轉換器(converter)是指將一種信號轉換成另一種信號的裝置。信號是信息存在的形式或載體。在自動化儀表設備和自動控制系統中,常將一種信號轉換成另一種與標準量或參考量比較后的信號,以便將兩類儀表聯接起來,因此,轉換器常常是兩個儀表(或裝置), 以下是為大家整理的關于個性簽名轉換器4篇 , 供大家參考選擇。
個性簽名轉換器4篇
第一篇: 個性簽名轉換器
DC/DC轉換器這類交換式轉換器至少會使用一個電感器作為電能儲存元件,此外需要輸出電容器。在所有的直流轉換方法中,這種技術提供最高的電源轉換效率。相較于線性穩壓器和電荷泵浦,交換式轉換器能在更寬廣的負載范圍內提供高效率,高的電源轉換效率可將散熱問題減至最少,熱管理更簡單。能量損失較少,也可進而延長產品的工作時間。除了這個主要的優點,還能支援反相、降壓、升壓或是降升壓等電路拓樸。直流電源轉換器通常利用脈沖寬度調變(PWM)機制來控制導通元件,此技術會改變工作週期(Duty Cycle),也就是電晶體導通時間和截止時間的比值,再配合電感的電力儲存能力,讓輸出電壓在有限的輸入電壓和負載電流范圍內保持固定;FET導通阻抗和電感的直流阻抗越小,功耗就越少,轉換效率也越高。然而負載電流越小,PWM控制電路的效率就越低,因此有些電源轉換器可將工作模式切換成脈沖頻率調變(PFM),以便在整個負載范圍內都保持很高的轉換效率。不過在一些高電磁干擾的應用,必須將開關頻率固定讓干擾減至最少,就不適用脈沖頻率調變的方式。使用電感的交換式轉換器(converter)IC除了包含控制電路外,至少還會內建一個開關電晶體;而只包含控制電路的直流電源轉換器通常被稱為交換式控制器(controller),它們提供設計人員相當大的彈性,讓工程師能選擇外接式開關電晶體,針對應用需求調整限流值,但必須額外增加外部零件的成本。這兩種元件的輸出電流范圍都大于電荷泵浦。下文將介紹升壓與降壓兩種基本的直流轉換器。降壓式轉換器(Buck Converter)的動作原理如下:
(圖五) 降壓式轉換器電路架構
(1)當電晶體Q導通時,二極管D1的陰極電壓約等于輸入電壓Vin, 二極管逆偏形成斷路,輸入電壓經Q對電感充電并供應電壓至電容Cout及負載,此時電感電壓VL=Vin-Vout。(2)當Q截止時,電感的電壓極性反轉,使二極管順偏導通,電容Cout及電感均對負載放電,此時電感的電壓為VL=-(VD1+Vout)。
由電感電壓的伏特-秒平衡(Volt-second balance)關系可推得輸入輸出的電壓關系:
(公式二)
其中T為電晶體的切換周期,D為電晶體的工作週期,由于0<D<1,此電路的輸出電壓Vout必會較輸入電壓Vin來得小,故轉換器可達到降壓的功能。
(圖六) 輸出電壓為10V的降壓式轉換器轉換效率曲線
升壓式轉換器(Boost Converter)的動作原理如下:
(圖七) 升壓式轉換器電路架構
(1)電容Cout已被充電的情況下,當Q導通,二極管D1會被逆偏壓造成斷路,輸入電壓Vin對電感充電,此時電感電壓VL=Vin,電容對負載放電。(2)而當Q在截止狀態時,電感極性反轉使二極管順偏壓導通,并對電容Cout及負載做放電。此時電感的電壓為VL=-(Vout+VD1-Vin)。同樣由電感的伏特-秒平衡關系可得:
(公式三)
由于0<D<1,此電路的輸出電壓Vout必會較輸入電壓Vin來得大,故為升壓式轉換器。降壓式、升壓式轉換器具有以下幾點特性:(1)價錢較高;(2)效率最高,溫度問題容易解決;(3)高EMI與輸出漣波;(4)適合操作于輸出入電壓差較大的情況;(5)適用于高輸出電流的應用。
(圖八) 輸出電壓為10V的升壓式轉換器轉換效率曲線
■SEPIC轉換器單端初級電感轉換器(Single-end Primary Inductor Converter;SEPIC)轉換電路的主要架構是由PWM控制器與一個變壓器或兩個獨立電感組合而成,可產生定電壓的穩定輸出,普遍被應用在以電池為主的可攜式電子產品上。電池提供的電壓高于目標電壓時,轉換電路進行降壓;當輸入電壓下降至低于目標電壓,系統可調整工作周期,使轉換電路進行升壓動作。
(圖九) 單端初級電感轉換器電路架構
SEPIC電路的基本原理如下:假設在SEPIC電路中的電感L1及L2在Q導通或截止時,均能維持伏特-秒平衡的狀態,則兩電感的平均電壓都為0。經由Vin、L1、C1和L2的迴路可知,電容C1的電壓Vc1=Vin。
(1)當電晶體Q導通時,使電感L1與電容C1的一端接地,二極管D1受到逆偏壓而形成斷路,輸入電壓Vin對電感L1充電;C1電容上儲存的電壓則對L2充電,穩態時電容C1上的電壓等于輸入電壓Vin,使L1、L2電壓均為Vin。(2)當電晶體Q截止時,兩電感的極性反向并將所儲存的能量經由二極管D1釋放至電容C1、Cout及負載。同樣由于Vc1=Vin的關系,使L1和L2的電壓同為-(VD1+Vout)。
由電感的伏特-秒平衡關系可得:
(公式四)
由上式可知,可藉由調整D來達到升壓或降壓的目的,若D>0.5時Vout/Vin>1,為升壓作用,反之D<0.5時為降壓。SEPIC具有以下幾點特性:(1)效率高,但略低于降壓式、升壓式轉換器;(2)高EMI及輸出漣波;(3)需要搭配的元件數多,價格最高;(4)具備升壓與降壓兩種功能;(5)可用于高輸出電流的應用。
第二篇: 個性簽名轉換器
用 戶 手 冊
MINI DP TO 2 Port HDMI信號轉換器
HDCN0005M1
使用手冊
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本公司保留不需要通知本手冊讀者而對產品實物的包裝及其相關文檔進行修改的權利。
引言
尊敬的客戶:
您好!
非常感謝您購買本公司的產品。為了實現產品的最佳效果和保證安全,請您在對產品進行連接、操作、調試前仔細閱讀本手冊。此手冊請予以保留,以備將來查閱。
本公司所生產的轉換器、切換器、網線延長器、矩陣、分配器等系列產品,其設計之目的是為了讓您的影音設備使用起來更便捷,更舒適,更高效,更節能。
這款MINI DP TO HDMI信號轉換器是將DP信號轉換為HDMI信號輸出, 它可以很容易地將一路DP高清信號源所產生的高清信號經轉換后分配到兩臺支持HDMI高清信號的顯示終端上。
本公司所生產設備為以下應用提供解決方案:如對噪聲、傳輸距離及安全有限制的場所、數據中心控制、信息分配、會議室演示以及教學環境和公司培訓場所。
本公司真誠希望能夠以最優惠的價格提供給客戶最好的產品。產品所售價格包含了來自公司卓越工程師團隊的終身技術支持服務。
產品特點
● 一路MINI DP信號輸入轉換分配成兩路HDMI信號輸出
● 支持3D
● 支持24/30/36位深色
● 支持24/50/60fs/HD-DVD/xvYCC
● 音頻格式DTS-HD/Dolby-trueHD/LPCM7.1/DTS/DOLBY-AC3/DSD
● 支持信號時序重整。
● 使用AWG26 HDMI標準線纜,輸出傳輸距離可達20米。
● 無信號損失
● 安裝簡單
● 需要DC5V/1A規格的電源
隨機配送附件:
1、5V/1A電源適配器
2、說明書
物理連接口示意圖:
圖1.0 前面板示意圖
1:DP信號輸入接口
2:電源指示燈
3:5V直流電源接口
圖1.1 后面板示意圖
4: HDMI輸出口1
5: HDMI輸出口2
連接與操作:
1. 通過MINI DP線把信號源與轉換器的MINI DP輸入口連接起來;
2. 通過HDMI線把轉換器的HDMI輸出口與顯示終端的HDMI輸入口連接來;
3. 將5V電源連接到轉換器的電源接口上;
產品規格: HDCN0005M1
輸入輸出分辨率………………24/50/60fs/1080P/1080i/720p/576p/576i/480P/480i
支持視頻色彩格式……………………………………………… 24位/ 30位/36位深色
支持音頻格式……………………DTS/HD/Dolby-tureHD/LPCM7.1/DTS/Dolby-AC3/DSD
最大傳輸帶寬……………………………………………………………………… 225MHz
最大傳輸速率…………………………………………………………………… 6.75Gbps
輸入輸出TMDS信號……………………………………………………0.5-1.5Vp-p(TTL)
輸入DDC信號……………………………………………………………… 3.3Vp-p(TTL)
輸出DDC信號………………………………………………………………… 5Vp-p(TTL)
HDMI輸出線纜長度……………………………… ≤15m AWG26 HDMI standard cable
最大工作電流…………………………………………………………………………600mA
電源適配器規格…………………交流輸入(50 /60HZ):100V-240V;直流輸出:5V/1A
工作溫度………………………………………………………………………(0to +40℃)
工作濕度范圍…………………………………………………… 5 to 90%RH(無冷凝)
尺寸………………………………………………………………………68x51.6x16(mm)
重量…………………………………………………………………………………… 65g
注意事項:
請正確使用并妥善保養,以保證產品性能以及正常工作。
1. 要遠離潮濕、高溫、多塵、腐蝕性及氧化性氣體環境以免損壞。
2. 所有部件應避免強烈振動,不得碰撞、敲擊、跌摔,以免損壞。
3. 請勿用濕手接觸本機電源適配器插頭
4. 從電源插座上拔掉適配器插頭時,請握住插頭,不要拉電源線.
5. 機器不用時請關掉電源(長期不用時請拔掉電源適配器插頭)
6. 請勿開啟機蓋,切勿接觸機內任何器件.
7. 必須使用廠家提供或經廠家認可的電源適配器
在通電前,應仔細檢查連接線是否正常,必須在保證所有接口為正常連接。常見故障判斷及處理方法如下:
產品質量聲明
本公司對其產品予以質量保證,同時確保其生產無原料和生產工藝方面的缺陷。
如若由于此類缺陷造成產品無法正常使用的,而且自發貨日期算起一年內通知本公司的,本公司有權根據實際情況,決定是否對其問題產品進行修理或者替換。由于機械、電氣、濫用產品或者擅自修給等原因所造成的問題,公司不承擔其責任。
如若報修符合上述維修條件的問題產品,報修者需要按當時產品零件的市場價格和維修人員的市場價值支付相關的維修費用。
此項產品質量聲明可以包括:其他任何公開的或者非公開的質量保證、有無限責任的質量保證、適用于任何目的非公開的質量保證或者任何可銷性和適用性的保證。上述諸項保證皆可能會被本公司公開拒絕。
1 如若需享受質保權利,受保人應出具購買證明。
2 中國以外之客戶,需要承擔產品之往來郵運費用。
3 銅質線纜其保質期為30天,同時線纜應避免任何刮傷、標記并保持線圈完好。
本手冊所包含之信息是經過仔細核實并確保無誤的。本公司不為由于本手冊可能所含錯誤所帶來的風險或者損失承擔責任。無論何種情況,即或告悉此類損失的可能,本公司亦不對此手冊所含之錯誤或者遺漏所引起的直接的、非直接的、特殊的、偶然的或者由此帶來的后續損失承擔責任。本公司保留不需要提前通知本手冊讀者而對其內容做出的更改。
第三篇: 個性簽名轉換器
利用A/D轉換設計一個室溫溫度計
摘 要
當今社會,溫度測量系統被廣泛的應用于社會生產、生活的各個領域。?在工業、環境檢測、醫療、庭等多方面均有應用。在這個信息爆發的時代,計算機技術的高速發展和廣泛應用,而A/D轉換器作為計算機與被處理物理信息之間的聯系通道也被廣泛應用,特別是在數字信號處理、雷達信號分析、醫用成像設備、高速數據采集等應用方面,對ADC的速度要求很高。由于ADC的發展及應用的深入,其靜態參數已不足以表征ADC的全部性能。在輸入信號是時間的函數時,ADC所表現出來的性能稱為動態性能。而在和數字信號處理一起工作的ADC、一些音頻應用的ADC以及用于視頻應用的ADC(稱為采樣型ADC)中,動態性能尤為重要。因此,分析、測試ADC的動態性能是非常重要的。
本課題是利用A/D 轉換設計一個室溫溫度計,當用計算機來構成數據采集系統時,利用溫度傳感器的敏感特性,去檢測展示的溫度,所經采集的溫度信號是連續變化的模擬量,而計算機能處理不連續的數字量,因此,我們必須用模數轉換器即A/D 轉換器把模擬信號轉換成數字信號后才能送入計算機進行處理,再利用顯示電路把轉換后的數字信號顯示出來。整個流程先通過單片機的 P3.3 口對溫度傳感器進行操作,實現數字溫度采集;在轉換的過程中用到芯片 ADC0809;最后通過發光二極管顯示出所測溫度。
本文將講述80C51芯片,溫度傳感器LM35及ADC0809芯片的基本原理和特點,并介紹了基于單片機的A/D轉換電路的設計,對硬件部分和軟件部分的設計進行了詳細的介紹。
關鍵詞:ADC0809、LM35、A/D轉換器、80C51、發光二極管
目 錄
1 緒論 1
1.1 課題描述 1
1.2 基本工作原理及框圖 1
2 相關芯片及硬件電路設計 2
2.1 ADC0809芯片 2
2.1.1 ADC0809外部特性(引腳功能) 2
2.1.2 ADC0809 引腳圖以及主要功能 2
2.1.3 ADC0809內部結構 3
2.1.4 ADC0809典型應用及系統硬件原理圖 3
2.2 LM35芯片 4
2.2.1 LM35介紹 4
2.2.2 LM35的主要性能參數 5
2.2.3 LM35各引腳介紹及電路原理圖 6
2.3 80C51芯片 6
2.3.1 80C51芯片的介紹及引腳圖 6
2.3.2 80C51的功能特性 7
2.3.3 80C51的主要性能參數 7
2.4 A/D轉換電路 8
2.4.1 A/D轉換電路定義 8
2.4.2 A/D轉換器的的分類 9
2.5 主要電路的電路圖及原理 9
2.5.1 溫度采集電路 9
2.5.2 放大電路 10
3 系統軟件設計 10
總 結 15
致 謝 16
參考文獻 17
1 緒論1.1 課題描述
電子技術,特別是大規模集成電路的技術的飛速發展,人類生活發生了根本性的改變,如果說微型計算機的出現使現代科學技術研究的當了質的飛躍,那么可以毫不夸張地說,單片機技術的出現則是給現代工業測控領域帶來了一次新的技術。單片機以其體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環境要求不高、高可靠性、高性能價格比、開發較為容易,在諸如工業控制系統、數據采集系統等領域得到極為廣泛的應用,并已走入家庭。革命性微電腦控制這個概念已然家喻戶曉。通過已經掌握的芯片技術以及所學的電路方面的知識,適當的進行連接,完全可以找出一種人們所希望的連接方式來實現一種看似不可能的功能。集成電路以其體積小、重量輕、價格便宜、功能強大的特點在眾多領域得到了廣泛的應用,并已走人千家萬戶。因此,單片機技術開發和應用水平已逐步成為一個國家工業發展水平的標志之一。本課題研究的內容就是以單片機為主要控制元件,通過溫度傳感器,A/D轉換器,實現對溫度的測量,并通過發光二級管直接顯示所測溫度。
1.2 基本工作原理及框圖
本課程設計的溫度計測溫系統由溫度傳感器電路、信號放大電路、A/D轉換電路、單片機系統、溫度顯示系統構成。其基本工作原理:溫度傳感器電路將測量到的溫度信號轉換成電壓信號輸出到信號放大電路,與溫度值對應的電壓信號經放大后輸出至轉A/D換電路,把電壓信號轉換成數字量送給單片機系統,單片機系統根據顯示需要對數字量進行處理,再送溫度顯示系統進行顯示。基本工作原理框圖如圖1所示。
圖1基本工作原理框圖
2 相關芯片及硬件電路設計
2.1 ADC0809芯片
2.1.1 ADC0809外部特性(引腳功能)
ADC0809芯片有28條引腳,采用雙列直插式封裝,下面說明各引腳功能。
IN0~IN7:8路模擬量輸入端。
2-1~2-8:8位數字量輸出端。
ADDA、ADDB、ADDC:3位地址輸入線,用于選通8路模擬輸入中的一路
ALE:地址鎖存允許信號,輸入,高電平有效。
START: A/D轉換啟動脈沖輸入端,輸入一個正脈沖(至少100ns寬)使其啟動(脈沖上升沿使0809復位,下降沿啟動A/D轉換)。
EOC: A/D轉換結束信號,輸出,當A/D轉換結束時,此端輸出一個高電平(轉換期間一直為低電平)。
OE:數據輸出允許信號,輸入,高電平有效。當A/D轉換結束時,此端輸入一個高電平,才能打開輸出三態門,輸出數字量。
CLK:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。
REF(+)、REF(-):基準電壓。
VCC:電源,單一+5V。
GND:地。
2.1.2 ADC0809 引腳圖以及主要功能
ADC0809芯片主要特性
1)8路輸入通道,8位A/D轉換器,即分辨率為8位。
2)具有轉換起停控制端。
3)轉換時間為100μs(時鐘為640kHz時),130μs(時鐘為500kHz時)
4)單個+5V電源供電
5)模擬輸入電壓范圍0~+5V,不需零點和滿刻度校準。
6)工作溫度范圍為-40~+85攝氏度
如圖2所示
圖2 ADC0809引腳圖
2.1.3 ADC0809內部結構
ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器,內部結構如圖3所示,它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型A/D轉換器、逐次逼近。
2.1.4 ADC0809典型應用及系統硬件原理圖
ALE腳的輸出頻率為1MHz,(時鐘頻率為6MHz),經D觸發器二分頻為500kHz時鐘信號。
ADC0809輸出三態鎖存,8位數據輸出引腳可直接與數據總線相連。引腳C、B、A分別與地址總線A2、A1、A0相連,選通IN0~IN7中的一個。P2.7(A15)作為片選信號,在啟動A/D轉換時,由WR和P2.7控制ADC的地址鎖存和轉換啟動,由于ALE和START連在一起,因此ADC0809在鎖存通道地址的同時,啟動并進行轉換。
圖3 ADC0809內部結構
讀取轉換結果,用RD信號和P2.7腳經或非后,產生的正脈沖作為OE信號,用以打開三態輸出鎖存器。對8路模擬信號輪流采樣一次,采用軟件延時的方式,并依次把結果轉儲到數據存儲區。
2.2 LM35芯片
2.2.1 LM35介紹
NS公司生產的集成溫度傳感器LM35,具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍,其輸出電壓與攝氏溫度線性呈比例,且無需外部校準或微調,可以提供±0.25℃ 的常用室溫精度。從使用角度來說,與用開爾文標準的線性溫度傳感器相比更有優越之處,它無需外部校準或微調,在各類民用控制、工業控制以及航空航天技術方面得到了廣泛使用。在很多工作場合,元器件工作溫度指標達不到工業級或普軍級溫度要求,可以通過設計加溫電路的辦法得以解決。小型、低功耗、可靠性高、低成本的LM35溫度傳感器已經越來越受到設計者的關注。
圖4 ADC0809典型應用
2.2.2 LM35的主要性能參數
LM35的主要性能參數如下:
工作電壓:直流4~30V;
工作電流:小于133μA
輸出電壓:+6V~-1.0V
輸出阻抗:1mA負載時0.1Ω;
精度:0.5℃精度(在+25℃時);
漏泄電流:小于60μA;
比例因數:線性+10.0mV/℃;
非線性值:±1/4℃;
校準方式:直接用攝氏溫度校準;
封裝:密封TO-46晶體管封裝或塑料TO-92晶體管封裝;
使用溫度范圍:-55~+150℃額定范圍。
2.2.3 LM35各引腳介紹及電路原理圖
LM35引腳介紹如下:
1腳正電源VCC;
2腳輸出;
3腳輸出地/電源地。
圖5 LM35電路原理圖
2.3 80C51芯片
2.3.1 80C51芯片的介紹及引腳圖
80C51單片機屬于改進了8048的缺點,增加了如乘(MUL)、除(DIV)、減(SUBB)、比較(PUSH)、16位數據指針、布爾代數運算等指令,以及串行通信能力和5個中斷源。采用40引腳雙列直插式DIP(Dual In Line Package),內有128個RAM單元及4K的ROM。80C51有兩個16位定時計數器,兩個外中斷,兩個定時計數中斷,及一個串行中斷,并有4個8位并行輸入口。80C51內部有時鐘電路,但需要石英晶體和微調電容外接,本系統中采用12MHz的晶振頻率。由于80C51的系統性能滿足系統數據采集及時間精度的要求,而且產品產量豐富來源廣,應用也很成熟,故采用來作為控制核心。80C51引腳圖如圖6所示。
圖6 80C51引腳圖
2.3.2 80C51的功能特性
80C51提供以下標準功能:4K字節Flash閃速存儲器,128字節內部RAM,32個I/O口線,兩個十六位定時/計數器,一個5向量兩級中斷結構,一個全雙工串行通信口,片內振蕩器及時鐘電路。同時,80C51可降至0Hz的靜態邏輯操作,并支持兩種軟件可選MCS-51系列單片機,由Intel公司開發,其結構是8048的的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作,但允許RAM,定時/計數器,串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的內容,但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位。
2.3.3 80C51的主要性能參數
80C51主要性能參數如下:
8位CPU
4KB片內程序存儲器(ROM)
128B片內數據存儲器(RAM)
32條并行I/O口線
21個專用寄存器
2個16位定時/計數器
5個中斷源,2個優先級
一個雙全工串行通信口
外部數據存儲器尋址空間為64KB
外部程序存儲器尋址空間為64KB
邏輯操作位尋址功能
一個片內時鐘振蕩器和時鐘電路
單一+5V電源供電
2.4 A/D轉換電路
2.4.1 A/D轉換電路定義
模/數轉化器是一種將連續的模擬量轉化成離散的數字量的一種電路或器件,模擬信號轉換為數字信號一般需要經過采樣、保持和量化編碼三個過程。針對不同的采樣對象,有不同的A/D轉換器(ADC)可供選擇,有些ADC還包含有其他功能,在選擇ADC器件時需要考慮多種因素,除了關鍵參數、分辨率和轉換速度以外,還應考慮其他因素,如靜態與動態精度。
逐次逼近式轉換器,通常是用一個比較輸入信號與作為基準的n位DAC輸出進行比較,并進行n次1位轉換。這種方法類似于天平上用二進制砝碼稱量物質。采用逐次延伸,逼近寄存器,輸入信號僅與最高位(MSB)比較,確定DAC的最高位(DAC滿量程的一半)。確定后結果(0或1)被鎖存,同時加到DAC上,以決定DAC的輸出(0或1/2)。
逐次逼近式A/D轉換器,如ADC0809、AD574等,其特點是轉換速度快,精度也比較高,輸出為二進制碼,直接接I/O口,軟件設計方便。ADC0809芯片內包含8位模/數轉換器、8通道多路轉換器與微機控制兼容的控制邏輯。8通道多路轉換器能直接連通8個單端輸入信號中的任何一個。
2.4.2 A/D轉換器的的分類
1、根據A/D轉換器的原理可將A/D轉換器分成兩大類。一大類是直接型A/D轉換器,另一類是間接型A/D轉換器。直接型A/D轉換器的輸入模擬電壓被直接轉換成數字代碼,不經任何中間變量;在間接型A/D轉換器中,首先把輸入的模擬電壓轉換成某種中間變量(時間、頻率、脈沖寬度等),然后再把這個中間變量轉換為數字代碼輸出。
2、根據輸出數字量方式,A/D轉換器可分為并行輸出轉換器和串行輸出轉換器兩種:并行ADC的特點是占用較多的數據線,但轉換速度快,在轉換位數較少時,有較高的性價比。串行ADC具有輸出占用的數據線少、轉換后的數據諸位輸出、輸出速度較慢的特點。
3、根據輸出數字量表示形式,A/D轉換器可分為二進制輸出格式和BCD碼輸出格式。二進制輸出格式一般要將轉換數據送單片機處理后使用。BCD碼輸出格式采用分時輸出萬、千、百、十、個位的方法,可以很方便的驅動LCD顯示。
2.5 主要電路的電路圖及原理
2.5.1 溫度采集電路
溫度采集電路即測溫電路,電路中用熱敏電阻和一個可調電阻串聯節+5V電壓。溫度變化經過熱敏電阻轉化為電壓或電流信號變化。然后將該電信號接入到溫度放大電路上。其電路圖如7所示。
圖7 溫度采集電路
2.5.2 放大電路
信號放大電路的主要作用是將采集溫度信號轉化的電信號進行放大處理,以便后面的電路進行使用。其電路圖8示。
圖8放大電路
3 系統軟件設計
程序啟動后,首先清理系統內存,然后進行采集,并通過A/D轉換后,傳輸到單片機再由單片機控制顯示設備,顯示現在的溫度。
圖9 主程序框圖
主程序如下:
0809選通信號接A14,CLK接ALE,INT0接電位器
PAGE 60,132
MODEL SMALL
STACK 20H
DATA 20H
AD0809 EQU 0B000H
A8255 EQU 7000H
B8255 EQU 7001H
C8255 EQU 7002H
D8255 EQU 7003H
DCLK0 EQU 00000000B
DCLK1 EQU 00000001B
DIN0 EQU 00000010B
DIN1 EQU 00000011B
CODE
DIDATA DB
ORG 0100H
MAIN: MOV SP,9000H
MOV DX,D8255
MOV AL,80H ;寫控制字A、B輸出,C輸入
OUT DX,AL
NEXT: MOV DX,AD0809
MOV AL,00H
OUT DX,AL ;啟動AD轉換
CALL DELAY ;延時
IN AL,DX ;轉換結束讀取結果
CMP AL,DIDATA
JZ NEXT
MOV DIDATA,AL
CALL DISP
CALL DELAY1
JMP NEXT
;***************************************************************
; /*顯示子程序*/ *
;***************************************************************
DISP: MOV AL,DIDATA ;取低位
AND AL,0FH
CALL SEND ;顯示
MOV AL,DIDATA
MOV CL,04H
SHR AL,CL ;取高位
CALL SEND ;顯示
RET
SEND: PUSH CX
MOV AH,00H
MOV DI,AX
MOV BX,OFFSET SGTB1
MOV AL,[BX+DI] ;取字符
MOV AH,AL
MOV CX,01H
SEND1: MOV DX,D8255
MOV AL,DCLK0 ;DCLK
第四篇: 個性簽名轉換器
A/D轉換器
【摘要】A/D轉換器是將輸入電壓信號轉換為數字信號輸出的裝置。一般要經過采樣、保持、量化及編碼4個過程。本系統由0—5V信號源、電壓比較電路、STC12C5A60S2單片機處理電路、74HC148編碼器、1602顯示電路、CD4067電子開關及鍵盤輸入電路組成。采用逐次比較原理實現對0—5V連續調節模擬電壓信號的測量和顯示。
【關鍵詞】電壓比較電路;STC12C5A60S2單片機;CD4067電子開關
1.系統總體方案設計
本系統信號源利用可調電阻,產生0—5V連續調節的模擬電壓信號;采用電壓比較器分別比較信號電壓的個位、十分位、百分位、千分位,利用減法器進行位數的計算,并將比較結果送入控制模塊進行計算,通過顯示模塊輸出結果。系統總體框圖如圖1所示。
1.1 總體方案論證
方案一:積分型
積分型AD工作原理是將輸入電壓轉換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率),然后由定時器/計數器獲得數字值。其優點是用簡單電路就能獲得高分辨率,但缺點是由于轉換精度依賴于積分時間,因此轉換速率極低。
方案二:壓頻變換型
壓頻變換型(Voltage—Frequency CONverter)是通過間接轉換方式實現模數轉換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉換成頻率,然后用計數器將頻率轉換成數字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無限增加,只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數的寬度。其優點是分辯率高、功耗低、價格低,但是需要外部計數電路共同完成AD轉換。
方案三:采用從高位到低位逐位試探比較原理,從高到低逐級做減法進行試探。過程是:初始化后將待轉化電壓值的最高位與電子開關選通端對應電壓值通過減法器做減法使待測電壓值最高位為0,然后將做過減法后的待測電壓值乘以10,使其最高位不為0,再經過電子開關選通端的電壓值做減法使其最高位為0,如此循環4次,得出千分位數值,該數值即為比較器得出的結果,就是所要求的數字量輸出。
基于以上分析,采用方案三。
1.2 系統的基本組成
A/D轉換器系統對輸入電壓值應實時掌握,所以轉換后的電壓值應時刻顯示在1602屏上。通過STC12C5A60S2單片機所連接的控制單元在輸入0—5V連續調節直流電壓被測信號源變化過程中實時對A/D轉換電路進行測試,實現系統對A/D轉換電路的分辨率的測試。同時采用光提示來提示完成測試。
1.2.1 控制模塊選擇
控制模塊選擇AT89S52單片機。AT89S52具有以下標準功能:三個16位定時器/計數器,一個6向量2級中斷結構,片內晶振及時鐘電路。掉電保護方式下,RAM內容被保存,振蕩器被凍結,單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復位為止。芯片市場上十分常見,十分容易購買和更換,性價比高。
1.2.2 鍵盤輸入模塊的選擇
采用獨立鍵盤作為系統的控制裝置。優點:所占面積小,節省空間,不易命令輸出錯誤。缺點:占有單片機I/O口過多。
1.2.3 顯示模塊的選擇
方案一:使用傳統的數碼管顯示轉換結果。數碼管(LED)對環境因素要求較低,顯示明亮。采用BCD編碼顯示數字。程序編譯相對容易,資源占用少。但耗能高,顯示形式單一。
方案二:使用1602液晶。1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。使用液晶顯示屏顯示轉換結果。液晶顯示屏具有輕薄短小,耗電量低,無輻射危險,可視面積大,畫面效果好,分辨率高。
綜上比較,選擇方案二。
1.2.4 多路開關
方案一:采用機電開關,如干簧繼電器,水銀繼電器電器等。機電開關結構簡單,在通斷指標方面具有近似理想的電氣特性,閉合時接觸電阻較小,而斷開時阻抗高。但是速度、體積方面則不夠理想。此外在簧片和連接間還存在著熱電勢。
方案二:CD4067是數字控制模擬開關,具有低導通阻抗,低截止漏電流和內部地址譯碼的特征。另外,在整個輸入信號范圍內,導通電阻保持相對穩定。CD4067是16通道開關,有四個二進制輸入端A0~A3和控制端C,輸入的任意一個組合可選擇一路開關。C=1時,關閉所有的通道。CD4067提供了24引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直插(P)和陶瓷片狀載體(C)4種封裝形式
因為半導體集成電路多路開關具有明顯的優點,我們選擇方案二。
1.2.5 編碼器
優先編碼器74HC148。74HC148為HCMOS型,是高速CMOS系列,供電3~12V,他允許同時輸入兩個以上編碼信號。在設計優先編碼器時已經將所有的輸入信號按優先順序排了隊,當幾個輸入信號同時出現時,只對其中優先權最高的一個進行編碼。具有速度快,精度高,價格便宜,應用方便等優點。
1.2.6 運算放大器
系統選擇LM324。LM324內部包括有四個獨立的、高增益、內部頻率補償的運算放大器,適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。
2.硬件電路設計
硬件設計電路圖如圖2、3所示。
3.軟件設計
軟件設計總體流程見圖4。
4.測試方案與測試結果
4.1 測試方案
(1)根據題目要求,分別進行十次測試,從0—5V以0.5V為檔位共分成10檔系統轉換正確率為90%。
(2)共測試10次,測試時間正確率為90%。
(3)存儲數據為100個。
4.2 測試數據及分析
測試數據如表1所示。
誤差分析:
(1)溫漂在數據采集系統中是一個相當重要的指標,由于環境溫度的變化,系統溫漂可能會嚴重影響系統精度.可以采用溫度保持恒定,避免了溫度偏移的影響.還有一些系統采用一種比例測量法,用同一信號源激勵傳感器和參考電壓,可以消除基準引起的誤差,因為激勵源和基準同時漂移,漂移誤差相互抵消.也有系統用補償手段消除基準漂移。
(2)誤差源,如碼源噪聲、失調溫漂、增益漂移,它們在某種條件下,可能會對系統精度產生影響,但只要采用適當的手段就可以使相應誤差最小,進而不會影響系統精度。




