智能仪器设计中的ADC接口与A/D转换技术

"比较式ADC接口-智能仪器ppt" 这篇内容是关于智能仪器仪表设计的讲解，特别是聚焦于A/D转换器（ADC）接口。在智能仪器中，ADC是至关重要的组成部分，它负责将模拟信号转化为数字信号，以便于后续的处理和分析。 一、逐次比较式ADC接口 逐次比较式ADC是一种常见的ADC类型，其工作原理是通过与一系列已知的参考电压进行比较，逐步逼近输入模拟量的值。在这个过程中，模拟输入首先通过内部的D/A转换器转化为模拟量，然后通过逐次比较的方式确定对应的二进制代码。例如，对于一个8位的ADC，可以表示从0000 0000到1111 1111的256个不同电压等级。 二、智能仪器仪表的基本组成和发展 智能仪器仪表不仅包含传统的硬件组件，如A/D和D/A转换接口、键盘输入、通信接口等，还结合了CPU、存储器以及各种显示和打印设备。随着技术的发展，智能仪表的功能不再仅依赖硬件，而是通过软件实现更高的精度、自校准、自检、数据处理和通信等功能。 1. 自校准功能：允许仪表自动调整零点和基准源，提高测量准确性。 2. 自检功能：包括开机自检、周期自检和键控自检，确保仪表正常运行。 3. 数据运算处理：通过数字滤波减少随机误差，进行数字处理，如谱分析和曲线拟合，以及非线性校正。 4. 人机交互：通过键盘、显示器和打印机提供友好的操作界面。 5. 数据通信：支持串行和并行通信方式，方便数据传输。 三、设计智能仪器仪表的方法 设计智能仪器仪表涉及硬件电路设计、软件程序设计以及结构工艺。设计过程通常包括接受任务、方案拟定、选择CPU、确定软硬件功能比例、硬件和软件开发、结构设计，以及组装、调试和文档整理等步骤。 四、接口方法和51单片机应用 1. 单片机自身I/O口：如8031单片机，可以利用P1.0口进行数据输入，通过P0、P2口和相关控制信号与外部设备交互。 2. I/O口扩展：通过MOVX类指令与扩展的输入/输出端口进行通信，实现更复杂的系统功能。 五、A/D及D/A转换器的主要技术指标 A/D转换器的关键性能指标包括分辨率（由最低有效位LSB定义）、转换速率、量化误差和线性度等。量化单位是数字信号中最小可表示的模拟量差异，而全尺度范围（FS）是指ADC能够处理的最大模拟信号值。 总结来说，此内容涵盖了智能仪器中ADC接口的基础知识，强调了智能仪表的特性、设计方法和A/D转换器的重要技术参数，这些都是理解和设计智能测控系统不可或缺的基础。