微机原理 第13章 模拟输入输出技术ppt课件.ppt

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1、第13章模拟输入输出技术13.1模拟输入输出技术13.2数模（D/A）转换器13.3模数（A/D）转换器13.1模拟输入输出系统A:Analog(模拟量)D:Digital(数字量)图13.1典型微型计算机测控系统13.2数模（D/A）转换器输入：D(n位数字量)说明：输出：VO(模拟量)VREF：参考电压VO=K×D×VREF其中，K为常数图13.2D/A转换器示意13.2.1D/A转换的原理D/A转换器的基本组成：电阻（或电容）网络（核心）模拟切换开关基准电压运算放大器一、T型电阻网络DAC图13.3T型

2、电阻网络DAC通式：叠加原理：假设RF=3R：Vo=-I∑RF推广到n位：T形电阻网络DAC的优缺点：优点：电阻的取值只有R和2R两种，易于集成，转换精度高。缺点：当输入数字信号发生变化，使开关变换接通方向时，流过开关的电流方向发生改变，容易产生毛刺和影响工作速度。改进：倒T形电阻网络DAC二、倒T型电阻网络DAC图13.4倒T型电阻网络DAC通式：叠加原理：假设RF=3R：Vo=-I∑RF推广到n位：倒T形电阻网络DAC的优缺点：优点：保证电流始终能以一个方向流过开关，提高转换精度。缺点：由于模拟开

3、关的导通电阻和各支路电阻串联，电阻值将附加在各支路的电阻上，从而降低转换精度。改进：电流激励型DAC13.2.2DAC的主要性能指标一、分辨率最小输出电压：VLSB－－当输入数字量D=00…01时的输出满量程输出电压：VFSR－－当输入数字量D=11…11时的输出分辨率：说明：DAC位数越多，分辨率越高2.转换精度DAC的转换误差是指实际模拟输出值与理想值之间的误差程度。该指标是一项综合性的静态性能指标。转换误差绝对误差：用VLSB的倍数表示相对误差：用VFSR的百分数表示3.建立时间DAC的建立时间是指

4、从数字量输入到完成转换且输出达到终值误差的±1/2LSB所需时间。该指标是一项动态性能指标。图13.5DAC的建立时间13.2.3典型DAC芯片DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺制成的R-2R倒T型电阻网络8位D/A转换器，20脚DIP封装，内部带有两级8位锁存。该器件不仅可用于一般数字系统和模拟系统之间的接口电路，而且可以直接与8位微型计算机接口，是目前使用较为广泛的一种集成DAC器件。一、DAC0832引脚功能图13.6DAC0832引脚功能框图二、DAC0832工作方式（1）直通方式两个锁存

5、器均处于直通状态，输入的数据直接送至D/A转换器进行转换并输出。（2）单缓冲方式两个锁存器中一个处于直通状态，而只控制另一个锁存器的锁存（3）双缓冲方式两级锁存器都受控。该缓冲方式常用于要求多个模拟量同时输出的场合，以提高转换的速度。三、DAC0832的模拟输出方式图13.7DAC0832单极性电压输出示意图（1）单极性输出图13.8DAC0832双极性电压输出示意图（2）双极性输出13.2.4D/A转换接口技术分类：有输入锁存器D/A与PC机的连接不带输入锁存器D/A与PC机的连接一、有输入锁存器D/A与P

6、C机的连接图13.9PC机与DAC0832连接示意图[例13.1]设DAC0832工作在单缓冲方式下，单极性输出，端口地址为350H，VREF=-5V，现利用该转换器进行D/A转换，产生一个如图13.10所示三角波。图13.10D/A产生三角波（1）确定上、下限所对应的数字量。上限：Dup=3×28/5=153.6=99H下限：Ddowm=1×28/5=51.2=33H（2）编写程序。采用从下限值开始逐次加1，直到上限值，然后在将上限值逐次减1，直到下限值，如此重复，D/A转换器输出的就是一个三角波。程序

7、如下：TRIANGPROCFARMOVDX，350HMOVCX，066HMOVAL，33HZ1：OUTDX，AL；送D/A输出，形成上升斜坡INCAL；AL加1LOOPZ1；循环102次MOVCX，066HZ2：DECALOUTDX，AL；输出下降斜坡LOOPZ2JMPZ1RETTRIANGENDP二、不带输入锁存器D/A与PC机的连接图13.11PC机与DAC0808连接示意图[例13.2]如图13.11所示，假设译码器输出地址为0030H，8位数字量放在数据段的1000H中，将其转换成模拟量的程序片断如下

8、：MOVBX，1000HMOVDX，0030HMOVAL，[BX]OUTDX，AL；锁存到74LS273中，并转换13.3模数（A/D）转换器13.3.1A/D转换的步骤图13.12采样过程示意图一、采样和保持采样：以一定的周期读取输入电压信号。保持：使读取的信号在周期内不变。二、量化和编码图13.13量化过程示意图量化：把取样电平归化到最接近的离散电平上。编码：用二进制码表示离散电平。13.3.2