第5章 微机测控系统设计 本章重点 。1.掌握微机测控系统的基本组成 。2.掌握微机测控系统整体设计方法 本章难点： 。1.微机测控系统的测量技术 。2.微机测控系统的控制技术 第5章微机测控系统设计
第5章 微机测控系统设计 1 第5章 微机测控系统设计 本章重点： ⚫ 1．掌握微机测控系统的基本组成 ⚫ 2．掌握微机测控系统整体设计方法 本章难点： ⚫ 1．微机测控系统的测量技术 ⚫ 2. 微机测控系统的控制技术
5.1微机测控系统基本组成 5.1.1测控系统硬件组成 人机 A/D 采样 传感 转换 没备 元件 接 DA 多路 转换 开关 ◇ 开关量 对 输出 线 开关量 机 输入 图5.1微机测控系统基本硬件组成 1.主机2.输入输出通道3.外部设备4.接口电路5.运行操作台6.系统总线 5.1.2测控系统软件组成 分为两大类，一是系统软件：二是应用软件。 第5章微机测控系统设计 2
第5章 微机测控系统设计 2 5.1 微机测控系统基本组成 5.1.1 测控系统硬件组成 1.主机 2.输入输出通道 3.外部设备 4.接口电路 5.运行操作台 6.系统总线 5.1.2 测控系统软件组成 分为两大类，一是系统软件；二是应用软件
5.2微机测控系统模拟测量技术 5.2.1模拟量输入通道的一般组成 信号处理 采样/ 模数 过 多 放大器 转换 接口 保持 程 检 信号处理 路 CPU 测 总线 必 数 关 CPU总线 信号处理 控制 图5.2模拟量输入通道一般组成 第5章微机测控系统设计 3
第5章 微机测控系统设计 3 5.2 微机测控系统模拟测量技术 5.2.1 模拟量输入通道的一般组成
5.2微机测控系统模拟测量技术 5.2.2多路转换器 名名0号 名%X1号 %X2号 名名3号名 CD4051 X CD405 CD4051 分为： CD4051 INH ABC INH ABC INH INH A B 机械触点式；如 干簧继电器和振子式 继电器等。 电子式开关；如 晶体管和场效应管等。 2 ee 2 Va Va 选中 G 4D锁存器 Do DDD CPU数据总线 图5.3差动输入CD4051的连接实例 第5章微机测控系统设计
第5章 微机测控系统设计 4 5.2 微机测控系统模拟测量技术 5.2.2 多路转换器 分为： 机械触点式；如 干簧继电器和振子式 继电器等. 电子式开关；如 晶体管和场效应管等
5.2微机测控系统模拟测量技术 5.2.3采样-保持器 OFFSET v.o 控制信号 图5.4采样-保持器原理 主要由模拟开关、存储电容及 缓冲放大器组成。 捕获时间：跟随输入信号到达 图5.5LF398的原理图 所规定的百分比误差之内所需 要的最小时间。 第5章微机测控系统设计 5
第5章 微机测控系统设计 5 5.2 微机测控系统模拟测量技术 5.2.3 采样-保持器 主要由模拟开关、存储电容及 缓冲放大器组成。 捕获时间：跟随输入信号到达 所规定的百分比误差之内所需 要的最小时间
5.2微机测控系统模拟测量技术 5.2.4模/数转换器接口 连接AWD芯片需注意： (1)AWD芯片能都与微处理机总线直接兼容 指该AWD芯片的数据输出线可以直接挂在CPU的数据总线上。 要求AWD芯片输出TTL电平，具有三台输出功能。 (2)启动AWD转换的方式 脉冲启动信号(ADC0809、ADC1210)和电平控制信号(AD570、 AD571、AD572) 一般采用D触发器或利用并行VO口实现电平控制 (3)转换结束信号的应用方式 CPU采用中断方式，转换结束后信号送到CPU的中断申请输入引脚 或可允许中断的/O口上向CPU申请中断。 CPU采用查询方式，转换结束后信号经三态门送到数据总线某一位 上，或者将信号直接连到并行O口的某一位。 第5章微机测控系统设计 6
第5章 微机测控系统设计 6 5.2 微机测控系统模拟测量技术 5.2.4 模/数转换器接口 连接A/D芯片需注意： （1）A/D芯片能都与微处理机总线直接兼容 指该A/D芯片的数据输出线可以直接挂在CPU的数据总线上。 要求A/D芯片输出TTL电平，具有三台输出功能。 （2）启动A/D转换的方式 脉冲启动信号（ADC0809、ADC1210）和电平控制信号（AD570、 AD571、AD572） 一般采用D触发器或利用并行I/O口实现电平控制 （3）转换结束信号的应用方式 CPU采用中断方式，转换结束后信号送到CPU的中断申请输入引脚 或可允许中断的I/O口上向CPU申请中断。 CPU采用查询方式，转换结束后信号经三态门送到数据总线某一位 上，或者将信号直接连到并行I/O口的某一位
5.2微机测控系统模拟测量技术 5.2.58位A/D转换器与微机接口设计 1.ADC0809管脚 1)IN0~N7:8个模拟量输入端 26 INO 21 msb 2-1 20 2)START:启动AWD转换。 2 NI 3)E0C:转换结束信号。 28 INZ 4) OUTPUT ENABLE(OE): 输出允许信号 2-6 IN3 14 5)CLOCK:实时适中。 N4 6)ALE:地址锁存允许。 3 EOC IN5 ADD·A 25 7)ADD-A、ADD-B、ADD-C通道号端口 IN6 ADD-B ADD-C 23 8)DDo:数字量输出端 ALE 22 9)VREF(+),VREF(-):参考电压端口 16 ref(-) ENABLE 10)Vcc:电源电压，+5V 12 START ref(+) CLOCK 11)GND:接地端 图5.6 ADC0809的管脚图 第5章微机测控系统设计
第5章 微机测控系统设计 7 5.2 微机测控系统模拟测量技术 5.2.5 8位A/D转换器与微机接口设计 1.ADC0809管脚 1）IN0~IN7：8个模拟量输入端 2）START：启动A/D转换。 3）EOC：转换结束信号。 4）OUTPUT ENABLE(OE)：输出允许信号 5）CLOCK：实时适中。 6）ALE：地址锁存允许。 7）ADD-A、ADD-B、ADD-C通道号端口 8）D7~D0：数字量输出端 9）VREF（+），VREF（-）：参考电压端口 10）VCC：电源电压，+5V 11）GND：接地端
5.2微机测控系统模拟测量技术 时钟 几几T几uP几几u 开始STAR灯 ALE 地址 摸拟量输入 稳定 比较器输入 输出允许OE EOC 粉出 图5.7ADC0809时序图 第5章微机测控系统设计 8
第5章 微机测控系统设计 8 5.2 微机测控系统模拟测量技术
5.2微机测控系统模拟测量技术 2.ADC0809转换器与微机接口硬件电路设计 8 输出 428 8031 74Ls373 IN-0 26 N 2 28 IN-3 票 EOC IN-4 2 3 25 IN-5 ADB-d N-6 ADD-C IN-7 ALE 16 ENABLE ef(-) er(+) 12 -0+5V ADC0809 图5.8 ADC0809转换器接口电路 第5章微机测控系统设计
第5章 微机测控系统设计 9 5.2 微机测控系统模拟测量技术 2.ADC0809转换器与微机接口硬件电路设计
5.2微机测控系统模拟测量技术 3.8位A/D程序设计方法 程序查询方式、定时采样方式、中断方式 (1)程序查询方式 置RAM区首地址 先选通模拟量输入通道，发出启动 选AD通进 AWD转换的信号，延时60ms,用程序看 P2.3口是否为0，若为0，则表示AWD转 启动0809 换已结束，可以读入数据，否则再继续 延时60u5 查询，直到P2.3为0为止、 N P3.3=02 结束 图5.9AIC0809查询方式流程图 第5章微机测控系统设计 10
第5章 微机测控系统设计 10 5.2 微机测控系统模拟测量技术 3. 8位A/D程序设计方法 程序查询方式、定时采样方式、中断方式 （1）程序查询方式 先选通模拟量输入通道，发出启动 A/D转换的信号，延时60ms，用程序看 P2.3口是否为0，若为0，则表示A/D转 换已结束，可以读入数据，否则再继续 查询，直到P2.3为0 为止