《微机原理及应用》课程自主学习报告

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1、《微机原理及应用》课程自主学习报告一、单片机与D/A转换器组成波形发生器单片机处理的是数字量。然而，在单片机的实时控制和智能仪表等应用系统中，被控制量或被测对象的有关参量往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量等物理量。这些模拟量必须转化成数字量后才能输入到计算机进行处理。计算机处理的结果也常常需要转化成模拟信号，驱动相应的执行机构，实现对被控对象的控制。如果输入是非电量的模拟信号，还需通过传感器转换为电信号并加以放大。这时就需要解决单片机的D/A、A/D的接口技术问题。本次，就D/A转换器原理及简单应用进行了学习。将数字量转换成模拟量的过程称为数

2、/模转换（DigittoAnalog，D/A），实现D/A转换的设备称为D/A转换器或DAC。1.1D/A转换器的主要技术指标（1）分辨率分辨率表示对输入的最小数字量信号的分辨能力，即当输入数字量最低位（LSB）发生一次变化时，所对应输出模拟量的变化量。它与输入数字量的位数有关。通常定义刻度值与之比。例如，如果满量程为5V，设8位D/A转换，分辨率为5/=19.5mV，即二进制变化一位可引起模拟电压变化19.5mV。位数越多分辨率就越高。分辨率也可用百分比表示，如8位DAC的百分比分辨率为0.4%。（2）建立时间建立时间是描述转换速度快慢的一个重要参数，

3、是D/A转换器输入数字量为满刻度值（各二进制各位全为1）时，从输入信号到模拟量电压输出达到满刻度值或满刻度值的某一百分比（如99%）所需的时间（也可表述为：从输入数字量到转换结束，输出达到最终值并稳定（终值误差±1/2LSB）所需的时间。电流型快（几百ns～几µs），电压型慢。例：DAC0808建立时间约150ns，DAC0832为1us。），也可称之为D/A转换速度。（3）转换精度精度参数用于描述D/A转换的精度程度，一般用误差大小表示。通常以满刻度电压（满量程电压）VFS的百分数形式给出。例如，精度为±0.1%指的是最大误差为VFS的±0.1%，若V

4、FS为10V，则最大误差为±10mV。精度不等于分辨率。（4）线性度线性度（也称非线性误差）是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如±１％是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±１％以内。1.1典型D/A转换芯片DAC0832（1）DAC0832简介DAC0832,８位D/A转换器，片内有输入数据寄存器，可直接与单片机接口。以电流形式输出，可外接运算放大器。属于该系列的芯片还有DAC0830、DAC0831，它们可以相互代换。DAC0832主要特性：•分辨率８位；•电流输出，稳定时间为１μS；•输出电流线性度可在满量

5、程下调节；•可双缓冲输入、单缓冲输入或直接数字输入；•逻辑电平输入与TTL电平兼容；•单一电源供电（＋5V～＋15V）；•低功耗，20mＷ。（2）DAC0832的逻辑结构逻辑功能：（3）DAC0832应用①单极性电压输出由运算放大器进行电流到的电压转换，使用内部反馈电阻。输出电压值VOUT和输入数字量D的关系：VOUT=－VREF×D/256D=0～255，VOUT=0～－VREF×255/256VREF=－5V，VOUT=0～+（255/256）VVREF=+5V，VOUT=0～－（255/256）V②双极性输出如果实际应用系统中要求输出模拟电压为双极

6、性，则需用转换电路实现。　　其中R2=R3=2R1　　VOUT=2×VREF×D/256－VREF=(2D/256－1)VREF　　D=0，VOUT=－VREF；　　D=128，VOUT=0；　　D=255，VOUT=(2×255/256－1)×VREF=(254/255)VREF　　即：输入数字为0～255时，输出电压在－VREF～+VREF之间变化。③程控电压放大器1.1DAC8080原理及应用⑴DAC0808引脚功能DAC0808是8位数模转换集成芯片，电流输出，稳定时间为150ns,驱动电压±5V,33mW。DAC0808可以直接和TTL,DTL

7、和CMOS逻辑电平相兼容。引脚功能A1—A8:8位并行数据输入端（A1为最高位，A8为最低位）VREF(＋):正向参考电压（需要加电阻）VREF(－)：负向参考电压，接地IOUT:电流输出端VEE:负电压输入端COMP：compensation（补偿），补偿端，与VEE之间接电容（R14=5kΩ时，（R14为14引脚的外接电阻)，一般为0.1uF，电容必须随着R14的增加而适当增加）GND：接地端，VCC：电源端，在proteus中都已隐藏。⑵DAC0808典型电路如下图所示,VEE接-5V电压，COMP端与VEE之间接0.1uF电容，VREF(+)通过

8、5K电阻接+5V电源，VREF(-)接地。输出端IOUT连接运算放大器反向输入端