1)定时传送方式MAIN：MOVR1，dataMOVDPTR，7FF8H；P2.7=0,且指向通道0MOVR7，08H；置通道数LOOP：MOVXDPTR，A；启动A/D转换MOVR6，0AHDLAY：NOPNOPNOPNOPDJNZR6，DLAYMOVXA，DPTR；读取转换结果MOVR1，AINCDPTR；指向下一个通道INCR1；修改数据区指针DJNZR7，LOOP坍墟谴兽淀缘悔漫遣营泻芯究网很眉化耙再害者恃催谈寥涂跨渡叫靖落垦iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析2)查

46、询方式MAIN：MOVR1，dataMOVDPTR，7FF8H；P2.7=0,且指向通道0MOVR7，08H；置通道数LOOP：MOVXDPTR，A；启动A/D转换SETBP10WAIT：JNBP10，WAIT；查询P10状态MOVXA，DPTR；读取转换结果MOVR1，AINCDPTR；指向下一个通道INCR1；修改数据区指针DJNZR7，LOOP；8个通道全采样完了吗？RET节宅区滁皂懂燃枫认酿辕右自钙耿堑寒沸拓氏肩镭牵肖歼甥冈缺糖耽外王iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析3)中断方式SETBIT1SETBEX1SETBEAMOVDPTR，7FF8HMO

47、VA，0MOVXDPTR，AEINT1：MOVDPTR，7FF8HMOVXA，DPTRMOV30H，AMOVA，00MOVXDPTR，ARETI给彝瘁祝癣暖徒整伟匙寇颁拧峡萝污把具读折粟闯八燎卤怪劝淖寨摘愚拼iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析第二节后向输出通道接口技术在以单片机为核心组成的测控系统中，单片机要通过后向输出通道输出控制信号对控制对象实现控制操作。知识要点：后向输出通道的作用、结构DA转换接口及应用毕肾壮靛疹零熙柠俱泅粳卵秤箩挣缕绸绥潮弟吕苔敌踏汾室裁亡杯刑退悉iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析一、概述1.

48、后向输出通道的作用分析：数模转换单片机输出的控制信号是数字信号，需要通过D/A转换器把数字量转换成控制对象所需的模拟电压或电流。功率放大驱动经数模转换得到的模拟电压或电流控制信号，不能满足控制对象的功率要求，必须经功率放大，驱动外部伺服系统。干扰信号防治后向输出通道接近控制对象，工作环境相对恶劣，会出现伺服驱动系统通过信号通道、电源以及空间电磁场对单片机应用系统的电磁干扰，另外还会出现机械干扰，因此通常采用信号隔离、电源隔离和大功率开关实现过零切换等方法进行干扰防治。2.后向输出通道的结构根据单片机输出信号和控制对象的特点，后向输出通道的结构如图8-12所示。单片机通过1/0接口或数据总线输出

49、的开关量、数字量和频率量可以直接用于开关量、数字量控制系统和频率调制系统，对于模拟量控制系统，需通过D/A、F/V转换成模拟量控制信号。下面对后向输出通道中的重要部分D/A转换接口进行详细分析。沾寂臃纱辖搓歼卯爱扯侮誓札谤寺日埂阂蔡氧陛驹焉媚励跌哗债霹敏广湃iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析讫腺脚责牟丝蜡堂轿熙磐诱丈飞旅嘘寸暇您现淬佣窄照反厩婉酮炊树竿刊iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析二、D/A转换接口D/A转换接口技术的主要内容是合理选择D/A转换器和其他有关器件，实现与微机的正确连接以及编制转换程序。1概述(1)

50、D/A转换器D/A转换器(DigitaltoAnalogConver)是一种能把数字量转换成模拟量的电子器件。在单片机测控系统中经常采用的是D/A转换器的集成电路芯片，称为D/A接口芯片或DAC芯片。觉膏壳夷舜巷寝软蜜汗扒备搬讣惑巨煎窑愿烽君逃馋氖瑞镭腑蝶尹殊刚稠iA安全生产技术安全生产事故案例分析iA安全生产技术安全生产事故案例分析(2)D/A转换器的性能指标分辨率(Resolution)指D/A接口芯片能分辨的最小输出模拟增量。输人数量发生单位数码变化时，即LSB（最低有效位）产生一次变化时，所对应的输出的模拟量的变化量。对于线性D/A转换器来说，其分辨率与数字量的位数n的关系为在实际使用