课次25.ppt

* 第8章 可编程接口芯片及应用 8.4 模/数(A/D)与数/模(D/A)转换技术及其接口 8.4.1 D/A转换接口 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量。D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式有权电阻网络和R–2R梯形电阻网络，其工作原理这里不作介绍。 集成D/A芯片类型很多，按生产工艺分有双极型、MOS型等；按字长分有8位、10位、12位等；按输出形式分有电压型和电流型。另外，不同生产厂家的产品，其型号各不相同。例如，美国国家半导体公司的D/A芯片为DAC系列，如DAC0832等；美国模拟器件公司的D/A芯片为AD系列，如AD558等。使用时可参阅各公司提供的使用手册。 1 . DAC0832 DAC0832是美国国家半导体公司采用CMOS工艺生产的8位D/A转换集成电路芯片。它具有与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等特点，因而得到了广泛的应用。 1) DAC0832的结构与引脚 DAC0832的逻辑结构框图如图8.45所示。片内有R–2RT型电阻网络，用于对参考电压提供的两条回路分别产生两个电流信号IOUT1和IOUT2。DAC0832采用8位输入寄存器和8位DAC寄存器二次缓冲方式，这样可以在D/A输出的同时，送入下一个数据，以便提高转换速度。每个输入数据为8位，可以直接与微机的数据总线相连，其逻辑电平与TTL电平兼容。 图8.45 DAC0832的结构框图 图8.46 DAC0832的引脚图 DI7?DI0——D/A转换器的数字量输入引脚。其中DI0为最低位，DI7为最高位。 CS——片选信号输入端，低电平有效。 WR1——输入寄存器的写信号，低电平有效。 ILE——输入寄存器选通信号，高电平有效。ILE信号和CS、WR1共同控制选通输入寄存器。当CS、WR1均为低电平，而ILE为高电平时，LE1=0，输入数据被送至8位输入寄存器的输出端；当上述三个控制信号任一个无效时，LE1变高，输入寄存器将数据锁存，输出端呈保持状态。 XFER——从输入寄存器向DAC寄存器传送D/A转换数据的控制信号，低电平有效。 WR2——DAC寄存器的写信号，低电平有效。当XFER和WR2同时有效时，输入寄存器的数据装入DAC寄存器，并同时启动一次D/A转换。 VCC——芯片电源，其值可在+5?+15 V之间选取，典型值取+15 V。 AGND——模拟信号地。 DGND——数字信号地。 RFB——内部反馈电阻引脚，用来外接D/A转换器输出增益调整电位器。 VREF——D/A转换器的基准电压，其范围可在?10?+10 V内选定。该端连至片内的R–2RT型电阻网络，由外部提供一个准确的参考电压。该电压精度直接影响着D/A转换精度。 IOUT1——D/A转换器输出电流1，当输入全1时，输出电流最大，约为 ；当输入为全0时，输出电流最小，即为0。 IOUT2——D/A转换器输出电流2，它与IOUT1有如下关系： IOUT1+IOUT2=常数 D/A转换没有形式上的启动信号。实际上将数据写入第二级寄存器的控制信号就是D/A转换器的启动信号。另外，它也没有转换结束信号，D/A转换的过程很快，一般还不到一条指令的执行时间。 2) DAC0832的工作方式 DAC0832内部有两个寄存器，能实现三种工作方式：双缓冲、单缓冲和直通方式。 双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。当ILE、CS和WR1信号均有效时，8位数字量被写入输入寄存器，此时并不进行A/D转换。当WR2和XFER信号均有效时，原来存放在输入寄存器中的数据被写入DAC寄存器，并进入D/A转换器进行D/A转换。在一次转换完成后到下一次转换开始之前，由于寄存器的锁存作用，8位D/A转换器的输入数据保持恒定，因此D/A转换的输出也保持恒定。 单缓冲工作方式是指只有一个寄存器受到控制。这时将另一个寄存器的有关控制信号预先设置成有效，使之开通，或者将两个寄存器的控制信号连在一起，两个寄存器作为一个来使用。 直通工作方式是指两个寄存器的有关控制信号都预先置为有效，两个寄存器都开通。只要数字量送到数据输入端，就立即进入D/A转换器进行转换。这种方式应用较少。 3) 电压输出电路的连接 D