模数与数模转换

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1、实验十模/数和数/模转换一、实验目的1．了解并测试模/数和数/模转换器性能。2．学习A/D和D/A转换器接线和转换的基本方法。二、实验原理在数字电路中往往需要把模拟量转换成数字量或把数字量转换成模拟量，完成这些转换功能的转换器有多种型号。本实验采用ADC0804实现模/数转换，用DAC0832实现数/模转换。1．集成ADC0804转换器常用的ADC0804集成片，它是CMOS8位单通道逐次渐近型的模/数转换器，它的引脚功能及使用如下：（1）UIN（+）和UIN（-）：为模拟电压输入端，模拟电压输入接UIN（+）端，UIN（-）端接地。双边输入时UIN（+）、UIN（-）分

2、别接模拟电压信号的正端和负端。当输入的模拟电压信号存在“零点漂移电压”时，可在UIN（-）接一等值的零点补偿电压，变换时将自动从UIN（+）中减去这一电压。（2）基准电压UREF：为模数转换的基准电压，如不外接，则UREF可与UCC共用电源。（3）为片选信号输入，在微机中应用时，当=0，说明本片被选中，在用硬件构成的ADC0804系统中，可恒接低电平。为转换开始的走动信号输入，为转换结束后从ADC中读出数据的控制信号，两者都是低电平有效。 （4）CLKR和CLKW：ADC0804可外接RC产生模数转换器所需的时钟信号，时钟频率?CLK=1/1.1RC，一般要求频率范围10

3、0KHz～1.28MHz。（5）中断申请信号输出端，低电平有效，当完成A/D转换后，自动发信号，在微机中应用，此端应与微处理器的中断输入端相连，当有效时，应等待CPU同意中断申请RD=0时方能将数输出。若ADC0804单独应用，可将悬空，而直接接地。（6）AGND和DGND：分别为模拟地和数字地。 （7）D0～D7是数字量输出端。 图10—2是ADC0804的一个典型应用电路图，转换器的时钟脉冲由外接10KΩ电阻和150PF电容形成，时钟频率约640KHz。基准电压由其内部提供，大小是电源电压UCC的一半。为了启动A/D转换，应先将开关K闭合一下，使端接地（变为低电平），

4、然后再把开关K断开，于是转换就开始进行。模/数转换器一经启动，被输入的模拟量就按一定的速度转换成8位二进制数码，从数字量输出端输出。  2.集成DAC0832转换器为CMOS型8位数模转换器，它内部具有双数据锁存器，且输入电平与TTL电平兼容，所以能与8080、8085、Z-80及其他微处理器直接对接，也可以按设计要求添加必要的集成电路块而构成一个能独立工作的数模转换器，其引脚功能及其使用如下：（1）片选信号输入端，低电平有效。（2）ILE输入寄存器允许信号输入端，高电平有效。（3）1输入寄存器与信号输入端，低电平有效。该信号用于控制将外部数据写入输入寄存器中。（4）XE

5、FR允许传送控制信号的输入端，低电平有效。（5）2、DAC寄存器写信号输入端，低电平有效。该信号用于控制将输入寄存器的输出数据写入DAC寄存器中。（6）D0～D78位数据输入端。  （7）Iout1、DAC电流流出1，在构成电压输出DAC时此线应外接运算放大器的反相输入端。 （8）Iout2、DAC电流输出2，在构成电压输出DAC时此线应接运算放大器的同相输入端一起接模拟地。 （9）Rfb反馈电阻引出端，在构成电压输出DAC时此端应接运算放大器的输出端。（10）UREF基准电压输入端，通过该外引线将外部的高精度电压源与片内的R—2R电阻网络相连。其电压范围为-10V～+1

6、0V。 （11）Vcc、DAC0832的电源输入端，电源电压范围为+5V～+15V。（12）AGND模地、整个电路的模拟地必须与数字地相连。（13）DGND数字地。 DAC0832是8位的电流输出型数/模转换器，为了把电流输出变成电压输出，可在数/模转换器的输出端接一运算放大器（LM324），输出电压Uo的大小有反馈电阻Rf决定，整个线路见图10—2。图中UREF接5V电源。 若把一个模拟量经模/数转换后再经数/模转换，那么在输出端就获得原模拟量或放大了模拟量（取决于反馈电阻Rf）。同理若在模/数转换器的输入端加一方波信号，经模/数转换后再经数/模转换，则在数/模转换器的

7、输出端就可得到经二次转换后的方波信号。三、仪器设备四、预习思考题1．表10—1中，当输出数字量“1”从低位向高位依次单独出现时，输入模拟量Ui将按什么规律变化？2．图10—2中运算放大器输出电压的大小如何调节？电压的极性如何？本实验数/模转换器输入8位全为“1”时，运算放大器输出电压Uo应调节到多大为宜？3．画出实验内容3的ADC0804和DAC0832相互连接部分的线路图。五、实验内容1．在实验板上图10—1拉好线路，UCC用5V直流电源，输入模拟量Ui在0～5V范围内调，输出数字量用板上电平指示器指示。调节Ui使输出数字量