单片微机原理及应用课件_第8章_数模(_DA)及模数(AD)转.ppt

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1、第8章数/模（D/A）及模/数（A/D）转换器接8.1概述8.2D/A转换器及其接口8.3A/D转换器及其接口8.1概述图8-1单片机和被控实体间的接口示意图返回本章首页8.2D/A转换器及其接口8.2.1D/A转换器8.2.2MCS-51和D/A的接口返回本章首页8.2.1D/A转换器图8-2最简单D/A转换器框图关系式：Vout=B×VR式中，Vout为输出电压；VR为常量，由参考电压VREF决定；B为数字量，常为一个二进制数。数字量B的位数通常为8位和12位等，由D/A转换器芯片型号决定。B为n位时的通式为：B=bn-1bn-2…b1b0

2、=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+b0×20式中，bn-1为B的最高位（0、1）；b0为最低位。1．D/A转换器的原理D/A转换器的原理：把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加（如图9-3所示）。根据基尔荷夫定律，如下关系成立：I3==23·I2==22·I1==21·I0==20·图8-3T型电阻网络型D/A转换器2．D/A转换器的性能指标l分辨率（Resolution）：指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。（=满刻度电压/（2n-1））如：8位转换器模

3、拟电压的变化范围分为（2n-1，256）级；10位转换器模拟电压的变化范围分为（2n-1，1023）级；因此，同样范围的模拟电压，用10位转换器比8位转换器所能测量的最小值要小得多。l绝对精度（AbsoluteAccuracy）：实际模拟电压与其理想模拟电压差值的最大值。用最低位（LSB）的倍数来表示，如：+（1/2）LSB或+LSB。分辨率和精度是两个不同的概念。l量化误差（QuantizingError）：有限分辨率A/D转换器的特性曲线与无限分辨率A/D转换器的特性曲线之间的最大偏差。当A/D转换器进行转换时，必须把采样电压化为某个规定的

4、最小数量单位LSB的整数倍，这就是量化。由于模拟电压是连续的，因此，在量化过程中不可避免地会引入误差。P209l线性度（Linearity）是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差，用多少LSB表示。l量程（满刻度范围-FullScaleRange)指输入模拟电压的变化范围。如：某转换器具有10V的单极性范围或-5V~+5V的双极性范围，则它们的量程都是10V。应当指出，转换器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。如：12位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值为：10-10×(1/212)=10

5、×4095/4096=9.9976(V)。l建立时间（Settingtime）这是D/A转换器的一个重要的动态参数，当输入数码变化时，模拟输出电压也跟着变化，经过一定时间后新的模拟电压才能稳定下来，这段时间为D/A转换器的建立时间。l转换时间（Conversiontime）A/D转换器完成一次从模拟量的采样到数字量的编码所需的时间。D/A转换器与A/D转换器主要性能指标基本相同。3．DAC0832与单片机的接口技术lDAC0832内部结构DAC0832内部由三部分的电路组成（如图8-4所示）。“8位输入寄存器”、“8位DAC寄存器”、“8位D/

6、A转换电路”由8位T型电阻网络和电子开关组成，l主要特性P215l引脚功能DAC0832共有20条引脚，双列直插式封装。引脚连接和命名如图所示。（1）数字量输入线DI7～DI0（8条）；（2）控制线（5条）；（3）输出线（3条）；（4）电源线（4条）。图8-4DAC0832原理框图该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：(1)DI7～DI0——转换数据输入端。(2)CS——片选信号（输入），低电平有效。(3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。(4)WR1——第一信号（输入），低电平有效。该信号与ILE信号共同控制输

7、入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和WR1=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1=1时，为输入寄存器锁存方式。(5)WR2——第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号XFER合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当WR2=0和XFER=0时,为DAC寄存器直通方式;当WR2=1和XFER=0时,为DAC寄存器锁存方式。(6)XFER——数据传送控制信号(输入),低电平有效。(7)Iout1——电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。(8)Iout2——电流输

8、出“2”。DAC转换器的特性之一是：Iout1+Iout2=常数。(9)Rfb——反馈电阻端即运算放大器的反馈电阻端，电阻（15KΩ）已固化在芯片中。