1、1,四、典型D/A轉(zhuǎn)換DAC0832芯片,8位并行、中速(建立時間1us)、電流型、低廉(10~20元),① 引腳和邏輯結(jié)構(gòu)② DAC0832與微機(jī)系統(tǒng)的連接③ 應(yīng)用舉例,2,1. 引腳和邏輯結(jié)構(gòu) 20個引腳、雙列直插式,3,V cc 芯片電源電壓, +5V～+15VVREF 參考電壓, -10V～+10V RFB 反饋電阻引出端, 此端可接運算放大器輸出端A

2、GND 模擬信號地DGND 數(shù)字信號地,4,,DI7~ DI0 數(shù)字量輸入信號 其中: DI0為最低位，DI7為最高位,5,,8位DAC寄存器,8位D/A轉(zhuǎn)換器,,VREF,,,IOUT2,,,,,RFB,,,,AGND,,VCC,,DGND,,,DI7~DI0,,,,,,,,,LE,IOUT1,,,LE,,,,,CS,,WR1,,WR2,,,,,,,,,,,,,,IL

3、E,,,,,,&,,&,,&,8位輸入寄存器,RFB,00,1,1,,,6,XFER 轉(zhuǎn)移控制信號，低電平有效WR2 寫信號2，低電平有效,7,8,2. DAC0832與微機(jī)系統(tǒng)的連接,1)單緩沖工作方式一個寄存器工作于直通狀態(tài)，另一個工作于受控鎖存器狀態(tài) 2)雙緩沖工作方式 兩個寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài)，,9,1)單緩沖工作方式 : 一個寄存器工作于直通狀態(tài)

4、， 一個工作于受控鎖存器狀態(tài),在不要求多相D/A同時輸出時，可以采用單緩沖方式，此時只需一次寫操作，就開始轉(zhuǎn)換，可以提高D/A的數(shù)據(jù)吞吐量。,10,單緩沖工作方式 : 輸入寄存器工作于受控狀態(tài)DAC寄存器工作于直通狀態(tài),11,轉(zhuǎn)換一個數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, AL,,,,D/A轉(zhuǎn)換,,IOUT2,,,,,,,DI7~DI0,

5、,LE,IOUT1,,,LE,,,ILE,,,,,,&,,,,,,&,輸入寄存,RFB,,-,+,,,Vo,,,,IOW,A9~A0,D7~D0,+5V,PC總線,port,地址譯碼,,,DAC寄存,,,12,單緩沖工作方式 : 輸入寄存器工作于直通狀態(tài)DAC寄存器工作于受控狀態(tài),13,PC 總線I/O寫時序,,,,,,,A15~A0,CLK,IOW,,T4,T1,T2,T3,Tw,,,,,,,,,,,,,,,

6、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,D7~D0,port,轉(zhuǎn)換一個數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX, portOUT DX, AL,,,IOUT2,DI7~DI0,,,LE,CS,,WR1,,,,ILE,,,,,,&,輸入寄存,,,,Vo,,,D7~D0,+5V,PC總線,port,,,WR2,,,,,IOW,A9~A0,,,,XFER,,,,,D/

7、A轉(zhuǎn)換,,,,,,,,,LE,IOUT1,RFB,-,+,,,,DAC寄存,地址譯碼,&,,,14,2) 雙緩沖工作方式: 兩個寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài),15,轉(zhuǎn)換一個數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, data ;取數(shù)字量MOV DX，port1OUT DX, AL ;打開第一級鎖存MOV DX, port2OUT DX, AL ;打開第二級鎖存,16,當(dāng)要

8、求多個模擬量同時輸出時，可采用雙重緩沖方式。,17,code SEGMENT ASSUME CS: code, DS:codedatav1 DB 11h, 12h, 13h, 14h, 15h, 16h, 17h, 18h, 19h, 1Ahdatav2 DB 21h, 22h, 23h, 24h, 25h, 26h, 27h, 28h, 29h, 2Ah

9、start: MOV AX, codeMOV DS, AX LEA SI, data_v1LEA BX, data_v2MOV CX, 10next:MOV AL, [SI] ;取V1的數(shù)據(jù)OUT port1, AL ;打開第一片0832第一級鎖存MOV A

10、L, [BX] ;取V2的數(shù)據(jù)OUT port2, AL ;打開第二片0832第一級鎖存OUT port3, AL ;打開兩片0832的第二級鎖存INC SIINC BXLOOP nextMOV AH, 4CHINT 21HcodeENDSENDstart,編程 ：利用

11、上圖，將datav1和datav2處的兩組數(shù)據(jù)， 一一對應(yīng)轉(zhuǎn)換成模擬量同時輸出。,18,3. 應(yīng)用舉例(調(diào)幅）,例1 連線如圖，計算當(dāng)數(shù)字量為0CDH時的輸出Vo。,轉(zhuǎn)換一個數(shù)據(jù)的程序段：MOV AL, 0CDHMOV DX，port1OUT DX, ALMOV DX, port2OUT DX, AL,19,調(diào)幅分析： 當(dāng)數(shù)字量為0FFH=255時， IO

12、UT1 = Vo = - IOUT1 × RFB= -,20,注意： Vo的輸出與參考電壓VREF、 以及輸出的連接方法（同相還是反相）有關(guān)。,21,,,,,,,,,例2 利用上例連線圖，編程輸出一鋸齒波。,22,CDH,,23,實際輸出的波形圖,24,第三節(jié) 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理(自學(xué))二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)(自學(xué))三、A/D轉(zhuǎn)換

13、器及其連接四、典型A/D轉(zhuǎn)換器,25,一、A/D 轉(zhuǎn)換器的基本原理（自學(xué)）,A/D轉(zhuǎn)換器,26,27,,C為計數(shù)器控制端： C=1，開始計數(shù)； C=0，停止計數(shù)。,,計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換由8位D/A轉(zhuǎn)換器、8位計數(shù)器和比較器組成。,,8位,計數(shù)器,,,D,7,-D,0,,8位,D/A,轉(zhuǎn)換器,,A,-,+,,,,,,,,,,CLK,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,EOC,S,開始轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)束,C,比較器

14、,V,i,V,0,,,,,,,,,,,CLR,模擬輸入電壓,D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓,數(shù)字量輸出D0~D7,計數(shù)時鐘,S=0，使8位計數(shù)器清“0”，S=1，使計數(shù)器準(zhǔn)備計數(shù)。,28,啟動信號S： S端 ：使8位計數(shù)器清“0”， S端 ： 計數(shù)器準(zhǔn)備計數(shù)。 8位D/A轉(zhuǎn)換器：數(shù)字量00H 0V電壓輸出Vo。 當(dāng)Vi>Vo時， C=1,

15、 計數(shù)器從0開始計數(shù)， 只要Vi>Vo ，C=1，計數(shù)器不斷計數(shù)， 當(dāng)Vo≥Vi時, C=0，計數(shù)器停止計數(shù)。 D7-D0為Vi所對應(yīng)的數(shù)字量。實現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。 C的 表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束， 可以作為中斷請求信號或作為查詢用。,29,計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換時間圖,30,雙積分式A/D轉(zhuǎn)換 積分法A/D轉(zhuǎn)換種類：雙斜率、單斜率、多斜率三種。僅介紹雙斜率

16、法（又稱為雙積分法）。 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器組成： 積分器A1； 零電壓比較器A2； 計數(shù)器； 控制邏輯； 標(biāo)準(zhǔn)電壓等。,,31,雙積分式A/D轉(zhuǎn)換,32,A/D轉(zhuǎn)換通過采樣和測量進(jìn)行二次積分來完成的。工作過程如下：采樣和測量計數(shù)器清“0”，啟動脈沖將開關(guān)S2 瞬時接通，積分器A1輸出Vo1=0V，采樣：開關(guān)S1 接通模擬輸入VX，S2 斷開，積

17、分器（V x為負(fù)) 進(jìn)行正向積分，采樣開始,積分器Vo1稍高于地幾個毫伏，比較器A2輸出 1，計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)器產(chǎn)生溢出，計數(shù)器各位清“0”，采樣結(jié)束。,雙積分式A/D轉(zhuǎn)換,測量：將S1 倒向標(biāo)準(zhǔn)電壓VN，測量開始， VN為正電壓，進(jìn)行反向積分。 Vo1高于地電位，比較器輸出為1，計數(shù)器又開始計數(shù)，直到Vo1=0為止， 輸出A/D結(jié)束信號。,33,采樣階段的正向積分。

18、設(shè)正向積分時間為T1，則積分輸出: V01= - = - = 當(dāng)t=t2 時，v01m=T1,34,分析測量階段反向積分: 設(shè)反向積分時間為T2，則:v01=v01m+[ - Ndt]當(dāng)t=t3 時，v01=0，所以 0= v01m-

19、 Ndt即 = NT2, T2=T1 /vN若計數(shù)時鐘頻率為f，則根據(jù)計數(shù)N可以求得計數(shù)時間T。 T 1=N 1 /f , T 2=N 2 /f . N1，VN 已知， N2 =N1 N N2∝ , N2就為

20、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。,35,逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換,逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換是用得最多的一種方法。 組成： 8位D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、控制邏輯，逐次逼近寄存器. 工作過程： 從最高位開始通過試探值逐次進(jìn)行測試， 直到試探值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出Vo與VX相等或達(dá)到允許誤差范圍為止。則該試探值就為A/D轉(zhuǎn)換所需的數(shù)字量。,36,逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換工作原理圖,37,逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換,38,如：實現(xiàn)模擬電壓4.80V相

21、當(dāng)于數(shù)字量123的A／D轉(zhuǎn)換.具體過程如下：? 當(dāng)出現(xiàn)啟動脈沖 時，逐次逼近寄存器清“0”；? 當(dāng)?shù)谝粋€ T1 到來，逐次逼近寄存器 最高位D7置“1”， 8位D/A轉(zhuǎn)換器輸入為10000000B， 輸出Vo為滿度的一半5V，即滿量值的128/255。 若Vo>Vi，比較器輸出低電平， 控制電路使逐次逼近寄存器最高位D7置“0”(反之

22、，置“1”)；,,39,?當(dāng)?shù)诙€ 到來，逐次逼近寄存器D6位置“1”， D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸入為01000000B， 輸出電壓為2.5V，Vo<Vi，比較器輸出高電平， 將D6位的“1”保留(否則，將D6位置"0")； ? 第三個 T3 時鐘脈沖來，又將D5位置“1”……? 重復(fù)上述過程直到D0位置“1”，再與輸入比較。? 經(jīng)過

23、8次以后，? 逐次逼近寄存器中得到的數(shù)字量就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。? 過程用下表表示。,T2,40,逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換,41,比較三種A/D轉(zhuǎn)換方式,計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換速度慢，價格低，適用于慢速系統(tǒng)； 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換分辨率高，抗干擾性好，但轉(zhuǎn)換速度較慢， 適用于中速系統(tǒng)。 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換精度高、轉(zhuǎn)換速度快、易受干擾。 微機(jī)系統(tǒng)中大多數(shù)采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換方法。,42,二、A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)(自學(xué)),1

24、. 分辨率2. 轉(zhuǎn)換精度3. 轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換率,43,1．分辨率指A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的最小模擬輸入量，或指轉(zhuǎn)換器滿量程模擬輸入量被分離的級數(shù)。,在ADC中，模擬量和數(shù)字量之間不是一一對應(yīng)的關(guān)系,44,A/D 分辨率通常用能轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量位數(shù)表示。 如：8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位。 10位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為10位。,45,2．轉(zhuǎn)換精度指在輸出端產(chǎn)生給定的數(shù)字量，實際輸入的模擬值與理論輸入的模擬值之間的

25、偏差。 反應(yīng)ADC的實際輸出接近理想輸出的精確程度。,由于在一定范圍內(nèi)的模擬值產(chǎn)生相同的數(shù)字量，取該范圍內(nèi)的中間模擬值計算。,46,常用數(shù)字量最低有效位 LSB 對應(yīng)模擬量△的幾分之幾表示。,在此基準(zhǔn)上定義ADC精度:,47,3．轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換時間指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間，從啟動信號開始到轉(zhuǎn)換結(jié)束，得到穩(wěn)定數(shù)字量的時間。,轉(zhuǎn)換率是轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)。,48,三、A/D轉(zhuǎn)換器及其連接,,1. A/D轉(zhuǎn)換器分類

26、2. A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)的連接,49,1. A/D轉(zhuǎn)換器分類,按工作原理分 按輸入方式分 按輸出方式分 按性能特點分 按輸出是否帶三態(tài)緩沖分,50,按模擬量輸入方式分單極性ADC、雙極性ADC,按數(shù)字量輸出方式分 并行ADC、串行ADC,按工作原理分計數(shù)式ADC、 雙積分式ADC逐次逼近式ADC、并行式ADC,51,按性能特點分①按分辨率分4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位、 、

27、 、②按轉(zhuǎn)換速度分 低速、中速、高速、超高速（轉(zhuǎn)換時間分別為≥1s、≤1ms、≤1us、≤1ns）③按轉(zhuǎn)換精度分低精度、中精度、高精度、超高精度,52,按輸出是否帶三態(tài)緩沖分帶可控三態(tài)緩沖ADC 如： ADC0809 不帶可控三態(tài)緩沖ADC 如： AD570、ADC1210,53,54,55,56,?注意A/D轉(zhuǎn)換器允許輸入的模擬值范圍, 不要超出范圍,? 為充分發(fā)揮A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率，

28、輸入量應(yīng)與轉(zhuǎn)換量程相稱。,① 模擬量輸入信號,例如 某A/D轉(zhuǎn)換的范圍為 0~10V, 輸入的模擬信號為0~5V， 則應(yīng)將輸入信號放大2倍，再送入A/D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。,57,58,輸出不帶可控三態(tài)緩沖器的ADC,59,輸出帶可控三態(tài)緩沖器的ADC,60,輸出數(shù)字量位數(shù)超過微機(jī)數(shù)據(jù)總線的ADC,?,ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果不能一次進(jìn)入CPU，需按字節(jié)分多次讀取。,61,讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到buffer中:IN Al

29、, port_LMOV buffer, ALIN AL, port_HMOV buffer+1, AL,62,③ A/D轉(zhuǎn)換啟動信號,63,對一個連續(xù)的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，在一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之后，應(yīng)再發(fā)啟動信號，開始下一個數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。,而A/D芯片，每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，均受啟動信號控制，在啟動信號有效之后，才開始一次A/D轉(zhuǎn)換，得到一個數(shù)字量。,64,A/D啟動信號的形式有電平啟動和脈沖啟

30、動,脈沖啟動對脈沖啟動的 ADC，如ADC0804、ADC0809、ADC1210可用CPU執(zhí)行輸出指令時發(fā)出的片選信號和寫信號組合得到,65,電平啟動 對電平啟動的ADC，如AD570、AD571、AD572，該信號必須保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，中途不能撤除；否則會停止轉(zhuǎn)換，得到錯誤結(jié)果。CPU可通過并行接口對ADC芯片發(fā)電平形式的啟動信號。,66,④ 轉(zhuǎn)換完成EOC信號,67,將A/D芯片看作一個輸入設(shè)備， CPU可