桂林电子科技大学 微机原理课件.ppt

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1、8.4模拟接口（数模和模数转换器）8.4.1数模转换器DAC1.D/A转换原理DAC的基本组成如图8.50所示，由数据输入寄存器、电子开关、解码网络、基准电源和运算放大器组成。UOUT模拟电压输出芯片内数据输入寄存器电子开关解码网络基准电压数字量输入I1D0Dn－1I0数模转换器的主要技术指标分辨率：表示D/A转换器对模拟量的分辨能力，即数字量变化1个单位时，输出模拟量对应的变化值。分辨率=满量程输出电压/2N实际使用中分辨率常输入数字量的位数N来表示。例某DAC为8位，转换后的满量程电压为5V，则分辨率为5V/2

2、8≈20mV。转换时间：指数字量从输入到完成转换、输出达到最终值并稳定为止所需的时间；精度：指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差；线性度：指数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按比例关系变化的程度。2.D/A转换器和CPU的连接方法DAC芯片的类型⑴内部不带锁存器的DAC(AD7520,AD7521,DAC0808)——需要外加锁存器⑵内部带锁存器的DAC(如DAC0832，AD7524)——可直接与数据线连接CPU向DAC传送数据时，不必有握手信号，只要保证两次传送数据之间的间隔不小于DAC的转换时间，

3、都能得到正确的结果。所以，DAC接口的主要任务是要解决CPU与DAC之间的数据缓冲问题。⑴不带数据输入锁存器的DAC芯片与CPU的连接通常在DAC芯片与CPU之间增加数据锁存器，以便控制数据输入端信号的保持时间。假设译码器输出端提供的地址为37HOUT37H，AL将AL中的数据送入锁存器，在D／A转换器输出端得到相应的模拟电压。37H若数据超过8位，用两个锁存器和总线相连，两条输出指令将数据分别送到高位和低位锁存器中。上图两次输出指令之间DAC输出端将会产生几微秒的错误信号,故往往用两级数据缓冲结构来实现。MOVA

4、L，DATALOUT25H，AL;低8位送第一级缓冲器MOVAL，DATAHOUT26H，AL;高4位送第一级缓冲器OUT27H，AL;数据打入第二级缓冲器26H25H27H⑵具有数据输入锁存器的DAC芯片与CPU的连接数据输入端可以直接接到CPU的数据总线。但对此类芯片应注意其与CPU的“配套”问题，即CPU输出指令时序要满足芯片内数据输入锁存器选通信号的时序要求。3.D/A转换器芯片DAC0832⑴DAC0832简介NSC公司（美国国家半导体公司）生产的8位DAC芯片，可直接与8080、8085、Z80、808

5、8等多种CPU总线连接而不必增加任何附加逻辑。由两级数据缓冲器和D／A转换器组成，第一级数据缓冲器称为输入寄存器，第二级称为DAC寄存器。D7～D08位输入8位DAC8位D/AVREF寄存器寄存器转换器IOUT2IOUT1ILELE1LE2RfbRFBCSAGNDWR1VCCWR2DGNDXFERCS——片选信号；ILE——允许锁存信号；WR1——写信号1；当LE1（内部输入锁存信号1）=CS•WR1•ILE=1时，将数据锁存于输入锁存器；WR2——写信号2；XFER——通道控制信号，当LE2（内部输入锁存信号2）

6、=WR2•XFER=1时，8位DAC寄存器可作为数据通道；D7～D0——数据输入IOUT1——模拟电流输出1，是逻辑电平为1的各位输出电流之和。IOUT2——模拟电流输出2，是逻辑电平为0的各位输出电流之和。IOUT2=常数-IOUT1。RFB——反馈电阻(15kΩ)引出端；VREF——参考电压(+10V～-10V)输入；VCC——电源电压(+5V～+15V，最佳15V)；AGND——模拟地；DGND——数字地；注意AGND与DGNDAGND——模拟地，接于模拟系统的地线，如运放等；DGND——数字地，接于数字系统

7、的地线，如CPU、寄存器等。CPU数字电路A/D运放模拟电路模拟地与数字地的连接方法⑵DAC0832的工作方式①双缓冲器方式：输入数据寄存器用于数据采集，DAC寄存器用于D/A转换的数据锁存。特点：转换速度快，但控制电路复杂。②单缓冲器方式：两个寄存器一个处于直通状态,另一个处于受控状态。特点：转换速度慢,控制电路简单（常用方式）。③直通方式：两个寄存器均处于直通状态，8位数字量一旦达到D7～D0输入端，便立即进行D／A转换。0832不能直接和CPU的数据总线相连，故很少采用。3.DAC0832的输出方式DAC08

8、32为电流输出型D/A转换器，需要外接运算放大器进行电流电压变换才能得到模拟电压输出。输出方式有两种：单极性输出输出的电压极性是单一的；双极性输出输出的电压极性有正有负。在运算放大器A1后面加了反相比例放大器A2，便构成了双极性输出电路。其输出模拟电压VOUT＝－（2VOUT1＋VREF）当数字量从00H～FFH变化时，VOUT输出范围是－5V～+5V。其分