模数转换接口电路的设计与调试方法的详细说明

在微机测控系统中,模数转换ADC和数模转换DAC接口电路是数字电路单元与模数电路单元之间信号转换的桥梁,其重要性在于不言而喻。

本文将从闭环温度测量和控制设备的实际角度解释模数转换接口电路的设计和调试方法。

实践表明,该系统快速升温并可以精确控制温度。

1.模数转换的应用1.1模数转换的接口模数转换接口技术在控制领域非常重要。

在微机测控系统中,外部温度,压力和其他物理信号通过传感器和变送器转换为电信号,然后发送到模数转换器。

模数转换器的基本功能是将输入的模拟信号转换为数字比例。

信号。

AD接口的设计主要考虑采样速度,AD转换孔径误差,AD转换芯片选择等。

ADC芯片的选择必须考虑输入通道误差,被测信号的变化率,工作环境,接口特性,成本和市场供应来确定。

目前,8通道8位逐位比较模数转换芯片ADC0809是工程和教学的首选。

与各种单片机的接口非常普遍。

在单片机应用系统中,有三种主要方法将单片机与ADC0809连接。

如图1所示。

图1单片机和ADC0809的三种连接模式在这三种连接模式中,模式(C)仅适用于单片机不扩展其他外部芯片的情况。

可以扩展(a)和(b)的方式,其中(a)所需的组件数量大,并且(b)的方法电路更简单,可靠性更高。

单片机通过MOVX指令开始AD转换并读取结果,其实质是利用单片机产生的一系列定时信号执行指令来控制AD芯片的工作。

MOVX指令非常重要,特别是在连接到外部设备时,有必要考虑该指令的读写顺序是否与外围设备的要求相匹配。

这也是工程师在设计单片机的外围接口电路时经常要考虑的一个问题。

1.2模数转换的软件设计在我们开发的闭环温度测量和控制设备中,变送器将温度传感器AD592的输出电流转换并放大为0〜5V的DC电压(此电压已校准为与测得的温度成0〜100线性关系),经过ADC0809转换后,送至单片机计算测得的温度值,如图2所示.ADC0809输入输出关系:假设参考电压Vref = 5V时,如果输入模拟电压的实际值为X,输出数字值为DA-TA,则两者之间的关系近似为:此比例关系是AD转换器功能的本质。

它经常在编程中使用。

由于变送器的输出电压X与水温T成正比,而AD转换器的输出数字量DATA与电压X成正比,因此数字量DATA也与水温T成正比。

单片机采集数据后的温度数字量。

可以根据上式计算出相应的水温T。

该项目的温度测量程序的一部分(略)。

2. AD转换模块的调试与维护2.1 AD转换电路模块的检测下面以闭环温度测控装置中的AD转换模块为例进行介绍,电路如图2所示。

校准后,可以执行AD模块电路的功能测试。

ADC模块的检测方法和测试过程如图3所示,该模块已连接到单芯片硬件模拟器。

打开电源并运行测试程序,同时将水从0°C加热到100°C(用标准温度计测量),检查A / D转换结果。

在断点模式下运行该程序,并观察到累加器A的内容应与温度在00到FF之间的变化成比例地变化,否则表明电路有故障。

图2 AD转换模块电路