模拟量与数字量转换.ppt

第七章 模拟量与数字量转换技术基础 7.1概述 7.２ Ｄ／Ａ转换 7.２.１Ｄ／Ａ转换的基本方法 Ｄ／Ａ转换的基本原理 图7－２所示的Ｄ／Ａ转换器采用Ｒ－２ＲＴ型电阻网络，具有４位数字量输入 由于该电阻网络从参考电源ＶＲＥＦ看，其等效电阻为Ｒ，因此，从ＶＲＥＦ流入电阻网络的总电流Ｉ及各节点的分支电流分别为: Ｉ＝ＶＲＥＦ/Ｒ＝２^4ＶＲＥＦ/１６Ｒ Ｉ３＝I２＝ＶＲＥＦ/２Ｒ＝２^３ＶＲＥＦ１６Ｒ Ｉ２＝Ｉ３/２＝Ｉ/２^２＝ＶＲＥＦ/２^２Ｒ＝２^２ＶＲＥＦ/１６Ｒ Ｉ１＝Ｉ２/２＝Ｉ/２^３＝ＶＲＥＦ/２^３Ｒ＝２^１ＶＲＥＦ/１６Ｒ Ｉ０＝Ｉ１/２＝Ｉ/２^４＝ＶＲＥＦ/２^４Ｒ＝２^０ＶＲＥＦ/１６Ｒ 流向Σ的总电流为 ＩＯＵＴ１＝（Ｄ３×２^３＋Ｄ２×２^２＋Ｄ１×２^１＋Ｄ０×２^０）×ＶＲＥＦ/１６Ｒ ＝Ｄ×ＶＲＥＦ/２^４Ｒ （Ｄ＝Ｄ３Ｄ２Ｄ１Ｄ０） ＩＯＵＴ１＝Ｄ×ＶＲＥＦ/２^ｎＲ （Ｄ＝Ｄｎ－１…Ｄ１Ｄ０） ＶＯＵＴ＝－ＩＯＵＴ１×Ｒｆｂ＝－ＶＲＥＦ/２^nＲ×Ｄ×Ｒｆｂ ＝－ＶＲＥＦ×Ｄ/２^ｎ 7.２.２ Ｄ／Ａ转换器的性能指标 １ 分辨率: 数模转换器的分辨率是指数字量变化一个ＬＳＢ所对应的模拟量的变化量 ２ 线性误差 : 转换器的实际转换特性与理想的转换特性的偏差程度，即非线性度 ３ 转换速度: 转换速度即完成一次转换所需要的时间 7.２.３ Ｄ／Ａ转换器常用芯片—ＤＡＣ０８３２内部结构 ＤＡＣ０８３２的引脚功能 Ｄ０～Ｄ７：８位数据量输入。 ＩＬＥ ：数据输入锁存允许，高电平有效。 ＣＳ ：片选。 ＷＲ１ ：输入寄存器写信号。 ＸＦＥＲ ：数据传送控制信号. ＷＲ２ ：ＤＡＣ寄存器写信号。 ＶＲＥＦ：参考电压源，电压范围为－１０Ｖ～＋１０Ｖ。 Ｒｆｂ ：内部反馈电阻接线端。 ＩＯＵＴ１：ＤＡＣ电流输出１。 ＩＯＵＴ２：ＤＡＣ电流输出2。 ＶＣＣ ：工作电源，其值范围为＋５Ｖ～＋１５Ｖ，典 型值为＋１５Ｖ。 ＡＧＮＤ：模拟信号地线。 ＤＧＮＤ：数字信号地线 接口电路与编程 1.单缓冲方式 ２双缓冲输出 图7-7ＤＡＣ０８３２双缓冲方式连接电路 7.2.4 Ｄ/Ａ转换的输出形式 １ 单极性输出 ２ 双极性输出 二、 电流型输出 7.２.５Ｄ／Ａ转换应用编程举例 ２正向锯齿波输出 ３双向锯齿波输出 ４三角波输出 7.3 A／D转换 7.３.１逐位比较式Ａ／Ｄ转换器及其应用 一、 逐位比较式ＡＤＣ转换原理 二.Ａ／Ｄ转换常用芯片—ＡＤＣ0809 1 主要性能 8位（数字量输出）逐位比较型Ａ／Ｄ转换器。 带有锁存功能的8位模拟转换开关，可对8路０～５Ｖ模拟量进行分时切换。 输出具有三态锁存功能，ＴＴＬ电平兼容。 分辨率：8位。转换时间：１００μｓ。 不可调误差：±１ＬＳＢ。功耗：１５ｍＷ。 工作电压：＋５Ｖ。参考电压标准值＋５Ｖ。 片内无时钟，一般需外加６４０ｋＨｚ以下（不低于１００ｋＨｚ）的时钟源。 ２ 内部结构 引脚功能 ＡＤＤＡ～ＡＤＤＣ：３根地址输入线，经译码后选择8路模拟量中的一路进行Ａ／Ｄ转换。 ＩＮ0～ＩＮ７:8路模拟量输入。 ＡＬＥ:地址锁存允许信号，由低电平到高电平的正跳变有效。 ＳＴＡＲＴ：启动转换信号，正脉冲有效。其上升沿将内部逐位比较寄存器复位，下降沿启动Ａ／Ｄ转换。 ＥＯＣ：转换结束信号。 ＯＥ：输出允许，高电平有效。该信号有效时，打开芯片的输出锁存器，将转换结果送至数据总线。 ２－８～２－１ （Ｄ０～Ｄ７）：８位数字量输出端。 ＶＲＥＦ（＋）、ＶＲＥＦ（－）：参考电压正端和参考电压负端。 ＣＬＯＣＫ：外部时钟输入。 ３ 转换时序 4.接口电路 ５.编程 （１） :软件延时方法。８０３１完成一次Ａ／Ｄ转换的一般流程为：①　８０３１工作寄存器初始化；②　送通道地址，送启动转换信号；③　等待转换结束；④　送读转换结束信号；⑤　输出转换结果。在这里，“等待转换结束”是采用软件延时方法，延时时间取决于ＡＤＣ器件完成一次转换所需时间，这个时间可通过计算和调试获得 . 例7－１ 例7－１采用软件延时方法分别对8路模拟信号轮流采集一次，并依次把采集结果转储到数据存储区中去。转换接口电路参照图7－18。 解：程序为 ＳＴＡＲＴ：ＭＯＶ Ｒ１，＃ＤＡＴＡ；Ｒ１指向数据区首址 ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃７ＦＦ８Ｈ