模拟接口技术
AO2.910.286JS GAI-2模拟输入接口技术说明
AO2.910.286JS GAI-2模拟输入接口技术说明一、目的采集0~10V直流电压信号或4~20mA直流电流信号需经过模拟量输入接口板的8选1切换，然后被传送到主板上的模拟量测量通道。
电压信号输入或电流信号输入应事先明确，手工控制，一般不作兼用处理。
本电路板的类别码为02H。
二、原理框图图1 GAI-2板组成原理图DB0-DB7S1IN1IN8IN2图2 GAI-2板电路图三、基本原理实际上该电路也是个8选1多路模拟量选通器。
R9~R24为电流采样电阻。
如果输入量为0~10V直流电压信号，应将该路的“跳线器”拔掉，让电压直接经模拟开关进入到主板的模拟量通道。
如果输入量为4~20mA直流电流信号，则应将该路的短路插座上插入“跳线器”，让电流转换成电压信号再进入主板的模拟量测量通道。
GAI的逻辑控制电路与BMS-I接口板类同。
GAI板上的电流采样电阻必须经过严格选配，保证每路的采样电阻阻值为500.0±0.3Ω的范围内。
选配工作的具体方法如下：1、准备好一只HP34401A型数字万用表、RJ24 499Ω±0.5%电阻和全系列的低值电阻(0.5Ω~3.6Ω)。
2、选取8只<500Ω的电阻焊装到GAI板上，作为R9、R11、⋯R23。
3、将8个跳线器插入短路插座上，通过电路板插座J1测量各路电流采样电阻R9+R10、R11+R12、⋯R23+R24，同时选配好调准用的电阻R10、R12、⋯R24。
4、待完全冷却后复测各路电阻值是否满足500.0±0.3Ω的要求。
如有超差者还得重新选配该路采样电阻，直至全部符合要求。
必须指出，经高温焊接过的电阻阻值会有些永久性的变化；另外，在尚未冷却的状态下，电阻阻值也会因温度下降而发生变化。
基于上述原因，GAI板上的电流采样电阻阻值应该指焊装完毕而且是冷却到室温20︒C时之测量值。
其它元器件的焊装要求同BMS-I电路板。
将焊装完成的电路板插入GDAS主板上，拨去所有的“跳线器”，对各输入端加0~10V直流电压信号，用专用测试程序检查各通道的采集数据。
第五章 5.7节 模拟电路接口技术ADC0809
2、主要性能指标 （1）、分辨率
分辨率反映A/D 转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输
出最低位(LSB)所对应的模拟输入的电平值表示。n 位A/D 能反应 1/2^n 满量程的模拟输入电平。
由于分辨率直接与转换器的位数有关，所以一般也可简单地用数字
量的位数来表示分辨率，即n 位二进制数，最低位所具有的权值，就 是它的分辨率。
值得注意的是，分辨率与精度是两个不同的概念，不要把两者相混
淆。即使分辨率很高，也可能由于温度漂移、线性度等原因，而使其 精度不够高。
例如，ADC输出为八位二进制数， 输入信号最大值为 5V，其分辨率为： U m 19 .61mV 8
2 1
（2）、转换时间
转换时间是指完成一次A/D 转换所需的时间，即由发出启动转换
/**********(C) ADC0809.C**************/ #include <reg51.h> #include "1602.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ADC_START=P2^0; //四个控制引脚的定义 sbit ADC_ALE =P2^1; sbit ADC_EOC =P2^2; sbit ADC_OE =P2^3; sbit D0=P0^0; //八盏灯的定义 sbit D1=P0^1; sbit D2=P0^2; sbit D3=P0^3; sbit D4=P0^4; sbit D5=P0^5; sbit D6=P0^6; sbit D7=P0^7;
AD转换速度： 500K频率：130us 640K频率：100us 分辨率：8位
4、ADC0809接口电路
单片机与电机驱动器的接口技术及应用
单片机与电机驱动器的接口技术及应用1. 引言单片机与电机驱动器的接口技术在现代电子设备中起着至关重要的作用。
单片机作为一种微型计算机芯片，常用于控制各种电子设备的运行。
而电机驱动器则用于驱动电机进行特定的转动或控制。
本文将深入探讨单片机与电机驱动器的接口技术以及应用，包括常见的接口类型、接口电路设计和接口应用。
2. 单片机与电机驱动器的接口类型单片机与电机驱动器之间的接口类型可以根据应用的需求选择。
常见的接口类型包括并行接口、串行接口和模拟接口。
2.1 并行接口并行接口是指单片机与电机驱动器之间同时传输多位数据的接口。
这种接口通常使用多个引脚进行数据传输，具有较高的传输速率和实时性。
并行接口操作相对简单，适用于控制高速运动的电机。
2.2 串行接口串行接口是指单片机与电机驱动器之间逐位传输数据的接口。
这种接口通常使用较少的引脚进行数据传输，传输速率较低但适用于长距离传输。
串行接口可以采用SPI、I2C、UART等通信协议，根据具体需求选择合适的协议。
2.3 模拟接口模拟接口是指单片机通过模拟电压信号与电机驱动器进行通信的接口。
通常采用模拟输入输出方式，通过模拟信号控制电机的转速和方向。
模拟接口适用于一些特殊的电机控制需求，如无刷直流电机等。
3. 单片机与电机驱动器的接口电路设计接口电路设计是确保单片机与电机驱动器之间正常通信的关键。
以下是一个基本的接口电路设计示例。
3.1 电源电压匹配单片机与电机驱动器的电源电压需要匹配，确保电路正常工作。
如果电源电压不匹配，会导致电机不能正常驱动或单片机工作不稳定。
因此，在接口电路设计中需要注意选择适合的电源电压。
3.2 电平转换电路单片机通常使用的是TTL电平（0V和5V），而电机驱动器可能使用不同的电平标准，如CMOS（0V和3.3V）。
为了确保信号的正常传输，需要使用电平转换电路将单片机输出的电平转换为电机驱动器所需的电平标准。
3.3 电流放大电路单片机的输出电流很小，无法直接驱动电机。
余锡存单片机原理及接口技术
余锡存单片机原理及接口技术引言：余锡存单片机是一种微型计算机芯片，被广泛应用于各种电子设备和自动控制系统中。
本文将介绍余锡存单片机的原理、功能和接口技术，以及其在各行业中的应用。
一、余锡存单片机原理余锡存单片机是一种以微处理器为核心的集成电路芯片，它包括中央处理器、存储器和输入输出接口等功能模块。
余锡存单片机采用精简指令集合架构，具有高度集成、低功耗、较强的数据处理和控制能力等特点。
1.1 中央处理器中央处理器是余锡存单片机的核心部件，它包括运算器和控制器两部分。
运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责执行指令、控制数据传输和处理器的工作时序等。
1.2 存储器余锡存单片机的存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储程序代码和常量数据，而数据存储器用于存储临时变量和运行过程中的数据。
1.3 输入输出接口余锡存单片机通过输入输出接口与外部设备进行通信。
它可以接收外部设备的输入信号，如按钮、传感器等，进行数据采集和处理；同时，它也可以通过输出接口向外部设备发送控制信号，如LED显示屏、电机等。
二、余锡存单片机接口技术余锡存单片机的接口技术是连接外部设备和单片机的关键技术，它包括模拟接口和数字接口两种类型。
2.1 模拟接口技术模拟接口技术是将模拟信号转换为数字信号，使单片机能够对其进行处理。
模拟接口技术包括模数转换器（ADC）和数字模数转换器（DAC）等。
ADC将模拟信号转换为数字信号，以供单片机内部进行处理；而DAC则将数字信号转换为模拟信号，以供驱动模拟设备。
2.2 数字接口技术数字接口技术是将数字信号与外部设备进行交互的技术。
常见的数字接口技术包括串行通信接口（如UART、SPI、I2C等）、并行通信接口、定时器/计数器等。
这些接口技术使得单片机能够与其他设备进行数据传输和通信。
三、余锡存单片机在各行业的应用余锡存单片机的功能和灵活性使其在各个行业中得到广泛应用。
3.1 工业自动化余锡存单片机在工业自动化中起到了至关重要的作用。
控制系统中的传感器与执行器接口技术
控制系统中的传感器与执行器接口技术传感器和执行器作为控制系统的重要组成部分，承担着监测和控制的任务。
传感器用于采集和转化被测量的信号，而执行器用于执行控制系统的命令。
本文将探讨控制系统中传感器与执行器接口技术，包括接口类型、通信协议、信号处理以及优化策略等。
一、传感器与执行器接口的类型1. 模拟接口模拟接口是传感器和执行器最基本也是最常见的一种接口类型。
在模拟接口中，传感器将测量到的物理量转换为模拟电信号，如电压或电流，通过信号线与执行器连接。
执行器通过接收模拟信号来执行相应的操作。
2. 数字接口数字接口利用数字信号进行数据传输，它的优势在于抗干扰能力强、传输距离远、精度高等。
常见的数字接口包括串行接口（如RS-232、RS-485）、并行接口（如GPIO）以及总线接口（如CAN、Ethernet）等。
二、传感器与执行器接口的通信协议通信协议是传感器与执行器之间进行数据交换所遵循的规则和标准。
常见的通信协议包括以下几种：1. MODBUSMODBUS是一种串行通信协议，用于在控制器和多个设备之间进行通信。
它简单、通用且可靠，被广泛应用于工业自动化系统。
2. PROFIBUSPROFIBUS是一种现场总线通信协议，用于实现自动化系统中传感器与执行器之间的数据交换。
它具有高速传输、实时性好等特点，广泛应用于工业自动化领域。
3. CANCAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行总线网络协议。
它具有高可靠性、抗干扰能力强以及多设备互联等优点。
三、传感器与执行器接口的信号处理传感器的输出信号通常需要进行信号处理，以满足控制系统的要求。
常见的信号处理方式包括：1. 滤波滤波是对传感器信号进行去除噪声和干扰的处理过程。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等，可根据实际需求选择。
2. 放大有时传感器输出信号较小，需要通过放大电路将其放大到合适的范围。
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，它在现代电子设备中起着至关重要的作用。
单片机的原理和接口技术是单片机应用的核心，对于学习和应用单片机的人来说，深入了解单片机的原理和接口技术是非常重要的。
首先，让我们来了解一下单片机的原理。
单片机的核心是微处理器，它包括中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出端口（I/O口）等。
其中，中央处理器是单片机的大脑，负责执行程序和控制各种操作；存储器用于存储程序和数据；输入输出端口则是单片机与外部设备进行通信的接口。
单片机通过这些部件的协同工作，实现了各种功能和应用。
其次，让我们深入了解单片机的接口技术。
单片机的接口技术包括数字接口技术和模拟接口技术两大部分。
数字接口技术主要涉及数字输入输出、定时器、串行通信等方面，它是单片机与数字设备进行通信的重要手段；而模拟接口技术则涉及模拟输入输出、模数转换、比较器等方面，它是单片机与模拟设备进行通信的关键技术。
掌握好单片机的接口技术，可以让我们更灵活地应用单片机，实现更多样化的功能。
在实际应用中，单片机的原理和接口技术是紧密联系的。
只有深入理解单片机的原理，才能更好地应用其接口技术；而只有掌握了单片机的接口技术，才能更好地发挥单片机的功能和作用。
因此，学习单片机的原理和接口技术是至关重要的，它不仅可以帮助我们更好地理解单片机，还可以让我们更灵活地应用单片机，实现更多样化的功能。
总之，单片机原理及接口技术是单片机应用的核心，它对于学习和应用单片机的人来说至关重要。
通过深入了解单片机的原理和接口技术，我们可以更好地掌握单片机的工作原理和应用技巧，从而更好地应用单片机，实现更多样化的功能。
希望本文对大家对单片机原理及接口技术有所帮助。
单片机接口技术的基本原理
单片机接口技术的基本原理单片机是一种集成电路，具有微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时/计数功能。
它可以用于控制各种电子设备，从家电到汽车电子系统。
接口技术是单片机与其它设备进行通信和控制的关键。
接口技术允许单片机与外部设备之间进行数据交换和相互操作。
在单片机系统中，接口技术可以分为数字接口和模拟接口两种类型。
1. 数字接口技术数字接口技术是通过数字信号进行通信和控制的。
它可以分为并行接口和串行接口两种。
1.1 并行接口并行接口是指单片机和外部设备之间同时传输多个数据位。
它可以分为通用并行接口（GPIO）和专用并行接口（如LCD接口、SD卡接口）两种类型。
通用并行接口（GPIO）是单片机器件上的一组设置为输入或输出的引脚，可以用来和外部设备通信。
通过软件编程，可以将这些引脚设置为输入以读取外部设备发送的数据，或者设置为输出以向外部设备发送数据。
专用并行接口通常用于特定的外部设备，比如连接液晶显示屏或SD卡读卡器。
这些接口具有更多的引脚和复杂的通信协议，可以实现高速数据传输和显示控制。
1.2 串行接口串行接口是指单片机和外部设备之间通过一根数据线按顺序传输数据位。
它可以分为同步串行接口和异步串行接口两种类型。
同步串行接口使用时钟信号同步数据传输，速度较快，但通信协议复杂。
常见的同步串行接口包括SPI（串行外设接口）、I2C（两线式串行通信接口）和CAN （控制器局域网）等。
异步串行接口通过起始位和停止位标记传输的字节，并且没有时钟信号。
它简单易用，常用于普通串口通讯（UART），用于与计算机、模块或其他单片机进行通信。
2. 模拟接口技术模拟接口技术是通过模拟信号进行通信和控制的。
它常用于测量、传感器和执行器之间的数据传输。
模拟接口技术包括模拟输入和模拟输出两种。
2.1 模拟输入模拟输入是将外部模拟信号转换为数字信号，供单片机进行处理和分析。
常见的模拟输入技术包括模数转换器（ADC）和电压比较器。
第二章模拟量输入输出通道的接口技术
tk r tk 是周期性的重复，即tk r tk 常量，r 1
随机采样：
根据需要选择采样时刻
采样前后波形的变化图
通常，连续函数的频带宽度是有限的，为一孤立的连
续频谱，设其包括的最高频率为fmax ，采样频率为fs。
香农定理：若fs≥2fmax，则可以由采样信号完全恢复出原始 信号。 在实际应用中， fs至少取4fmax 。
IN：（9、23）、（8、22）、（7、21）、（6、20）、 （5、19）、（4、18）、（3、16）、（2、15） OUT：（1、17） 反多路转换开关（一到多的转换）： IN： （1、17） OUT：（9、23）、（8、22）、（7、21）、（6、20）、 （5、19）、（4、18）、（3、16）、（2、15）
VREF I out1 I 3 I 2 I1 I 0 2 2 2 2 4 2R
3 2
1
0
由于S3~S0的状态是受b3~b0控制的，并不一定 全是“1”。若它们中有些位为“0”，S3~S0中相应 开关会因和“0”端相连而无电流流过，所以Iout1还 与b3~b0的状态有关。 则 I out1 b3 I3 b2 I 2 b1 I1 b0 I 0
返回
2.1.2 多路转换开关
多 路 转 换 开 关 反 多 路 转 换 开 关
A/D
微机
D/A
完成多到一的转换
完成一到多的转换
2.1.2 多路转换开关
多路开关的分类：
从用途上分 双向：既能实现多到一的转换，也能实现一到多的 转换 单向：只能实现多到一的转换 从输入信号的连接方式上分 单端输入 双端输入（或差动输入）
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1. 主机位数大于或等于DAC芯片位数的连接
+5V 5V
AB 译码
IOW D0～D7
Vcc ILE
VREF Rfb
CS
Iout1
WR1
Iout2
DI0～D17
WR2 XFER DGND AGND
_ A
+
Vout
DAC0832单缓冲方式
repeat:
Rfb＝R Vout＝－Iout1×Rfb
＝ －（ D0 /8 ＋ D1/4 ＋ D2 /2 ＋ D3 /1 ） × VREF/2 ＝－VREF×[（20 * D0 ＋21 * D1 ＋22 * D2 ＋23 * D3 ）/24
Vout＝－（D/2n）×VREF
DAC0832单极性电压输出:电路
VREF Rfb
2-10×10V≈0.01V 。 精度。绝对精度是指在输出端产生给定的数字代码，实际需要的模拟输入值与理
论上要求的模拟输入值之差。相对精度（又称线性度）是指满刻度值校准后，任 意数字输出所对应的实际模拟输入值与理论值之差。
转换时间。指ADC完成一次转换所需的时间，即从启动转换信号开始到转换结 束并得到稳定的数字量输出所需要的时间，通常为μs级。一般来说，转换时间 大于1ms的为低速，1ms～1μs的为中速，1μs～1ns的为高速，小于1ns的为超 高速。
器
器
器
Iout1
LE1
LE2 832
LE1＝LE2＝1 输入的数字数据直接进入D/A转换器
单缓冲方式
LE1＝1，或者LE2＝1 两个寄存器之一始终处于直通状态 另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态）
DI0～DI7
输入
DAC
D/A
寄
寄
转
存
存
换
器
器
器
Iout1
LE1
LE2 DAC0832
Rfb——反馈电阻引出端（电阻在芯片内） VREF——参考电压输入端
＋10V～－10V
AGND——模拟信号地 VCC——电源电压输入端
＋5V～＋15V
DGND——数字信号地
D/A转换器的原理图
电阻网络
a Rb Rc Rd
VREF 2R 2R 2R 2R
S3
S2
S1
S0
2R 电子开关
终值±1/2LSB”时所需的时间。当输出的模拟量为电流时，建立时间很短；当输
出的模拟量为电压时，建立时间取决于运算放大器输出所需的时间，如下图中
的ts即为建立时间。
v
1 LSB 2
ts
t
数模转换器DAC0832
DAC0832是典型的8位电流输出型通用DAC芯片
CS 1 WR1 2 AGND 3
DAC0832单极性与双极性输出比较
DAC与CPU的接口
只有数据线、片选和写入控制信号与CPU有关，接口较简单 无需应答，直接把数据输出给DAC 若DAC芯片内带有锁存器，CPU就可把DAC芯片当作一个并行输出端口 若DAC芯片内无锁存器，CPU就把DAC芯片当作一个并行输出的外设，在CPU
DI0～DI7
ILE CS WR1 WR2 XFER
输入
DAC
D/A
寄
寄
转
存
存
换
器
器
器
LE1
LE2
DAC0832
VREF Rfb Iout1 Iout2 AGND
Vcc DGND
直通方式
LE＝1，直通（输出等于输入） LE＝0，锁存（输出保持不变）
DI0～DI7
输入
DAC
D/A
寄
寄
转
存
存
换
基本D/A转换器
转换结束 7 EOC
三 态 缓 冲 器
21 20 19 18 8 15 14 77
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
8 路 数 字 量 输
出
16 9 VREF(-) OE
输出允许
ADC0809的转换公式
输出数字量
输入模拟电压
N Vin VREF() 28 VREF() VREF()
CPU
8位 12位
DAC
主机位数小于DAC芯片的连接
两级锁存电路
4位 锁存器
4位 锁存器
D0～D7
8位 锁存器
8位 锁存器
12位 DAC 模拟输出
第1级高4位锁存控制 第1级低8位锁存控制 第2级12位锁存控制
无需输出数据
关键的一级锁存 由同一个信号控制
主机位数小于DAC芯片的连接
简化的两级锁存电路
START ALE
ADDA ADDB
EOC ADDC
GND VREF(-)
模拟输入 （0～5V）
500KHz
;启动A/D转换 MOV DX,220H OUT DX,AL
;读A/D转换结果 MOV DX,220H IN AL, DX
模/数转换器（ADC）的技术指标
分辨率。指ADC对输入电压微小变化响应能力的度量，它是数字输出的最低位 （LSB）所对应的模拟输入电平值。若输入电压的满刻度值为VFS，转换器的位 数为n，则分辨率为2-n VFS 。由于分辨率与转换器的位数n直接有关，所以常用 位数来表示分辨率。
若输入电压满刻度值为VFS=10V，则10位ADC的分辨率为
DI
Iout1
Iout2
Vout＝－Iout1×Rfb ＝－（D/28）×VREF
_
A +
Vout
AGND
DAC0832单极性电压输出：例子
Vout＝－Iout1×Rfb ＝－（D/28）×VREF 设 VREF＝－5V D＝FFH＝255时，最大输出电压： Vmax＝（255/256）×5V＝4.98V D＝00H时，最小输出电压： Vmin＝（0/256）×5V＝0V D＝01H时，一个最低有效位（LSB）电压： VLSB＝（1/256）×5V＝0.02V
模拟输入输出系统
…
现场信号
1
传感器
现场信号
2
传感器
放大器 放大器
模拟信号
低通滤波
多
低通滤波
路
开
关
采样保持器
A/D转换器
数字信号
微型
现场信号
n
传感器
放大器
低通滤波
计算机
将并把 的 用 以 把 周传放低多采各转传 量 于 增 多 期感通 路 样大种换感 程 降 加 个 性器滤开保器现成器范低信现地波关持受场电输围噪噪场采控器器的信对出声比信样象控物号的号连、制（理信信 分 续滤号模量号 时 信去放大拟测放 地 号高驱动电量大 接频，电压出到 通干路模拟或来到扰A信D号电， ADC/A/流D转所换转）需器换数器字信号
精度。绝对精度是指在数字输入端加上给定的代码时，在输出端实际测得的模 拟输出值（电流或电压）同理论输出值之差。相对精度是指在满量程值校准后， 各种数字输入的模拟量输出与理论值之差，可把各种输入的误差画成曲线。对 线性DAC而言，相对精度就是非线性度。
建立时间。是指在数字输入端输入满量程代码后，DAC的模拟输出稳定到“最
DAC0832双极性输出：电路 R2（2R）R3（2R）
ID1 IVRERVFRfbRE2F
Iout1
VOUT2 _ R3
R1（R）
I 2AGINoVuDtR2OU1T1
A1 +
Vout1 I2
I1
_ A2
+
取 RI21＝＋R3I＝2＝2R01
Vout2＝－（2Vout1＋VREF） Vout1＝－（D/28）×VREF Vout2＝[（D－27）/27）]×VREF
4位 锁存器
D0～D7
8位 锁存器
8位 锁存器
12位 DAC 模拟输出
第1级低8位锁存控制 第2级12位锁存控制
需要输出高4位数据
关键的一级锁存 由同一个信号控制
模数转换器ADC0809
ADC0809的内部结构
8 路 模 拟 量 输
入
IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
模拟接口技术概述
模拟量是连续变化的，数字量是离散变化的 计算机只能处理数字量，不能直接处理模拟量 需要转换。模拟接口的作用就是实现模拟量和数字量之间的转换 模数（A/D）转换是把采集到的模拟量转换为数字量，供计算机进行处理 数模（D/A）转换是将处理后的数字量转换为模拟量，用于输出或控制外部设备
DI3 4 DI2 5 DI1 6 DI0 7 VREF 8 RFB 9 DGND 10
20 VCC 19 ILE 18 WR2 17 XFER 16 DI4 15 DI5 14 DI6 13 DI7 12 IOUT1 11 IOUT2
1. DAC0832的数字接口
8位数字输入端:DI0～DI7（DI0为最低位） 输入寄存器（第1级锁存）的控制端:ILE、CS*、WR1* DAC寄存器（第2级锁存）的控制端:XFER*、WR2*
基准电压正极 基准电压负极
ADC0809单极性转换示例 N Vin VREF() 28 VREF() VREF()
基准电压VREF(+)＝5V，VREF(－)＝0V 输入模拟电压Vin＝1.5V
N ＝（1.5－0）÷（5－0）×256 ＝76.8≈77＝4DH
ADC0809双极性转换示例
I0＝Vd/2R＝VREF/（8×2R） I1＝Vc/2R＝VREF/（4×2R） I2＝Vb/2R＝VREF/（2×2R） I3＝Va/2R＝VREF/（1×2R）