微机原理与应用第十章
微机原理与应用要点总结
微机原理与应用
第七章 常用数字接口电路
编写程序，使得数码显示其能够 接口与中断技术
1. 掌握 端口的两种编址方式：I/O端口与内存单元统 掌握I/O端口的两种编址方式 端口的两种编址方式： 端口与内存单元统 一编址、 端口独立编址；（P234） 端口独立编址；（ 一编址、I/O端口独立编址；（ ） 2. 理解简单接口芯片 理解简单接口芯片 简单接口芯片74LS244、74LS273、74LS373、 、 、 、 74LS374的作用及区别；P237~240 的作用及区别； 的作用及区别 3. 掌握主机与外设之间 种数据传送方式： 掌握主机与外设之间 种数据传送方式： 主机与外设之间4种数据传送方式 无条件传送、查询、中断、 无条件传送、查询、中断、直接存储器存 取（DMA）方式； ）方式； 4. 掌握中断处理的 个步骤：中断请求、中断判优、中 掌握中断处理的 个步骤：中断请求、中断判优、 中断处理的5个步骤 断响应、中断服务、中断返回。 断响应、中断服务、中断返回。 5. 掌握中断向量表的概念，中断向量表结构、中断类 掌握中断向量表的概念 中断向量表结构、 中断向量表的概念， 型码与中断向量表关系。（ 。（P256） 型码与中断向量表关系。（ ）
3. 掌握 掌握CLD、STD、CLC、STC、CLI、STI 、 、 、 、 、 指令的含义。 指令的含义。
微机原理与应用
第四章、 第四章、汇编语言程序设计
1. 理解汇编语言源程序的结构； 理解汇编语言源程序的结构 汇编语言源程序的结构； 2. 掌握如下常用伪指令： 掌握如下常用伪指令 如下常用伪指令： （1）数据定义为指令 、DD、DW、 DT等； ）数据定义为指令DB、 、 、 等 （2）符号定义伪指令 ）符号定义伪指令EQU; （3）段定义伪指令： ）段定义伪指令： 段名 SEGMENT ... 段名 ENDS （4）设定段寄存器伪指令： ）设定段寄存器伪指令： ASSUME 段寄存器名：段名 ...] 段寄存器名：段名[, 3. 熟悉 DOS功能调用实现键盘输入、显示器输出。 功能调用实现键盘输入、 功能调用实现键盘输入 显示器输出。 4. 会用汇编语言编写简单的源程序。 会用汇编语言编写简单的源程序。
微机原理 第10章 PPT课件
0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D5位：发送保持寄存器空闲标志位。 D5＝1，表示数据已从发送保持寄存器转移到发送移位寄存器，发送保 持寄存器空闲，CPU可以写入新数据。当新数据送入发送保持寄存器后，D5 置0。 D6位：发送移位寄存器空闲标志位。 D6＝1，表示一帧数据已发送完毕。当下一个数据由发送保持寄存器移 入发送移位寄存器时，该位被置0。
异步通信传送中，收、发双方必须约定： 收发双方的通信速率必须一致 收发双方的数据帧格式必须一致
例如： 传送一个字符 “E” ，（ASCⅡ码为：1000101B =45H） 7个数据位,奇校验, 2个停止位.
停止位
数据位
停止位 空闲位
11 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1
起始位
１到０的跳变作为新字符的开始
最低位
最高位
起始位
四部分：
５到８个数据位
1,112 或2个停止 可选的奇偶校验位
（1）起始位 ： 1位逻辑‘0’
（2）数据位： 5~8位 0，1代码
（3）奇偶校验位： 0~1位‘0’或‘1’
（4）停止位： 1、1.5、2位逻辑‘1’
奇偶校验位（可有可无） 奇校验：数据位与校验位中‘1’的个数为奇数。 偶校验：数据位与校验位中‘1’的个数为偶数。 通信双方约定采用一致的奇偶校验方式，由发送方设置校验位， 由接收方负责校验。
校验位
4. 信号的调制与解调
数据通信传输的是数字信号，要求传送线的频带很宽，而我们在长 距离传送时，有时是利用电话线传送的，而电话线的带宽为 300 ~ 3000 Hz ，因此若直接传输数字信号，信号就要发生畸变。
计算机
~~ ~~
终端或 计算机
微机原理及应用参考答案
名师整理优秀资源参考答案第一章计算机中的数制和码制第二章计算机概述一、填空题1.82.23. 10244. 25.5、11001.1、00100101.0101B5. 1000010B、42H、66H6. 41.625、29.AH7. 10001101B8. 11001001、110010109. -128 ~ +12710. 系统软件、应用软件11. 电子管、超大规模集成电路二、单选题1． A4． C2． C5．A 3．D 6． C三、分析简答题1. 8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为几种？哪几种？答：8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为三种种，分别是：数据总线、地址总线和控制总线2. 写出-25 的原码、反码、补码，并将补码转换成十六进制数 (设机器字长为8 位)。
答：X=-25=-11001BX 原码:10011001BX 反码:11100110BX 补码:11100111B = E7H名师整理 优秀资源 3. 举例说明什么是机器数，什么是真值？答： 将符号数值化了的数称为机器数。
如： -18=-10010B(真值)；机器数为： 10010010B第三章 半导体存贮器一、填空题1. ROM 、RAM2. 6 个3. 8、4二、单选题1． A 5． C2 ． B3 ． D4 ． B6 ． C7 ． B三、分析简答题1. 在对存储器芯片进行片选时，全译码方式、部分译码方式和线选方式各有何特点？答： ①全译码方式： 存储器芯片中的每一个存储单元对应一个唯一的地址。
译码需要的器件多；②部分译码方式：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
译码简单；③线选：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
地址有可能不连续。
不需要译码。
四、硬件接口设计题1. 答：(1)A10～08088CPUWEA10～0#CSY4WEA10～01#CS1Y5名师整理优秀资源(2) 存储器类型为RAM 总容量为4K×8地址范围: 0# 2000H-27FFH1# 2800H-2FFFH2. 答：（9 分）(1) 存储器类型：RAM该系统的存储器容量为：6K×8位（或：6K 字节）(2) 1#芯片的地址范围：1000H ~ 17FFH2#芯片的地址范围：0800H ~ 0FFFH3#芯片的地址范围：0000H ~ 07FFH3. 1）1K×42）2K×8或2KB3）地址分配范围第一组： A19~ A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最小地址最大地址第二组：0 ~0 ~0 ~0 ~111111111111111111110 00000H~1 003FFH0 00400H~1 007FFH第四章微型计算机及微处理器的结构和组成一、填空题1. BIU、EU、指令的译码和指令执行2. 4、16、16、6、20名师整理优秀资源3. 8、164.1、2二、单选题1 ． B2 ． B三、分析简答题1. 8086/8088 微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？答：执行部件有8个16位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。
微机原理和应用(陈继红、徐晨)课后习题答案
微机原理及应用（陈继红、徐晨）课后习题答案第三章8086/8088指令系统和寻址方式习题答案（部分）3.1 总结计算机中十进制、二进制、八进制及十六进制数的书写形式。
123D、0AFH、77Q、1001110B分别表示什么计数制的数？答案：123D、0AFH、77Q、1001110B分别表示十进制、十六进制、八进制、二进制。
3.2字长为8位、16位二进制数的原码、补码表示的最大数和最小数分别是什么？答案：8位原码表示的最大数：（27-1）、8位补码表示的最大数：（27-1）、8位原码表示的最小数：-（27-1）、8位补码表示的最小数-27。
16位原码表示的最大数：（215-1）、16位补码表示的最大数：（215-1）、16位原码表示的最小数：-（215-1）、16位补码表示的最小数-215。
3.3 把下列十进制数分别转换为二进制数和十六进制数。
(1)125 (2)255 (3)72 (4)5090答案：(1) 125二进制数：0111 1101B；十六进制数：7DH。
(2)255二进制数：1111 1111B；十六进制数：0FFH。
(3)72二进制数：0100 1000B；十六进制数：48H。
(4)5090二进制数：0001 0011 1110 0010B；十六进制数：13E2H。
3.4 把下列无符号二进制数分别转换为十进制数和十六进制数。
(1)1111 0000 (2)1000 0000 (3)1111 1111 (4)0101 0101答案：(1)1111 0000十进制数：240D；十六进制数：0F0H。
(2)1000 0000十进制数：128D；十六进制数：80H。
(3)1111 1111十进制数：255D；十六进制数：0FFH。
(4)0101 0101十进制数：85D；十六进制数：55H。
3.5 把下列无符号十六进制数分别转换为十进制数和二进制数。
(1)FF (2)ABCD (3)123 (4)FFFF答案：(1)FF十进制数：255D；二进制数；1111 1111B。
《微机原理及应用》教材课后习题参考答案
《80X86/Pentium微型计算机原理及应用》教材课后习题参考答案第三章3-5(1)MOV SI, 2100H 源：立即数；目标：寄存器(2)MOV CX, DISP[BX] 源：基址，EA=BX+DISP，PA=DS×16+BX+DISP；目标：寄存器(3)源：寄存器；目标：寄存器间接寻址EA=SI，PA=DS×16+SI(4)源：基址加变址，EA=BX+SI，PA=DS×16+BX+SI；目标：寄存器(5)源：寄存器；目标：寄存器(6)源：基址，EA=BX+10H，PA= DS×16+BX+10H；目标：寄存器(7)源：寄存器间接，EA=BX，PA= ES×16+BX；目标：寄存器(8)源：带位移量的基址加变址，EA=BX+SI+20H，PA= DS×16+BX+SI+20H；目标：寄存器(9)源：寄存器；目标：寄存器间接，EA=BP，PA= SS×16+BP(10)源：寄存器；目标：存储器，EA=SP-2，PA= SS×16+SP-23-7(1)源操作数错，基址+基址不能用在存储器寻址方式中，只能基址+变量，改成MOV AX, [BX+SI](2)错，V ALUE1和V ALUE2一般为自己定义的变量名称，则此两操作数的组合形式为存储器和存储器，ADD指令无此组合形式(3)错，立即数不能直接传给段寄存器(4)错，CS不能作为目标操作数(5)错，立即数不能作为目标操作数，两个操作数互换位置即可(6)如果V ALUE1是用DW定义的WORD型变量，则此题正确，否则错误(7)错，段寄存器不能直接传给段寄存器(8)错，移位次数超过1时，应该先将移位次数送给CL，改成MOV CL, 3; ROL [BX][DI],CL(9)错，NOT操作符只有一个操作数(10)对，CS不能作为目标操作数，但可以作为源操作数(11)错，不能直接将立即数压入堆栈(12)错，两处错误，1：IN指令应该AL在前,端口地址在后；2：端口地址100H超过8位数能表示的范围，应该先将100H送给DX，改成MOV DX, 100H; IN AL, DX(13)错，LEA指令的第二操作数必需为存储器寻址方式(14)错，CX不能作为寄存器间接寻址方式，应将CX改成BX/BP/SI/DI之一3-8(1)AX=3355H, SP=1FFEH(2)AX=3355H, DX=4466H, SP=1FFCH3-9 BX=4154H, [2F246H]=6F30H3-10 BX=139EH3-11 SI=0180H, DS=2000H3-12(1) CL=F6H(2) [1E4F6H]=5678H(3) BX=9226H, AX=1E40H(4) SI=9226H, [SI]=[1E4F6]=0024H(5) AX=5678H, [09226H]=1234H3-13 AF=0, CF=1, OF=1, SF=0, ZF=03-14(1) MOV AX, 0 XOR AX, AX SUB AX, AX(2) MOV CL, 4ROL BL,CL (或ROR BL, CL)(3) 题中没规定N1和N2是8位还是16位数，现假定都8位数（也可假定是16位数，程序不一样）MOV AH, 0MOV AL, N1IDIV N2MOV M1, ALMOV M2, AH(4) 题目的意思即使BX的b4,b6,b11位清零AND BX, 0F7AFH(5) XOR AX, 4020H(6) TEST DX, 0201H(7) TEST CL, 1JNZ NEXTINC CL (或DEC CL)NEXT:3-15 假设题目的意思理解为编号从1开始(1) LEA BX, BLOCK+(6-1)*2MOV AX, [BX](2) LEA BX, BLOCKMOV AX, 10[BX](3) LEA BX, BLOCKMOV SI, 0MOV AX, 10[BX][SI](4) MOV AX, BLOCK+103-16(1) 结果存在地址是580H端口中，[580H]=60H(2) 结果存在地址是580H端口中，[580H]=8060H（即[580H]=60H, [581H]=80H）(3) 结果存在AL中，AL=[40H]=4FH(4) 结果存在AX中，AL=[40H]=4FH, AH=[41H]（题目中没有给出端口41H中的值）(5) 结果存在地址是45H端口中，[45H]=60H(6) 结果存在地址是45H端口中，[45H]=8060H（即[45H]=60H，[46H]=80H）3-17 假定每小题中NUM1和NUM2都是和题中指定的操作数等长，即(1)中NUM1和NUM2为字变量，（2）（3）中为字节变量，（4）中为双字变量(1) MOV AX, NUM2ADD NUM1, AX(2) MOV CX, 4LEA BX, NUM1XOR AL, AL ; AL清零L1: ADD AL, [BX]INC BXLOOP L1MOV RES, AL(3) MOV CX, 8LEA BX, NUM1XOR AX, AXL1: ADD AL, [BX]JNC L2INC AHL2: INC BXLOOP L1MOV AX, WORD PTR RES(4) MOV AX, WORD PTR NUM1ADD WORD PTR NUM2, AXMOV AX, WORD PTR NUM1+1ADC WORD PTR NUM2+1, AX ; (MOV指令不影响CF标志位，否则不能这么写) 3-18(1) MOV CX, 8LEA BX, NUM1XOR AX, AXL1: ADD AL, [BX]DAAJNC L2INC AHL2: INC BXLOOP L1MOV AX, WORD PTR RES(2) MOV AL, NUM1SUB AL, NUM2DASMOV RES, AL差=90H, CF=13-19(1) MOV AL, NUM1MUL NUM2 ; 8位乘8位MOV WORD PTR RES, AX(2) MOV AX, NUM1IMUL NUM2 ;16位乘16位MOV WORD PTR RES, AXMOV WORD PTR RES+2, DX(3)MOV AL, NUM1MOV BL, 46CBWDIV BLMOV WORD PTR RES, AX(4) MOV AX, NUM1CWDIDIV NUM2 (或DIV NUM2)MOV WORD PTR RES, AXMOV WORD PTR RES+2, DX3-20(1)53乘以2MOV AL, 53SHL AL, 1结果106(2) -49乘以2MOV AL, -49 ; -49补码为CFHSHL AL, 1 ;AL=9EH, 真值即为-98结果-98除以2类似3-21(1) BX=009AH(2) BX=15CH(3) BX=8071H(4) BX=10F7H(5) BX=FF1CH3-22(1) DX=[20506]=0006H BX=0004H(2) SP=1FFEH, [SP]=CX=FFFEH(3) CX=BX=0004H(4) AX=8094H, CF=0(5) AL=[20508H]=87H(6) AL=94H+37H+1=CCH, CF=0, AL=32H(7) SI=9(8) DI=9(9) [DI]=[2050A]=AL=94H(10) AX=17C6H, DX=8094H(11) AH=84H, BL=4(12) IP=DX=17C6H3-23(1) 将存储器中以FIRST为起始地址连续10个字节复制到以SECOND为起始地址的地方(2) 将存储器中数据段中以偏移地址0404H为起始地址，连续80H个字节的空间清零3-24MOV BX, 5MUL BXMOV BX, 2DIV BX3-26 MOV BX, 0A80HMOV AL, 5XLAT3-27(1) IP=1256(2) IP=3280H(3) IP=2450H3-28 IP=009A, CS=2000, [SP]=8F, [SP+1]=3DH, [SP+2]=50H, [SP+3]=40H3-29CMP AL, 1JNZ LAB1CMP AL, 2JNZ LAB2CMP AL,4JNZ LAB3最后一个条件(若位0至位2都是0，则顺序执行)，相当于没有，因为不管符不符合这个条件，程序都会按顺序执行。
《微机原理及其应用》
3.单片机－Single Chip Microcomputer 。 CPU＋RAM＋ROM＋T/C＋I/O接口＋UART一块芯片
2,3 间的差别在于：
CPU不同 复杂和简单：外 存设 贮不 器同 量不同
操作平台不同
软件：编译器 和仿真系统 监控程序 汇编语言，
C51
但应用领域广泛，价格也不同。
1964-1971 第三代集成电路计算机。使用半导体存储 器，出现多终端计算机和计算机网络。
1971- 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算 机、单片微型计算机，外部设备多样化。
1981- 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和 交流方式。
0.2 单片机简介与发展
0.2.1 单片机简介 单片机即单片微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内
存和I/O接口等)集成在一小块硅片上的微型机。
单片机为工业测控而设计，又称微控制器。具有三高
优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器 仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微 型机应用系统。
0.2.2 单片机发展概况
1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列 1978- 高档8位单片机 Intel MCS-51系列：
高级语言：用C语言来编写程序，然后通过“编译”程序
生成代码，是一种面向问题的语言，容易学习和理解。
1.4.6 单片机在控制领域中应用的优点
(1) 体积小，成本低，易于嵌入系统内部。 (2) 面向控制，能解决各类简单到复杂的控制任务。 (3) 抗干扰能力强，适应温度范围宽，可在恶劣环境下可靠工作。 (4) 易实现多机和分布式控制
单片机与嵌入式技术
微机原理与应用
《微机原理与应用》复习资料第1 章微型计算机基础知识1．计算机的基本组成（P16-P23）2．CPU 的三组总线 AB，DB，CB3．微计算机中数和字符的表示：真值，原码，反码，补码，BCD 码，ASCII 码（1）给定一个十进制数，求其原码、反码、补码，例如：求-112 的原码、反码、补码（2）BCD 码与 ASCII 码之间的转换方法（读程序或写程序）ADD AL,30H OR AL,30H SUB AL,30H4．十进制，二进制，十六进制之间的转换（读程序或写程序）5．补码的加减运算和对标志位的影响：CF，ZF，OF，SF计算机中的计算方法，补码运算过程。
第2 章微处理器结构、处理器总线时序和系统总线（*）1．8086CPU 的内部结构：EU，BIU （P36-P40）2．8086CPU 的逻辑地址和物理地址（P48-P53）3．8086CPU 的寄存器结构（P37-P40）4．标志寄存器、常用的标志位以及对应的条件转移指令（P39）5．有符号数与无符号数运算对标志位的影响，以及溢出判断方法（双高位判断法）5.8086/8088 有最小组态和最大组态的区别，8086/8088 的区别。
6.基本概念：指令周期—执行一条指令所需的时间。
不同指令的指令周期是不同的。
有些指令周期划分为一个个总线周期。
例:最短指令: 寄←寄, 只需要 2 个时钟周期.最长指令: 16 位乘、除,约需 200 个时钟周期.总线周期—每当 CPU 与存储器或 I/O 端口交换一个字节(或字、双字)数据所需的时间称之为一个总线周期。
每个基本总线周期包含4 个T 状态。
T 状态—就是一个时钟周期,是 CPU 处理动作的最小单位。
7.掌握8086/8088 的引脚最小组态和最大组态时的含义，掌握三总线分析方法。
8.能看懂存储器的读周期9.为什么要插入Tw，以及如何处理这种情况。
（P45）解决快速 CPU 与任何速度的存储器的时序配合。
《微机原理与接口技术》课程总结
《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。
这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。
在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。
第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
（3）计算机网络阶段（1991年至今）。
计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。
要会各个进制之间的数制转换。
计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。
第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。
本章内容是本课程的重点部分。
第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。
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如果用8位二进制代码来控制图中的S1～S8(Di=1 时Si闭合；Di=0时Si断开)，那么根据二进制代码 的不同，输出电压VO也不同，这就构成了8位的 D/A转换器。
►
可以看出，当代码在0～FFH之间变化时，VO相 应地在0～-(255/256)Vref之间变化。
为控制电阻网络各支路电阻值的精度，实际的 D/A转换器采用R-2R梯形电阻网络(见下页)，它 只用两种阻值的电阻(R和2R)。
►
分辨率（Resolution）
输入的二进制数每±1个最低有效位(LSB)使输出变化的 程度。 一般用输入数字量的位数来表示: 如8位、10位
例：一个满量程为5V的10位DAC，±1 LSB的变化将使输出 变化 5/(210-1)=5/1023=0.004888V=4.888mV
►
转换精度（误差） 实际输出值与理论值之间的最大偏差。 一般用最小量化阶⊿来度量，如±1/2 LSB 也可用满量程的百分比来度量，如0.05% FSR LSB: Least Significant Bit FSR: Full Scale Range)
10.1 D/A转换器工作原理 10.2 D/A转换器的主要性能指标 10.3 DAC 0832 D/A转换器 10.4 A/D转换器主要性能指标 10.5 A/D转换器工作原理 10.6 ADC 0809 A/D转换器 10.7 AD 570 A/D转换器
►
本章内容
模拟量输入输出通道的组成 D/A转换器
► A/D转换的四个步骤
采样→保持→量化→编码
►采样/保持：由采样保持电路（S/H）完成 ►量化/编码：由ADC电路完成（ADC：AD变换器）
►
采样
将一个时间上连续变化的模拟量转为时间上断续变化 的（离散的）模拟量。 或：把一个时间上连续变化的模拟量转换为一个脉冲 串，脉冲的幅度取决于输入模拟量。 将采样得到的模拟量值保持下来，使之等于采样控制 脉冲存在的最后瞬间的采样值。 目的： A/D转换期间保持采样值恒定不变。
►保证变换时信号恒定不变
A/D变换器（A/D Converter）
►模拟量转换为数字量
►
D/A变换器（D/A Converter）
►数字量转换为模拟量
►
低通滤波
►平滑输出波形
►
放大驱动
►提供足够的驱动电压，电流
►
D/A变换器的基本原理及技术指标
D/A变换器的基本工作原理
►组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器 ►两种电阻网络：权电阻网络、R-2R梯形电阻网络
►基本结构如图：
Rf
数字量
模拟开关 电阻网络
∑
VO Vref
►
运放的放大倍数足够大时，输出电压Vo与输入电 压Vin的关系为：
VO = -
Rf R
V in
R Vin
∑
Rf
式中：Rf 为反馈电阻 R 为输入电阻
Vo
►
若输入端有n个支路, 则输出电压VO与输入电压 Vi的关系为：
V 0 = -R f
模拟量输入 (数据采集)
模拟量输出 (过程控制)
输入通道
工 业 生 产 过 物理量 变换 传 感 器 放大 滤波 多路转换 & 采样保持
A/D 转换
输入 接口
10101100 微 型
计 信号 处理 信号 变换 I/O 接口
算 机 00101101
输出通道
执行 机构 放大 驱动 D/A 转换 输出 接口
3. 转换时间 完成一次A/D转换所需要的时间，称为A/D转换 电路的转换时间
4 .温度系数和增益系数：
这两项指标都是表示A/D转换器受环境温度影响 的程度的。 5. 对电源电压变化的抑制比 用改变电源电压使数据发生±1LSB变化时所对应
的电源电压变化范围来表示
► 用途
将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机进行处理。 常用于数据采集系统或数字化声音。
……
port1
0832-1
A10-A0 译码器 port2 0832-2
port3
本例中三个端口地址的用途： port1 选择0832-1的输入寄存器 port2 选择0832-2的输入寄存器 port3 选择0832-1和0832-2的DAC寄存器 MOV AL，data MOV DX，port1 OUT DX，AL MOV DX，port2 OUT DX，AL MOV DX，port3 OUT DX，AL 转换 HLT ; 要转换的数据送AL ; 0832-1的输入寄存器地址送DX ; 数据送0832-1的输入寄存器 ; 0832-2输入寄存器地址送DX ; 数据送0832-2的输入寄存器 ; DAC寄存器端口地址送DX ; 数据送DAC寄存器，并启动同步
5V 19 “1” ILE
AGND
“0” CS
WR1 WR2
1 2
18 17
20 10
VCC DGND
“0”
XFER
►
单缓冲方式
使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通。CPU只需一次写 入即开始转换。控制比较简单。见教材p352图。
转换要有两个步骤：
►将数据写入输入寄存器 CS#=0、WR1#=0、ILE=1 ►将输入寄存器的内容写入DAC寄存器 WR2#=0、XFER#=0
i=1
n
1 Ri
V in
Rf
R1
式中：Ri 为第i支路的输 入电阻 Vin
… Rn
∑
VO
►
令每个支路的输入电阻为2iRf , 并令Vin为一基准 电压Vref，则有
V 0 = -R f
i=1
n
1 2 Rf
i
V re f = -
i=1
n
1 2
i
V re f
►
如果每个支路由一个开关Si控制，Si=1表示Si合 上，Si=0表示Si断开，则上式变换为
►
保持
►
对于慢速变化的信号，可省略采样保持电路
► ►
►
采样通常采用等时间间隔采样。 采样频率fs不能低于2fimax（fimax为输入信号 Vin的最高次谐波分量的频率）； fs的上限受计算机的速度、存储容量、器件速度 的限制。
实际中一般取fs为fimax的4-5倍。
采样—保持—量化—编码 10.5.1
只有当电压值正好等于量化电平的整数倍时，量化后才是准确值， 否则量化后的结果都只能是输入模似量的近似值。这种由于量化 而产生的误差叫做量化误差。量化误差是由于量化电平的有限性 造成的，所以它是原理性误差，只能减小，而无法消除。为减小 量化误差，根本的办法是减小量化电平（即增加字长）。
►
►
原理及连接使用方法
原理及连接使用方法
A/D转换器
概述
►
模拟量I/O接口的作用：
实际工业生产环境——连续变化的模拟量
►例如：电压、电流、压力、温度、位移、流量
计算机内部——离散的数字量
►二进制数、十进制数
工业生产过程的闭环控制
模拟量 数字量 数字量 模拟量
传感器
A/D
计算机
D/A
执行元件
s(t)
采样器
f(t)
K
fs(t
►
由MOS管采样开关T、保持电容Ch和运放构成的跟随器三 部分组成。
Vin
采样控制
T
Ch
S(t)
－
＋
Vout
采样控制信号S(t)=1时，T导通，Vin向Ch充电，Vc和Vout跟
踪Vin变化，即对Vin采样。S(t)=0时，T截止，Vout将保持前一 瞬间采样的数值不变。
►
双缓冲方式（标准方式）
►
优点：数据接收与D/A转换可异步进行； 可实现多个DAC同步转换输出——分时写入、同步转换
直通方式
使内部的两个寄存器都处于直通状态。模拟输出始终跟随输入变化。 不能直接与数据总线连接，需外加并行接口(如74LS373、8255等)。
应用举例：
MOV MOV ROTATE：INC OUT JMP DX，PORTA ；PORTA为D/A转换器端口 AL，0FFH ；初值 AL DX，AL ；往D/A转换器输出数据 ROTATE
4q
100
011
3q
2q q 0
3q
010 2q 001 q 0 000
q
0V
001
000
只舍不入法
四舍五入法
►
量化就是用基本的量化电平的个数来表示采样到模拟电 压值。即把时间上离散而数值上连续的模拟量以一定的 准确度变换为时间上、数值上都离散的具有标准量化级 的等效数字值。（量化电平的大小取决于A/D变换器的 字长）
►
转换时间
从开始转换到与满量程值相差±1/2 LSB所对应的模拟 量所需要的时间
V VFULL 1/2 LSB
0
tC
t
10.3 0832D/A转换器
10.3.1 DAC 0832的结构
基准电源输入线
D7 D6 . . . D0
13 D 14 15 16 4 5 6 7
Q
D
Q
D
Q 8
8位 输 入 寄 存 器
► ►
► ► ► ►
►
D/A转换可分为两个阶段：
CS#=0、WR1#=0、ILE=1，使输入数据锁存到输入寄存器； WR2#=0、XFER#=0，数据传送到DAC寄存器，并开始转换。
D0 ～ D7 CS
写输入 寄存器
WR1 ILE （高电平）
写DAC 寄存器