微处理器应用7 DAamp;AD接口设计.ppt

* D/A和A/D转换器接口设计 在微机过程控制和数据采集等系统中，经常要对一些过程参数进行测量和控制，这些参数往往是连续变化的物理量，例如温度、压力、流量、速度和位移等。这里所指的连续变化,即数值是随时间连续可变的，通常称这些物理量为模拟量，然而计算机本身所能识别和处理都是数字量。这些模拟量在进入计算机之前必须转换成二进制数码表示的数字信号。能够把模拟量变成数字量的器件称为模数转换器（ADC）。 相反，微机加工处理的结果是数字量，也要转换成模拟量才能去控制相应的设备。能够把数字量变成模拟量的器件称为数模转换器（DAC）。本章将介绍数模（D/A）、模数（A/D）转换器原理及其与单片机系统的接口应用技术。 D/A转换的一般工作原理: 常用电阻分压/分流来实现D/A转换。 D/A转换器将数字信息转换成与数值成正比的电压/电流。有权电阻解码网络与 T型解码网络两种构建方法,又以T型解码网络最为常用。 权电阻解码网络 简单。但随着D/A转换的位数增加，权电阻值跨度增大，在集成电路中难于实现。 T 型解码网络 电阻数量大一倍。但电阻值归一化程度高,容易集成，精度高。应用最为普遍。 D/A转换 权电阻解码网络 ? + I Iout R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 若： R0 = R R1 = R/2 R2 = R/4 R3 = R/8 ………… R7 = R/128 从而:I0 = Vref/R I1 = 2 Vref/R I2 = 4 Vref/R I3 = 8 Vref/R ………… I7 =128Vref/R 开关控制电路 开关控制电路的作用： 将“0”值对应的开关打到地， 将“1”值对应的开关接通Vref 加法器电路 简单, 权电阻值跨度大，在集成电路中难于实现 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Vref R ? + Iout 2R 2R 2R 2R 2R 2R 2R 2R 每个2R支路的电流均为上一支路的1/2： I7 = (Vref/2R) I6 = (Vref/2R)/2 I5 = (Vref/2R)/4 ………… I0 = (Vref/2R)/128 开关控制电路 开关控制电路:“0”值将开关打到地；“1”值将开关接通Vref 加法器电路 T 型解码网络 2R R R R R R R R 深度负反馈条件下,运放的“虚短特性”: Vd ? 0 ,(因开环增益极大,输入端之间压差极小) Ii ? 0 ,(因输入阻抗极大,输入电流极小) Vref “1” “0” I7 I6 I5 I4 I3 I2 I0 I1 电阻数量增大一倍, 但阻值归一，集成容易，精度高 D7 D0 8位CMOS数模转换芯片 DAC 0832: CS VCC WR1 ILE AGND WR2 D3 XFER D2 D4 D1 D5 D0 D6 Vref D7 Rfb Iout2 DGND Iout1 DAC0832 20 PIN DIP封装 √8位D/A，分辨率=Vref/256 √CMOS低功耗器件，+5～+15V 单电源供电 √电流输出型器件(需外接运放) √具有双缓冲控制输出 √采用T型电阻解码网络结构 √参考电压源，-10～+10V DAC 0832 引脚定义 DAC0832 CS VCC WR1 ILE AGND WR2 D3 XFER D2 D4 D1 D5 D0 D6 Vref D7 Rfb Iout2 DGND Iout1 20 PIN DIP封装 D0—D7：8位数字量输入端 /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 Iout2： 电流输出端2 Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源,-10~+10V DGND： 数字量地 AGND： 模拟量地 Vcc: +5～+15V单电源供电端 DAC0832 内部结构框图 ≥1 ≥1