第12章 数模和模数转换

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1、第12章数/模和模/数转换§12.1概述§12.2D/A转换器§12.3A/D转换器§12.1概述A/D和D/A转换器的实时控制系统的构成框图图12.1包含ADC和DAC的实时控制系统构成图概述A/D和D/A转换主要分为以下三类：数字/电压和电压/数字转换；电压/频率(脉宽)频率(脉宽)/电压转换；转角/数字和数字/转角转换。概述A/D转换的三个关键过程：采样由传感器，放大电路，滤波电路，多路开关以及采样保持电路构成采样过程量化把采样到的模拟信号转换为数字量。编码。编码是将量化后的数字量用相应的二进制编码表示出来的过程。§12.2D/

2、A转换器§12.2.1D/A转换器的基本原理数字量是由一位一位的数位构成的，每一位都代表一个确定的权。为了把一个数字量变为模拟量，必须把每一位的代码按其权值转换为对应的模拟量，再把每一位对应的模拟量相加，这样得到的总模拟量便对应于给定的数据。多数D/A转换器把数字量变成模拟电流，如果将其转换成模拟电压还要使用电流/电压转换器（I/V）来实现。D/A转换电路—权电阻网络+_A02R12Rn-22Rn-12RfR≈≈≈INvoVREFD0D1Dn-1Dn-2LSBMSBI0I1In-2In-1Dn-2Dn-1S0S1Sn-2Sn-1≈D/

3、A转换器的基本原理DVvRRnREFof12:--==则如果D/A转换器电路—T形电阻网络RRR2RfR2R2R2R2R2RREFV0D1D2D3Dovvi0S1S2S3S+_AD/A转换器的基本原理§12.2.2D/A转换器的性能指标1．输入数字量2．单级DAC的输出电压3．DAC的分辩率4．转换精度5．转换速率6．建立时间7．线性误差§12.2.3典型的D/A转换器DAC0832当前使用的DAC器件中，既有分辩率和价格均较低的通用8位芯片。也有速度和分辩率较高，价格也较高的16位乃至20位及其以上的芯片。既有电流输出型芯片，也有电

4、压输出型芯片，即内部带有运算放大器的芯片。DAC0832是8位D/A转换器，是DAC0800系列的一种。DAC0832与微机接口方便，转换控制容易，且价格便宜，因此在实际中得到广泛的应用。典型的D/A转换器DAC08321．主要特性输入端具有双重缓冲功能，可以双缓冲，单缓冲或直通数字输入。所有通用微外理理器可直接连接。满足TTL电平规范的逻辑输入分辩率为8位，满刻度误差，建立时间为1μs，功耗20mW。电流输出型D/A转换器。2．内部结构及引脚功能内部结构LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF输入寄存器DGNDD

5、I0～DI7D/A转换器DAC寄存器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER典型的D/A转换器DAC0832引脚及功能(2)DAC0832引脚图图12.4DAC0832内部结构和外部引脚DAC0832IOUT2IOUT1DI7(MSB)DI6DI5DI4XFERWR2ILEVCC2019171614131511121878109653421DI0(LSB)DI1DI2RFBDGNDVREFAGNDDI3WR1CS典型的D/A转换器DAC0832DI0~DI7——数据输入线ILE——数据允许锁存CS——输入寄存器选择WR1——输入寄

6、存器的写选通WR2——DAC寄存器的写选通XREF——数据传送信号Vref——基准电源输入Rfb——反信号输入（内有反馈电阻）Iout1、Iout2——电流输出Vcc、AGND、DGND——电源、地典型的D/A转换器DAC08323．工作方式三种工作方式双缓冲方式：即数据经过双重缓冲后再送入D/A转换电路，执行两次写操作才能完成一次D/A转换。这种方式可在D/A转换的同时进行下一个数据的输入，以提高转换的速率。更重要的是这种方式特别适用于要求同时输出多个模拟量的场合。典型的D/A转换器DAC0832单缓冲方式：不需要多个模拟量同时输出

7、时，可采用此种方式。此时，两个寄存器之一处于直通状态，输入数据只经过一级缓冲送入D/A转换电路。这种方式只需要执行一次写操作，即可完成D/A转换。直通方式：此时两个寄存器均处于直通状态，因此要将…都接数字地，ILE接高电平。数据直接送入D/A转换电路进行D/A转换。这种方式可用于不采用微机的控制系统中。典型的D/A转换器DAC08324．D/A转换器的应用DAC0832的外部连接图输出DGNDWR2XFERIOUT2IOUT1RFBM/IOCSWR1编译码地址总线数据总线D0~D7DAC0832图12.5DAC0832的外部结构典型的

8、D/A转换器DAC0832利用D/A转换器产生一个锯齿电压程序MOVDX，PORTA；PORTA为D/A转换器端口地址MOVAL，0FFH；初值为0FFHLOP1:INCALOUTDX，AL；往D/A转换器输出数据JMP