[信息与通信]第9章转换技术3.ppt

第九章 数字转换技术 模数（A/D）转换器 模数（A/D）转换器的主要指标 单片机与模数（A/D）转换器的接口 模数（A/D）转换器的应用 一、A/D转换器 二、A/D转换器的主要技术参数 2. 转换精度 三、A/D转换器的选择 转换精度 转换速度 模拟输入通道数 使用环境（电气噪声和温度范围） 系统成本 小 结 A/D转换：将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。包括采样、保持、量化、编码四个步骤。 A/D转换器大致有三类：双积分A/D转换器，逐次比较A/D转换器,并行A/D转换器。 主要指标：分辨率，转换精度，转换速度。 ADC0809属第二类，是八位A/D转换器。每采集一次一般需100us。 START下降沿时启动转换，转换结束后会自动产生EOC信号，可用延时查询方式读入A/D转换结果,也可以用中断方式读入结果。 实验十 数模转换器: 将输入的数字信号转换成模拟信号输出的器件，被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。 二、主要性能指标 三、典型D/A转换器芯片DAC0832 DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作，基准电压的范围为±10V，电流建立时间为1μs，CMOS工艺，低功耗20mW。 由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成。 2.外部结构 P218-1、8 四.DAC0832与单片机的接口 DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。 ■直通方式： WR1= WR2 =0时，数据可以从输入端经两 个寄存器直接进入D/A转换器。 ■单缓冲方式：两个寄存器之一始终处于直通， 即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。 ■双缓冲方式：两个寄存器均处于受控状态。这种工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。 【例】锯齿波电压发生器 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。 图中的DAC0832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，产生锯齿波的程序清单如下： MOV A， #00H ；取下限值 MOV DPTR，#7FFFH；指向0832口地址 MM： MOVX @DPTR，A ；输出 INC A ；延时 NOP NOP NOP SJMP MM ；反复 D/A 转换产生的锯齿波 说明： (1)程序每循环一次，A加1，因此实际上锯齿波的上升边是由256个小阶梯构成的，但由于阶梯很小，所以宏观上看就如图中所画的先行增长锯齿波。 （2）若要改变锯齿波的频率，可在AJMP MM指令前加入延迟程序即可。短延时可用NOP指令实现，延时较长时，可以调用一个延时子程序。延迟时间不同，波形周期不同，锯齿波的斜率就不同。 （3）通过A加1，可得到正向的锯齿波，反之A减1可得到负向的锯齿波。 （4） 程序中A的变化范围是0～255，得到的锯齿波是满幅度的。如要求得到非满幅锯齿波，可通过计算求的数字量的处置和终值进行控制来实现。 * * ■模数（A/D）转换及接 ■数模（D/A）转换及接口 第一节 单片机与模数（A/D）转换 1.转换过程 A/D转换：将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。 四个步骤：采样、保持、量化、编码。 　　 （1）采样：将一个时间上连续变化的模拟量转换成时间上离散的模拟量。 香农定律：采样频率fS≥ 2fmax 时，才可以正确的反映输入信号，才能不失真地恢复原模拟信号。 （2）保持：由于A/D转换需要一定的时间，在每次采样以后，需要把采样电压保持一段时间。 采样―保持电路及输出波形 （3）量化：将采样－保持电路的输出电压归化为量化单位△的整数倍的过程 量化单位△：数字量最小单位所对应的最小量值。 （4）编码：用二进制代码来表示各个量化电平的过程。 一个n位二进制数只能表示2n个量化电平，量化过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。量化级分得越多（n越大），量化误差越小。 ■双积分型A/D转换器：速度慢，价格便宜； ■逐次比较型A/D转换器：速度和价格适中； ■并行比较型A/D转换器：速度快，价格贵。 2.A/D转换器类别 1.分辨率 　　分辨率是指A/D转换器输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。 通常以ADC输出数