单片机实验AD转换).doc

实验三 A/D、D/A转换实验 一、 实验目的 1. 熟悉DAC0832并行接口数模转换器和TLC2543串行接口模数转换器的基本原理和编程方法。 2. 进一步熟悉单片机应用系统开发步骤和方法。 二、 实验电路 实验所用元件清单如下表所示： 1. 串行A/D转换器TLC2543 元件编号 元器件名称 说明 U1 AT89C52.BUS 总线型AT89C52单片机 U2 TLC2543 串行接口A/D转换器 U3 OP1P 通用理想运算放大器 R1 POT-HG 中间抽头电位器 VIRTUAL TERMINAL 串口虚拟终端 DC VOLTMETER 直流电压表 DC Generators 直流信号发生器 2. 并行D/A转换器DA0832 元件编号 元器件名称 说明 U1 80C51.BUS 总线型AT89C52单片机 U2 74LS373 锁存器 U3 74LS04 反相器 U4 U5 74LS08 二输入与门 U6 DAC0832 并行接口A/D转换器 U7 OPAMP 通用理想运算放大器 OSCILLOSCOPE 虚拟示波器 三、 相关知识 （一）串行A/D转换器TLC2543 1. TLC2543的特性与引脚 TLC2543是TI公司的TLC2543 12位串行A/D转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省80C51系列单片机的I/O资源，而且价格适中。 2. TLC2543的工作过程 TLC2543的工作过程分为两个周期：I/O 周期和实际转换周期。 1）I/O周期 I/O周期由外部提供的I/O CLOCK定义，延续8、12或16个时钟周期，决定于选定的输出数据长度。器件进入I/O周期后同时进行两种操作。 （1）在I/O CLOCK的前8个脉冲的上升沿，以MSB前导方式从DATA INPUT端输入8位数据流到输入寄存器。其中前4位为模拟通道地址，控制14通道模拟多路器从11个模拟输入和3个内部自测电压中，选通一路送到采样保持电路，该电路从第4个I/O CLOCK脉冲的下降沿开始，对所选信号进行采样，直到最后一个I/O CLOCK脉冲的下降沿。I/O周期的时钟脉冲个数与输出数据长度（位数）有关，输出数据长度由输入数据的D3、D2选择为8、12或16位。当工作于12或 16位时，在前8个时钟脉冲之后，DATA INPUT无效。 （2）在DATA OUT端串行输出8、12或16位数据。当保持为低时，第一个数据出现在EOC的上升沿；若转换由控制，则第一个输出数据发生在的下降沿。这个数据串是前一次转换的结果，在第一个输出数据位之后的每个后续位均由后续的I/O CLOCK脉冲下降沿输出。 2）转换周期 在I/O周期的最后一个I/O CLOCK脉冲下降沿之后，EOC变低，采样值保持不变，转换周期开始，片内转换器对采样值进行逐次逼近式A/D转换，其工作由与I/O CLOCK同步的内部时钟控制。转换完成后 EOC变高，转换结果锁存在输出数据寄存器中，待下一个I/O周期输出。I/O周期和转换周期交替进行，从而可以减小外部的数字噪声对转换精度的影响。 TLC2543的工作时序如图7.41所示。 3. TLC2543与89C52的接口电路 下图是89C52与TLC2543的接口电路，TLC2543的5条接口线可接到单片机的任何通用双向I/O口上。 （二）并行D/A转换器DAC0832 1.D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，实验台上D/A电路输出的是模拟电压信号。要实现实验要求，比较简单的方法是产生三个波形的表格，然后通过查表来实现波形显示。 2、产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分段来产生。要产生正弦波，较简单的方法是造一张正弦数字量表。即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。D/A转换取值范围为一个周期，采样点越多，精度越高些。本例采用的采样点为256点/周期。 3、8位D/A转换器的输入数据与输出电压的关系为 U(0∽-5V)=Uref/256×N U(-5V∽+5V)=2·Uref/256×N-5V (这里 Uref为+5V) 4、DAC0832与89C52的接口电路 四、 实验内容 1. 按照上图设计仿真电路原理图。 2. 编写程序实现采集AI0~AI11十二个输入通道模拟输入，并转换结果从串口送到模拟终端显示。 3. 编写程序实现产生方波、三角波和梯形波的程序，并在虚拟示波器上显示波形。 五、 参考程序 1、 A/D转换接口实验 COMMON.c程序 #include REG52.H /* special function register declarations */ #include