实验三AD与DA接口实验.doc

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1、实验三A/D与D/A接口实验一、实验目的与要求1.了解在linux环境下对S3C2410芯片的8通道10位A/D的操作与控制。2.学习D/A转换原理3.掌握MAX504D/A转换芯片的使用方法4.掌握不带有D/A的CPU扩展D/A功能的主要方法5.了解D/A驱动程序加入内核的方法二、实验设备硬件：UP-TECHS2410/P270DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。软件：PC机操作系统REDHATLINUX9.0＋超级终端＋ARM-LINUX开发环境三、预习内容1.有C语言基础。2.掌握在Lin

2、ux下常用编辑器的使用。3.掌握Makefile的编写和使用。4.掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程。四、实验内容1.学习A/D接口原理，了解实现A/D系统对于系统的软件和硬件要求。2.阅读ARM芯片文档，掌握ARM的A/D相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的A/D相关接口。3.利用外部模拟信号编程实现ARM循环采集全部前4路通道，并且在超级终端上显示。4.学习D/A接口原理，了解实现D/A系统对于系统的软件和硬件要求。5.阅读MAX504芯片文档，掌握其使用方法。五、实验原理1、A/D转换器A/D转换器是模拟信号源和C

3、PU之间联系的接口，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机和数字系统进行处理、存储、控制和显示。在工业控制和数据采集及许多其他领域中，A/D转换是不可缺少的。A/D转换器有以下类型：逐位比较型、积分型、计数型、并行比较型、电压－频率型，主要应根据使用场合的具体要求，按照转换速度、精度、价格、功能以及接口条件等因素来决定选择何种类型。常用的有以下两种：（1）双积分型的A/D转换器双积分式也称二重积分式，其实质是测量和比较两个积分的时间，一个是对模拟输入电压积分的时间T0，此时间往往是固定的；另一个是以充电后的电压

4、为初值，对参考电源Vref反向积分，积分电容被放电至零所需的时间T1。模拟输入电压Vi与参考电压VRef之比，等于上述两个时间之比。由于VRef、T0固定，而放电时间T1可以测出，因而可计算出模拟输入电压的大小(VRef与Vi符号相反)。由于T0、VRef为已知的固定常数，因此反向积分时间T1与输入模拟电压Vi在T0时间内的平均值成正比。输入电压Vi愈高，VA愈大，T1就愈长。在T1开始时刻，控制逻辑同时打开计数器的控制门开始计数，直到积分器恢复到零电平时，计数停止。则计数器所计出的数字即正比于输入电压Vi在T0时间内的平均值，

5、于是完成了一次A/D转换。由于双积分型A/D转换是测量输入电压Vi在T0时间内的平均值，所以对常态干扰(串摸干扰)有很强的抑制作用，尤其对正负波形对称的干扰信号，抑制效果更好。双积分型的A/D转换器电路简单，抗干扰能力强，精度高，这是突出的优点。但转换速度比较慢，常用的A/D转换芯片的转换时间为毫秒级。例如12位的积分型A/D芯片ADCETl2BC，其转换时间为lms。因此适用于模拟信号变化缓慢，采样速率要求较低，而对精度要求较高，或现场干扰较严重的场合。例如在数字电压表中常被采用。（2）逐次逼近型的A/D转换器逐次逼近型(也称

6、逐位比较式)的A/D转换器，应用比积分型更为广泛，其原理框图如图2.4.1所示，主要由逐次逼近寄存器SAR、D/A转换器、比较器以及时序和控制逻辑等部分组成。它的实质是逐次把设定的SAR寄存器中的数字量经D/A转换后得到电压Vc与待转换模拟电压V。进行比较。比较时先从SAR的最高位开始，逐次确定各位的数码应是“1”还是“0”，其工作过程如下：转换前，先将SAR寄存器各位清零。转换开始时，控制逻辑电路先设定SAR寄存器的最高位为“1”，其余位为“0”，此试探值经D/A转换成电压Vc，然后将Vc与模拟输入电压Vx比较。如果Vx≥Vc

7、，说明SAR最高位的“1”应予保留；如果Vx

8、的时间也越长。?逐次逼近式的A/D转换器的主要特点是：转换速度较快，在1—100/μs以内，分辨率可以达18位，特别适用于工业控制系统。转换时间固定，不随输入信号的变化而变化。抗干扰能力相对积分型的差。例如，对模拟输入信号采样过程中，若在采样时刻有一个干扰脉冲迭