第10章 SPI与模拟量转换
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模拟量转换方法1、基本概念我们生活在一个物质的世界中。
世间所有的物质都包含了化学和物理特性,我们是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。
这些表观性质就是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物理量,在自控领域称为工程量。
这种表述的优点是直观、容易理解。
在电动传感技术出现之前,传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量,其中也包括机械式的电动仪表。
2、标准信号在电动传感器时代,中央控制成为可能,这就需要检测信号的远距离传送。
但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。
而且大多传感器属于弱信号型,远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。
因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。
二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业传输标准的电信号,如0-5V、0-10V或4-20mA(其中用得最多的是4-20mA)。
而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整,可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围,如0-100℃或-10-100℃等等。
这是用硬件电路对物理量进行数学变换。
中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显示被测的物理量。
对于不同的量程范围,只要更换指针后面的刻度盘就可以了。
更换刻度盘不会影响仪表的根本性质,这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可限量的好处。
3、数字化仪表到了数字化时代,指针式显示表变成了更直观、更精确的数字显示方式。
在数字化仪表中,这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换,成为大家习惯的物理量表达方式。
这种变换就是依靠软件做数学运算。
这些运算可能是线性方程,也可能是非线性方程,现在的电脑对这些运算是易如反掌。
4、信号变换中的数学问题信号的变换需要经过以下过程:物理量-传感器信号-标准电信号-A/D转换-数值显示。
声明:为简单起见,我们在此讨论的是线性的信号变换。
同时略过传感器的信号变换过程。
电子技术实习_北京科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.I2C串行通信,用于传送数据的是?参考答案:SDA2.I2C串行通信总线空闲时,SDA和SCL的电平状况分别是?参考答案:SDA为高电平,SCL为高电平3.以下属于物联网行业面临的挑战是()参考答案:碎片化_门槛高_生态弱_周期长4.关于Python语言的特点,以下选项描述正确的是:参考答案:Python语言是解释型语言5.影响焊接界面结合层的因素有:参考答案:母材的氧化程度_焊接的温度和时间_焊料的合金成分和氧化程度_助焊剂的质量6.在做三色LED实验时,需要()彩色分量,通过RGB三个分量的不同比例的组合,可得到任意的颜色参考答案:红_蓝_绿7.DHT11温湿度传感器的数据接口是参考答案:1-Wire8.将超声波(振动波)转换成电信号是利用()参考答案:压电效应9.树莓派4B有___Pin的GPIO接口。
参考答案:4010.以下哪个不是Python的内置函数?参考答案:char11.假设要表示模拟输出有效,四路单端输入,禁止自动增量,A/D通道为0,那么该语句的控制字是多少?bus.write_byte(address,_____)参考答案:0x4012.下面哪一项数据结构不允许有重复元素?参考答案:set13.MPU6050姿态传感器中,Accelerator传感器单元用于获取?参考答案:加速度原始数据14.(2*5+3//2+15) and 10的运算结果是多少?参考答案:1015.如果函数没有使用return语句,则函数返回的是?参考答案:None 对象16.a={},判断a属于以下哪种数据类型?参考答案:dict17.执行以下代码,依次输出哪些数字?foriinrange(2):print(i)foriinrange(4,6):print(i)参考答案:0,1,4,518.在电路搭建好之后,确认无误,才可以给电路供电。
第10章SPI与模拟量转换SPI(串行外设接口)是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口,用于MCU 和外围扩展芯片之间的串行连接,现已发展成为一种工业标准。
目前,各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D、D/A转换、LED/LCD驱动、I/O接口、实时时钟等。
本章首先讨论SPI及编程方法。
计算机只能处理数字量,对于温度、压力、速度和流量等模拟量必须经过A/D转换才能为计算机所处理。
计算机要干预对外部需要模拟量进行控制的装置,需要通过D/A转换.GP32内部有8路8位A/D转换,没有D/A转换。
本章给出GP32内部A/D 转换的编程方法。
本章随后给出利用MCU的SPI进行12位A/D转换芯片TLC2543及10位D/A芯片的扩充,并给出具体实例。
所给出A/D实例,包含的基本的滤波方法,可以直接应用于实际工程。
对常见传感器的简介,有助于初学者对A/D转换的理解与实践.作为知识积累,还对常用传感器进行了介绍.10.1 SPI的基本工作原理10.1.1 SPI概述串行外设接口(SPI,Serial Peripheral Interfac)是Freescale公司推出的一种同步串行通信接口,用于微处理器和外围扩展芯片之间的串行连接,现已发展成为一种工业标准。
目前,各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种各样功能的芯片,如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D转换器、D/A 转换器、LED/LCD显示驱动器、I/O接口芯片、实时时钟、UART收发器等,为用户的外围扩展提供了极其灵活而价廉的选择.Freescale 08系列MCU中含有串行外设接口模块,它是MCU与外界联系的重要方式之一。
SPI特性描述如下:①全双工。
②主、从工作方式。
③发送和接收的数据寄存器相互独立从而实现双缓存操作。
④主机可以设定4种工作频率(最大可达总线频率的二分之一)。