微机原理 第十一章 模拟IO接口.ppt

《微机原理 第十一章 模拟IO接口.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十一章模拟I/O接口11.0概述11.1DAC及其与MPU的接口11.2ADC及其与MPU的接口11-11.0概述模拟I/O接口即A/D、D/A转换器接口A/D、D/A转换器及其与计算机的接口在计算机测控系统中的重要性。应用示例AAA/DD/ADD计算机传感器执行机构电压电流角度速度位移…计算机控制系统示意图11-11.1.1D/A转换器原理11.1.2DAC的基本参数11.1.3典型的DAC集成芯片11.1.4DAC芯片与MPU接口技术11.1DAC及其与MPU的接口11-11.1.1D/A

2、转换器原理DAC是一种把二进制数字信号转换成模拟信号(电压或电流)的电路。DAC按转换原理不同,可分为：权电阻DACT型电阻DAC倒T型电阻DAC变形权电阻DAC权电流DAC电容型DAC……电路结构上均由电压源、解码网络、运放和数据缓冲器组成。解码网络各不相同。以T型和倒T型电阻DAC在集成产品中应用较多。11-1.T型电阻解码网络DAC11.1.1D/A转换器原理结构特点：节点A、B、C、D都由三条支路相交而成，而且从任一节点向三条支路看过去的等效电阻都为2R；从任一开关Si向上看

3、过去的等效电阻都为3R。2R2RR2RR2RR2R2RS0S1S2S311110000Rf=3R-+∞AVVRvoD0D1D2D3LSBMSBi0∑ABCD11-输出电流io为：io=io3+io2+io1+io0从上述结构特点可直接分析推出：(经1次二等分到输出支路）io3=——D3VR3R211VR(经2次二等分到输出支路）io2=——D23R221(经3次二等分到输出支路）io1=——D1VR3R231(经4次二等分到输出支路）io0=——D324VR3R1T型电阻DAC的转换原理

4、：11.1.1D/A转换器原理11-所以:进一步得到输出电压vo:)21212121(304132231DDDDRViRO+++=)2222(23001122334DDDDRVR+++=iiiRDRVå==304223iiifROfODRRViRvå=··-=-=30422311.1.1D/A转换器原理11-11.1.1D/A转换器原理推广到一般情况:当输入数字量为n位时，则有：以上两式表明:å-==10223niiinRODRVi当Rf=3R时å-=·-=10223niiinfRODR

5、RVVå-=-1022niiinRDV输出电流io和输出电压Vo都与输入二进制数Dn-1Dn-2……D0的大小成正比,可见实现了从数字量到模拟量的转换。11-主要优点：D/A转换的结果Vo只与电阻的比值（Rf/R）有关，而不取决于电阻的绝对值。这为集成单元的制作提供了很大方便。主要缺点：各位数码变化引起的电压变化到达“运放”输入端的时间明显不相同。这样,在输入数字量变化的动态过程中可能在输出端产生很大的尖峰脉冲,从而带来较大的动态误差，影响DAC的转换精度和转换速度。T型电阻DAC的优缺点11.

6、1.1D/A转换器原理11-11.1.1D/A转换器原理2.倒T型电阻解码网络DAC结构特点：——是对T型电阻解码网络DAC的改进2R2R2R2R2RRRRABCDS0S1S2S300001111D0D1D2D3Rf=R∑-+AU∞VRII0I1I2I3Vo无论Si接1或接0，对应支路的电流Ii都恒定不变(或者流入地或者流入虚地Σ)。电阻网络中各支路的电流都直接流入“运放”输入端，相互间不存在传输时间差，所以转换速度较快，动态过程中输出端的尖峰脉冲较小。从右边向任一节点(A、B、C、D)看过去，

7、等效电阻均为R，且两个支路的电阻相等，均为2R11-)21212121(0413223DDDDI+++=å=32iDii=0R×24VRiiifRfRfOODRRVRRVRivå=×·-=×·-=·-=3044222I3=I2I2=I22I1=I23I0=I24I=VR2io=D3I3+D2I2+D1I1+D0I024RVR=(23D3+22D2+21D1+20D0)倒T型电阻DAC的转换原理：11.1.1D/A转换器原理11-11.1.1D/A转换器原理推广到n位转换器，则有：同样可见:å2

8、n-1iiDR×2nVRio=i=0当Rf=R时å-=-1022niiinRDVå2n-1iiDR×2nVR•Rfvo=-i=0输出的模拟信号io和Vo与输入的数字信号的大小成正比，从而实现了从数字量到模拟量的转换。11-11.1.2DAC的基本参数1.精度参数——用于表明D/A转换的精确程度,一般用误差大小表示。精度特性常以满量程电压VFS的百分数或以最低有效位LSB的分数形式给出，有时也用二进制位数的形式给出。如：◆精度为±0.1%指最大误差为VFS的±0.1%。◆n位DAC的精度为±LSB