学习情境5：数模转换电路的设计与实现课件.ppt

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1、模/数转换电路设计与实现一.基本要求输入信号范围：0V~+5V安装：独立电路板结构分辨率：8bit转换时间：<1ms精度：1LSB二.模/数A/D电路选择1.A/D---模拟量→数字量转换电路数字量DATA模拟量VA/D转换器01101100，10110001，…转换控制模拟量Vt数字量转换控制2.常用A/D电路的特点⑴基本原理积分型：将电压转换成脉宽信号或频率，由定时器/计数器获得数字值。优点：分辨率高；缺点：转换速率极低；逐次比较型：由比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，经n次比较而输出数

2、字值。优点：速度较高、功耗低，在<12位分辩率时价格便宜；并行比较型：用多个比较器，仅作一次比较而实行转换。优点：转换速率极高；分辩率高时电路规模大、价格也高，只适用于低分辨率高速场合；⑵ADC08048位逐次比较（逐次逼近）型典型产品，具有MCU兼容接口，使用方便；分辩率和转换速度都能够满足设计要求，且价格低廉。压频转换型：将模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量，从理论上讲其分辨率几乎可以无限增加。优点：分辩率高、功耗低、价格低；但是需要外部计数电路共同完成AD转换；三.8位A/D

3、转换器ADC0804的接口设计1.ADC0804工作原理及特性比较器11110000工作范围：加法器·逐次逼近式A/D转换器基本工作原理使逼近过程1011开关状态：（类似天平称重原理）：---数字表示的模拟量近似电压：·用数/摸转换电路实现的逐次逼近式A/D转换器数摸转换电路数字量输入１　０　０　０１　１　０　０１　０　１　０１　０　１　１模拟量输出比较器输出０１００模/数转换结果·模/数转换结果与模拟输入电压的关系DATA---模/数转换结果ADC0804为8位模/数转换电路，其转换结果与模拟输

4、入电压的关系写为：2.ADC0804引脚功能及与8051单片机接口设计逐次逼近寄存器控制电路时钟电路DAC输出锁存器DATADATA·引脚功能·接口设计DATAD0D1D2D3D4D5D6D73.ADC0804的主要技术指标·分辨率---8位表示能够分辨的最小电压变化DATA为1时的Vi表示最小电压变化·误差---±1LSB实测值与理论值得差值，包括零点误差、满量程误差和线性误差。·转换时间---100微秒从发出转换命令到转换结束的时间模/数转换电路四.安装结构+5V+5VP3.2ALERSTWR

5、D0RDD1A4D2A3D3A2D4A1D5C4D6C3D7C2P3.4C1GNDGND+5V+5V模数转换输入-12V-12V+12V+12VGNDGND五.使用集成调试环境调试A/D电路模块1.调试系统组成单片机仿真器单片机板单片机仿真头电源板模/数转换板仿真器电源插头PC机通信电缆插头设置温度显示窗口变送器板2.调试环境调试方法：调整变送器电路在正常工作状态，连接变送器输出至模/数转换电路输入。运行测试程序，改变调试台温度设置值，检查单片机采集到的数据是否正确，如果不正确按照故障诊断预案进行

6、诊断分析，并且排除故障。测试设备：单片机仿真器调试平台：电子工程设计训练调试台单片机应用系统板40MHz双踪示波器模/数转换电路板ABC:MOVDPTR,#2000HMOVX@DPTR,ACALLDELAYMOVDPTR,#2000HMOVXA,@DPTRCALLDELAYJMPABCDELAY:MOVR7,#02HJPP:MOVR6,#0HDJNZR6,$DJNZR7,JPPRETEND3.A/D调试汇编程序#include#include#defineC2

7、XBYTE[0x2000]#defineTIMER0x8000voiddelay(void);voidmain(void){unsignedcharx;while(1){C2=x;delay();x=C2;delay();}}voiddelay(void){unsignedchari;for(i=0;i

8、点方式运行程序，观察累加器A内容应在00—FF之间随所设温度正比变化，否则电路有故障。表达式观察窗口内容通用寄存器观察窗口内容运行C调试程序，观察变量窗口，相应变量应在00—FF之间随所设温度正比变化，否则电路有故障。特别提示：可通过Ctrl+F2快捷键复位程序计数器PC变量观察窗口6.A/D电路故障检测方法D0D1D2D3D4D5D6D7·检查引脚有无脉冲信号输出DATA·有脉冲信号输出，表明ADC0804工作正常。查数据线是否漏接，若A/D转换结果数值不随设置温度正比变化检查数