AD与DA转换器接口.ppt

第九章 A/D与D/A转换器接口 第十章 A/D与D/A转换器接口 第十章 A/D与D/A转换器接口 9.0 概述 9.1 D/A转换器的接口方法 9.2 D/A转换器的接口电路设计 9.3 A/D转换器接口基本原理与方法 9.4 查询方式的A/D转换器接口设计 9.5 中断方式的A/D转换器接口设计 9.6 DMA方式的A/D转换器接口设计 9.7 在板存储器方式的数据采集系统 9.8 微型计算机系统的A/D、D/A通道 9.0 概述 模数转换--简称A/D转换 通过转换器将模拟量转换为数字量，然后交给计算机处理，这个过程称为模数转换。 连续的模拟信号变换为离散的数字信号：为处理和存储。 数模转换--简称D/A转换 通过转换器将计算机处理的数字量转换为模拟量，这个过程称为数模转换。 离散的数字信号变换为连续的模拟信号：为控制。 模拟接口 实现A/D转换和D/A转换的电路称为模拟接口。 模拟接口在计算机系统与模拟设备连续变化的模拟信号之间建立起适配关系。 9.0 概述 9.1 D/A转换器的接口方法 一、D/A转换器主要参数及其连接特性 1. D/A转换器主要参数 分辨率：D/A转换器能够转换的二进制位数。 位数多分辨率高。例如，分辨率8位，转换后的电压满量程是5V，则能够分辨的最小电压为5V/28≈20mV。 转换时间：数字量从输入、转换、输出稳定值所需要的时间。 转换精度：D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差。 线性度：输入的数字量与输出模拟量之间按比例变化的程度，理想的D/A转换器是线性的。 温度灵敏度：指数字输入量的值不变的情况下，模拟输出信号随温度的变化的情况。 9.1 D/A转换器的接口方法 【例】某8位D/A转换器，其基准电压为VREF=-10V，R=Rf。该转换器的分辨率是多少？能够转换的数字范围是多少？其输出电压范围是多少？当输入数时，得到的输出电压是多少？ 9.1 D/A转换器的接口方法 （1）该转换器是8位转换器，所以分辨率是8位。 （2）能够转换的数字范围是00H~0FFH。 （3）当输入为全0时，Vo=0；当输入： 当输入全为1时： 所以输出电压的范围是0~10V。 （4）当输入数时： 9.1 D/A转换器的接口方法 2. D/A转换器的连接特性 输入缓冲能力，表示能否与数据总线直接连接。 输入数据的宽度，即分辨率。 输入码制，表示能接受不同码制的数字量输入。 输出模拟量的类型，有电流型和电压型。 输出模拟量的极性，有正负电压极性。 9.1 D/A转换器的接口方法 二、D/A转换器与微处理器的接口方法 关键考虑：CPU与DA转换器之间的数据缓冲问题 CPU对DAC的数据传送是无条件传送，需要有三态缓冲器可靠连接CPU与DAC。 数据缓冲器位数匹配，有四种情况 ： 片内无输入数据锁存器的8位D/A转换器。 片内有输入数据锁存器的8位D/A转换器。 片内无输入数据锁存器、多于8位的D/A转换器。 片内有输入数据锁存器、多于8位的D/A转换器。 9.1 D/A转换器的接口方法 片内无输入数据锁存器的8位D/A转换器设计 必须在D/A转换器外部另外设置数据锁存器，数据可以一次传送给D/A转换器。 片内有输入数据锁存器的8位D/A转换器接口设计 D/A转换器可以直接与数据总线连接，数据可以一次传送给D/A转换器。 片内无输入数据锁存器、多于8位的D/A转换器设计 对于8位机而言，必须在D/A转换器外部另外设置两级输入数据锁存器，以匹配数据总线宽度与DAC分辨率；在D/A转换时，数据需要分2次传送给数据锁存器，同时要保证全部数据同时到达DAC进行转换。 片内有输入数据锁存器、多于8位的D/A转换器接口设计 对于8位机而言，在D/A转换时，为匹配数据总线宽度与DAC分辨率，数据需要分2次传送给数据锁存器，同时要保证全部数据同时到达DAC进行转换。 9.2 D/A转换器的接口电路设计 一、片内无输入缓冲器的8位D/A转换器 接口设计(利用DAC0808构成直流数字电压表) 1.硬件设计 9.2 D/A转换器的接口电路设计 2.软件设计 工作原理 数字量经DAC0808转换为模拟量，该模拟量与被测信号(直流电压)在比较器LM710进行比较，由比较结果去调整输入DAC0808的数字量。 当某一数字量经DAC0808转换的模拟量大于被测信号时，标志位置0，就应去掉它； 若小于被测信号时，标志位置１，保留该结果； 依次产生新的测试值测试，逐次比较，直到Ｎ次为止（Ｎ等于数字量的位数，即分辨率）。此时被保留下来的二进制数就是对应于被测模拟量的数字量。 这种方法称为逐次逼近法，由于每次送出进行比