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1、数模（D/A）转换器及模数（A/D）转换器一、实验目的1.熟悉D/A转换器的基本工作原理。2.掌握D/A转换集成芯片DAC0832的性能及其使用方法。3.熟悉A/D转换器的工作原理。4.掌握A/D转换集成芯片ADC0809的性能及其使用方法。二、实验原理1.数模（D/A）转换所谓数模（D/A）转换,就是把数字量信号转换成模拟量信号,且输出电压与输入的数字量成一定的比例关系。图47为D/A转换器的原理图,它是由恒流源（或恒压源）、模拟开关、以及数字量代码所控制的电阻网络、运放等组成的四位D/A转换器。四
2、个开关S0~S3由各位代码控制,若“S”代码为1,则意味着接VREF,代码“S”=0,则意味着接地。由于运放的输出值为V0=-I∑?Rf,而I∑为I0、I1、I2、I3的和,而I0~I3的值分别为（“S”代码全为1）：I0=,I1=,I2=,I3=若选R0=,R1=,R2=,R3=则I0==?20,I1=?21,I2=?22,I3=?23若开关S0~S3不全合上,则“S”代码有些为0,有些为1（设4位“S”代码为D3D2DlD0）,则I∑=D3I3+D2I2+DlIl+D0I0=（D3?23+D2?2
3、2+D1?21+D0?20）=B?所以,V0=-Rf?B,B为二进制数,即模拟电压输出正比于输入数字量B,从而实现了数字量的转换。随着集成技术的发展,中大规模的D/A转换集成块相继出现,它们将转换的电阻网络和受数码控制的电子开关都集成在同一芯片上,所以用起来很方便。目前,常用的芯片型号很多,有8位的、12位的转换器等,这里我们选用8位的D/A转换器DAC0832进行实验研究。DAC0832是CMOS工艺,共20管引脚,其管脚排列如图48所示。图47D/A转换原理图图48DAC0832管脚排列图各管脚功
4、能为：D7~D0：八位数字量输入端,D7为最高位,D0为最低位。I0l：模拟电流输出1端,当DAC寄存器为全1时,I0l最大；全0时,I0l最小。I02：模拟电流输出2端,I0l+I02=常数=,一般接地。Rf：为外接运放提供的反馈电阻引出端。VREF：是基准电压参考端,其电压范围为–10~+l0V。VCC：电源电压,一般为+5V~+15V。DGND：数字电路接地端。AGND：模拟电路接地端,通常与DGND相连。CS：片选信号,低电平有效。ILE：输入锁存使能端,高电平有效。它与WR1、CS信号共同控
5、制输入寄存器选通。WR1：写信号1,低电平有效。当CS=0,ILE=1时,WR1此时才能把数据总线上的数据输入寄存器中。WR2：写信号2,低电平有效。与XFER配合,当二者均为0时,将输入寄存器中当前的值写入DAC寄存器中。XFER：控制传送信号输入端,低电平有效。用来控制WR2选通DAC寄存器。由于DAC0832转换输出是电流,所以,当要求转换结果不是电流而是电压时,可以在DAC0832的输出端接一运算放大器,将电流信号转换成电压信号。如实验接线图49中所示。在图49中,当VREF接+5V（或l~5
6、V）时,输出电压范围是0~-5V（或0~+5V）。如果VREF接+10V（或-l0V）时,输出电压范围是0~-10V（或0~+10V）。图49DAC0832实验测试接线图DAC0832通常和计算机系统相连进行有关操作,本实验中仅用直通工作方式进行实验,来研究DAC0832的某些功能特点。2.模数（A/D）转换所谓模数（A/D）转换,就是把模拟量信号转换成数字量信号。A/D转换的方法很多,本实验中用到的是逐次逼近式A/D转换集成块,其原理图如图50所示。它是将一个待转换的模拟信号Vi,与一个“推测”的数
7、字信号经D/A转换成VI相比较,根据“推测”信号是大于还是小于输入信号,即比较器输出0或1来决定减小还是增大该“推测”信号。然后,再进行比较,以便向模拟输入信号逐渐逼近。“推测”信号是从二进制的最高位起,依次置1,逐位比较,直到最后一位。D/A的数字输入即对应输入模拟量,为A/D的输出,图50中,START为启动转换信号输入端,EOC为转换完成信号输出端。图50逐次逼近式A/D转换器ADC0809是8位A/D转换器,它的转换方法为逐次逼近法。ADC0809为CMOS工艺,其管脚为28脚,管脚排列如图5
8、1所示。各个管脚的功能如下：Ino~IN7：八个模拟量输入端。START：启动A/D转换,当START为高电平时,开始A/D转换。EOC：转换结束信号。当A/D转换完毕之后,发出一个正脉冲,表示A/D转换结束,此信号可用做A/D转换是否结束的检测信号或中断申请信号（加一个反相器）。C、B、A：通道号地址输入端,C、B、A为二进制数输入,C为最高位,A为最低位,CBA从000~111分别选中通道IN0~IN7。ALE：地址锁存信号,高电平有效。当ALE为高
