一种两路数模转换电路的设计.doc

? ? ? 一种两路数模转换电路的设计 一、设计目的 （1）、掌握电子系统的一般设计方法和设计流程； （2）、学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图； （3）、掌握应用Protues等软件对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。 二、设计要求 （1）、设计电路实现两路的数/模转换； （2）、设置好元件属性，生成网络表； （3）、分别使用手工布置和自动布线制作相应的印制电路板，注意可采用总线形式进行走线。 （4）、利用PROTEL绘制电路原理图和印刷板图，并利用Protues软件仿真。 三、相关知识的介绍 1、数模转换器的作用：将输入的二进制数字量转换成电压或电流形式的模拟量输出。 2、电路组成：由电阻阵列和n个电流开关（或电压开关）组成的译码网络、求和运算放大器、参考基准电压源等部分组成。组成框图如下： 分类：根据译码网络的不同，分为权电阻网络型、T型电阻网络型、倒T型电阻网络型、权电流型型。 4、倒T型电阻网络介绍： （1）电路形式： 图9-6 倒T型电阻网络D/A转换器 （2）、工作原理 由于P点接地、N点虚地，所以不论数码D0、D1、D2、D3是0还是1，电子开关S0、S1、S2、S3都相当于接地，因此，图中各支路电流I0、I1、I2、I3和IR大小不会因二进制数的不同而改变。并且，从任一节点a、b、c、d向左上看的等效电阻都等于R，所以流出VR的总电流为 IR=VR/R， 而流入各2R支路的电流依次为 I3=IR /2 ； I2=I3 /2=IR /4 ； I1=I2 /2=IR /8 ； I0=I1 /2=IR /16 流入运算放大器反相端的电流为 Iout1=D0×I0+D1×I1+D2×I2+D3×I3 =(D0×20+D1×21+D2×22+D3×23)×IR /16 运算放大器的输出电压为 uO=-Iout1Rf= (D0×20+D1×21+D2×22+D3×23)×IR Rf /16 若Rf=R，并将IR=VR/R代入上式，则有 uO=-×（D0×20+D1×21+D2×22+D3×23） 可见，输出模拟电压正比于数字量的输入。推广到n位，D/A转换器的输出为 uO=- 倒T型电阻网络也只用了R和2R两种阻值的电阻，但和T型电阻网络相比较，由于各支路电流始终存在且恒定不变，所以各支路电流到运放的反相输入端不存在传输时间，因此具有较高的转换速度。5、相关芯片的介绍： 、74LS192：它是双时钟方式的十进制可逆计数器 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端LD为预置输入控制端，异步预置CR为复位输入端，高电平有效，异步清除CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出 BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。 74LS192管脚图 、NE555：此定时器是一种多用途的集成电路，只需外接少量的阻容元件，就可组成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器。 管脚功能介绍：1脚接地，8脚是电源端，2脚称触发端（TR），是下比较器的输入，3脚是输出端（V0），它有0和1两种状态，由输入端所加电平决定，7脚是放电端，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定，4脚为复位端，加上低电平可以使输出为低电平，5脚是控制电压端，用以改变上下触发电平值。TH2/3Vcc为高电平时，复位端有效，置0；TR1/3Vcc为低电平时，置数端有效，置1。 NE555管脚图 、DAC0832：它是8位电流输出型D/A转换器，内含T型电阻网络，差动电流输出，D/A转换可分为两个阶段：CS#=0、WR1#=0、ILE=1，使输入数据锁存到输入寄存器；WR2#=0、XFER#=0，数据传送到DAC寄存器，并开始转换。 输出电压V0与输入电压Vi的关系为：V0=-Rf/R*Vin，其中，Rf为反馈电阻，R为输入电阻。 管脚介绍：CS 输入寄存器选择信号，低电平有效，它和ILE信号一起来决定是否起作用；ILE为输入寄存器的选通信号， 和 CS 、WR1一起将要转换的数据送入数据寄存器；WR1输入寄存器的写选通信号， 必须和 CS 、ILE同时有效； WR2写信号2，在传送控制信号有效的情况下，用它将输入寄存器的数字传送到DAC寄存器，同时D/A转换器开始转换。XFER传送控制信号，用来控制是DAC否起作用。IOUT1为模拟电流输出端，当DAC寄存器中内容为0FFH时,LOUT1电流最大，当DAC寄存器中的内容为00H时，IOUT1电流最小。IOUT2为模拟电流输出端。DAC0832为差动输出，一般情况下， IOUT1+ IOUT1=常数。 DAC0832的管脚图 DA