模拟量输入输出通道

批改人分数南阳理工学院电子与电气工程学院《计算机控制技术》考核综合作业（一）专业：自动化班级：14级自动化（升）姓名：学号：模拟量输入输出通道设计一：设计内容模拟量输入、输出通道是计算机与控制对象之间的重要接口，也是实现工业过程控制的重要组成部分。其主要功能是将生产过程中被测模拟量经传感器（或变送器）测量、信号调理、放大、采样保持，再经A/D转换器转换成数字量，并通过适当的接口送入控制计算机。同样，控制计算机处理后的数据需通过相应的接口和D/A转换器转换成模拟量，再经放大驱动电路输出，送执行机构完成一定的控制任务。ADC0808/0809为8位逐次逼近型A/D转换器，内部有8通道模拟开关及通道选择逻辑、8位A/D转换器、三态输出锁存缓冲器等。A/D转换的工作过程为：首先ALE的上升沿将地址代码锁存，译码后选通模拟开关中的某一路，使该路模拟量进入到A/D转换器中；然后，START的上升沿将转换器内部清零，下降沿起动A/D转换，即在时钟的作用下，逐位逼近过程开始，转换结束信号EOC即变为低电平；当转换结束后，EOC恢复高电平；此时，如果对输出允许OE输入一高电平命令，则可读出数据。DAC0832是一个8位的，含有双输入数据锁存器的数/模转换器。DAC0832的输出是电流形式，在其电流输出端需接一个运算放大器，将输出变为电压信号，RFB端接运放输出端DAC0832有直通、单缓冲、双缓冲三种工作方式。二：设计步骤（1）ADC0808仿真电路设计步骤第一步：对模拟量输入输出通道原理图的元器件进行选取，用鼠标左键单击对象选择按钮进行选取元件，出现如图1.1所示画面。选取元器件的方法：一种是在关键字区域输入查询元器件，另一种是在元件库列表中选择元件所属类，然后在元件库二级目录中选择所属子类并对元器件进行选取。图1.1拾取元件窗口第二步：元器件的放置及编辑○1ADC0808的模数转换器的选取：在关键字区域输入ADC0808进行检索选取，出现如图1.2所示。图1.2ADC0808的模数转换器选取窗口○2直流电源的选取：在关键字区域输入BATTERY进行检索选取，出现如图1.3所示。图1.3直流电源的选取窗口○3可调滑动变阻器的选取：在关键字区域输入POT-HG进行检索选取，出现如图1.4所示。图1.4可调滑动变阻器的选取窗口○4信号源的选取：在关键字区域输入LOGICSTATE及LOGICPROBE进行检索选取，出现如图1.5/图1.6所示。图1.5LOGICSTATE检索对话框图1.6LOGICPROBE检索对话框○5时钟脉冲发生器的选择及参数设置：在工具栏中点击，选择DCLOCK进行选取，出现如图1.7所示。图1.7时钟脉冲发生器的选择及参数设置对话框○6直流电压表的选择：在工具栏中点击，选择DCVOLTMETER进行选取，出现如图1.8所示。图1.8直流电压表的选择窗口○7接地符号的选择：在工具栏中点击，选择GROUND进行选取，出现如图1.9所示。图1.9接地符号的选取窗口○8导线的连接：在两个对象间连线只需用鼠标左键单击第一个对象连接点，再用鼠标左键单击另一个连接点；如果想自己决定走线路径，只需在想要拐弯处点击鼠标左键即可。（2）DAC0832仿真电路元件的路径：○1运算放大器的选取：在关键字区域输入OP1P进行检索选取，出现如图2.1所示。图2.1运算放大器的选取窗口○2DAC0832数模转换器的选取：在关键字区域输入DAC0832进行检索选取，出现如图2.2所示。图2.2DAC0832数模转换器的选取窗口○3电源及接地符号的选取：在工具栏中点击，选择POWER/GROUND进行选取，出现如图2.3所示。图2.3电源及接地符号的选取窗口○4总线的绘制：在工具栏中点击，然后在期望总线起始端出现的位置单击鼠标左键，在总线路径的拐点处单击鼠标左键，在总线的终点单击鼠标左键，最后单击鼠标右键，即可结束总线绘制。三：仿真结果分析（1）ADC0808仿真电路图3.1ADC0808仿真电路图仿真结果分析：首先ALE的上升沿将地址代码锁存，译码后选通模拟开关中的某一路，使该路模拟量进入到A/D转换器中；然后，START的上升沿将转换器内部清零，下降沿起动A/D转换，即在时钟的作用下，逐位逼近过程开始，转换结束信号EOC即变为低电平；当转换结束后，EOC恢复高电平；此时，如果对输出允许OE输入一高电平命令，则可读出数据，出现如图3.1所示。（2）DAC0832的直通工作方式图3.2DAC0832直通工作方式仿真电路图仿真结果分析：直通工作方式是数据不作任何锁存，使ILE、CS、WR1、WR2、XFER始终处于有效状态，使得LE1、LE2始终处于高电平，两级缓冲器都处于选通状态。输入数字量为FFH,在未做任何校正的情况下，输出为4.942V。