微机原理课程设计DA转换程序设计..doc

课 程 设 计 说 明 书 题 目： D/A卡的设计 2006年 7月 13日 D/A转换卡设计 一：设计题目： D/A转换卡的设计 二：设计内容： 设计一块D/A卡，该卡具有对0~5V的模拟电压输出能力，该卡通过微机系统的I/O扩展槽与微机系统连接。 选用芯片：DAC0832等。 三：设计要求： 画出电路原理图，说明工作原理,编写利用该卡进行正弦波输出的程序。 四：D/A卡转换器结构示意图 图（1） D/A转换器的作用是将数字量转换为相应的模拟量。数字量由二进制位组成，每个二进制的权，要把数字量转换为相应的模拟量电压（多数情况需要转换后的模拟信号以电压的形式输出），需要先把数字量的每一位上的代码按权转换成为对应的模拟电流，再把模拟电流相加，最后由运算放大器将其转变成模拟电压。 五：题目分析 本题利用D/A0832芯片的双缓冲工作方式将数字量转换成模拟量 双缓冲工作方式： 1、将数据写入输入寄存器 2、将输入寄存器的内容写入DAC寄存器 即：使WR1为低电平，CS为低电平而ILE为高电平，这样，输入寄存器的锁存信号处于无效状态，待转换的数据被写入输入寄存器；WR2和XFER端输入一个负脉冲，从而使DAC寄存器工作在锁存状态。将数据写入DAC寄存器，同时启动变换。 六：D/A0832芯片及数模转换原理： 1、数字量是由一位一位的数字构成的，每一个数位都代表一定的权。比如最高位的权是27=128，所以此位上的代码1表示数值1×128，最低位的权20=1，此位上的代码1表示数值1，其他数位均为0，所以，二进制是十进制数129。为了把一个数字量变成模拟量，必须把每一位上的代码按照权来转换为对应的模拟量，再把各模拟量相加，这样，得到的总的模拟量对应于给定的数据。在集成电路中，通常采用T型网络实现数字量向模拟电流的转换，再利用运算放大器来完成模拟电流到模拟电压的转换。所以，要把一个数字量变为模拟电压，实际上需要两个环节：即先把数字量变为模拟电流，这是由D/A转换器完成的；再将模拟电流变为模拟电压，这是由运算放大器完成的。在D/A转换时涉及的参数包括分辨率、转换精转换速率、建立时间、线性误差等。 根据能否直接和总线相连，目前市场上的D/A转换芯片可以分为两类。其中有一类 芯片内部没有数据输入寄存器，比如AD7520、AD7521、DAC0808等，内部结构比较简单，，但是，这些芯片不能直接和总线相连。另一类芯片内部有数据输入寄存器，比如DAC0832、AD7524等，这些芯片使用时可以直接和系统总线相连。 D/A转换器可以视为微机的一种外围设备，实现D/A转换器和微机接口技术的关键是数据锁存问题。当CPU向D/A转换器输出一个数据时，这个数据在数据总线上只持续很短的时间，必须有数据锁存器锁住这个数据，才能得到持续稳定的模拟量输出。有些D/A转换器芯片本身不带锁存器，此时74LS273芯片以及可编程的并行I/O接口芯片8255A均可作为D/A转换的数据锁存器,有些D/A转换器芯片本身带有锁存器。 2．对于内部带数据输入寄存器的D/A芯片，使用时可以将D/A直接和数据总线相连。，以DAC0832为例来具体介绍D/A转换芯片的工作原理和使用方法。 如图(1)所示,即为D/A转换器基本结构框图.D/A转换器包括四个部分:电阻解码网络,权位开关,相加器和参考电压。 DAC0832为8位电流DAC器件,其内部结构及引脚如图(2)所示,该芯片为CMOS器件,单电源(电源范围为+5V~+15V).参考电压可在-10V~+10V范围内选择,转换速度约1us,输入待转换的数据保持时间应不小于90ns。 DAC0823内部有一个T型电阻网络,用来实现D/A转换,它需要外接运算放大器,才能得到模拟电压输出。从图中（1）可以见到，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器为输入寄存器，它的锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号XFER。因为有两级锁存器，所以，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时可以采集下一个数字，于是，可以有效的提高转换速度。另外，有了两级锁存器以后，可以在多个D/A转换器同时工作，利用第二级锁存器的锁存信号来实现多个转换器的同时输出。 为了用DAC0832进行数/模转换，可以使用两种方法对数据进行锁存。 第一种方法是使输入寄存器工作在锁存状态，而DAC寄存器工作在不锁存状态。具体的说，就是使WR2和XFER都是低电平，这样，DAC寄存器的锁存端得不到有效电平；另一方面，使输入寄存器的有关控制信号中，ILE处于高电平，CS处