第十章MCS_51与AD，DA接口设计.ppt

第十章MCS_51与A/D，D/A接口设计 第一节 D/A接口 第二节 A/D接口 第一节 D/A接口 D/A转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。有关D/A转换器的技术性能指标很多，例如绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数、输入数字代码种类（二进制或BCD码）等。 1) 分辩率 分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。如果数字量的位数为n，则D/A转换器的分辨率为2-n。这就意味着数/模转换器能对满刻度的2-n输入量作出反应。 2) 建立时间 建立时间是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出达到终值误差±（1/2）LSB（最低有效位）时所需的时间。通常以建立时间来表示转换速度. 转换器的输出形式为电流时，建立时间较短；输出形式为电压时，由于建立时间还要加上运算放大器的延迟时间，因此建立时间要长一点。但总的来说，D/A转换速度远高于A/D转换速度，快速的D/A转换器的建立时间可达1 μs。 3) 接口形式 D/A转换器与单片机接口方便与否，主要决定于转换器本身是否带数据锁存器。 有两类D/A转换器，一类是不带锁存器的，另一类是带锁存器的。 对于不带锁存器的D/A转换器，为了保存来自单片机的转换数据，接口时要另加锁存器，因此这类转换器必须在口线上；而带锁存器的D/A转换器，可以把它看作是一个输出口，因此可直接在数据总线上，而不需另加锁存器。 典型D/A转换器芯片DAC0832 DAC0832是一个8位D/A转换器。单电源供电，从+5 V～+15 V均可正常工作。基准电压的范围为±10 V；电流建立时间为1 μs；CMOS工艺，低功耗20 mW。 DAC0832转换器芯片为20引脚，双列直插式封装，其引脚排列图如图所示。DAC0832内部结构框图如图所示。 该转换器由输入寄存器和DAC寄存器构成两级数据输入锁存。使用时，数据输入可以采用两级锁存（双锁存）形式，或单级锁存（一级锁存，一级直通）形式，或直接输入（两级直通）形式。 D/A转换电路是一个R-2R T型电阻网络，实现8位数据的转换。对各引脚信号说明如下： (1) DI7～DI0：转换数据输入。 (2) CS：片选信号（输入），低电平有效。 (3) ILE：数据锁存允许信号（输入），高电平有效。 (4) WR：第1写信号（输入），低电平有效。 (5) WR2 =1：第2写信号（输入），低电平有效。 (6) XFER：数据传送控制信号（输入），低电平有效。 (7) ?Iout1：电流输出1。 (8) ?Iout2：电流输出2。 (9) ?Rfb：反馈电阻端。 DAC 0832是电流输出，为了取得电压输出，需在电压输出端接运算放大器，Rfb即为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图7.31所示。 （10）Vref：基准电压，其电压可正可负，范围是-10 V～+10 V。 (11) ?DGND：数字地。 (12) ?AGND：模拟地。 单缓冲方式的接口与应用 1. 单缓冲方式连接 所谓单缓冲方式就是使DAC 0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式，或者说两个输入寄存器同时受控的方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出，或虽有几路模拟量但并不要求同步输出时，就可采用单缓冲方式。 2. 单缓冲方式应用举例——产生锯齿波 在许多控制应用中，要求有一个线性增长的电压（锯齿来控制检测过程，移动记录笔或移动电子束等。对此可通过在DAC0832的输出端接运算放大器，由运算放大器产生锯齿波来实现，电路连接如图所示。图中的DAC8032工作于单缓冲方式，其中输入寄存器受控，而DAC寄存器直通。 假定输入寄存器地址为7FFFH，产生锯齿波的源程序清单如下： ORG 0200H DASAW：MOV DPTR，#7FFFH ；输入寄存器地址，假定P2.7接 MOV A，#00H ；转换初值 WW: MOVX @DPTR，A ；D/A转换 INC A NOP ；延时 NOP NOP AJMP WW 双缓冲方式的接口与应用 1. 双缓冲方式连接 所谓双缓冲方式，就是把DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲DAC0832的连接如图所示。为了实现寄存器的可控，应当给寄存器分配一个地址，以便能按地