[所有分类]单片微机原理及应用课件_第8章_数模_DA及模数AD转换器接.ppt

第8章 数/模（ D/A）及模/数（A/D）转换器接 8.1 概述 8.2 D/A转换器及其接口 8.3 A/D转换器及其接口 8.1 概述 8.2 D/A转换器及其接口 8.2.1 D/A转换器 8.2.2 MCS-51和D/A的接口 8.2.1 D/A转换器 关系式：Vout=B×VR 式中，Vout 为输出电压； VR为常量，由参考电压VREF决定； B为 数字量，常为一个二进制数。数字量B的位数通常为8位和12位等，由D/A转换器芯片型号决定。B为n位时的通式为： B= bn-1 bn-2…b1 b0= bn-1×2n-1+ bn-2×2n-2+…+ b1×21+ b0×20 式中，bn-1为B的最高位（0、1）；b0为最低位。 1．D/A转换器的原理 D/A转换器的原理： 把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加（如图9-3所示）。根据基尔荷夫定律，如下关系成立： I3==23· I2==22· I1==21· I0==20· 2．D/A转换器的性能指标 l分辨率（Resolution）：指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。（=满刻度电压/（2n-1 ）） 如：8位转换器模拟电压的变化范围分为（2n-1 ，256）级； 10位转换器模拟电压的变化范围分为（2n-1 ，1023）级； 因此，同样范围的模拟电压，用10位转换器比8位转换器所能测量的最小值要小得多。 l绝对精度（Absolute Accuracy）：实际模拟电压与其理想模拟电压差值的最大值。用最低位（LSB）的倍数来表示，如：+（1/2 ）LSB 或 + LSB 。 分辨率和精度是两个不同的概念。 l量化误差（Quantizing Error）：有限分辨率A/D转换器的特性曲线与无限分辨率A/D转换器的特性曲线之间 的最大偏差。 当A/D转换器进行转换时，必须把采样电压化为某个规定的最小数量单位LSB的整数倍，这就是量化。由于模拟电压是连续的，因此，在量化过程中不可避免地会引入误差。P209 l线性度（Linearity）是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差，用多少LSB表示 。 l量程（满刻度范围-Full Scale Range) 指输入模拟电压的变化范围。 如：某转换器具有10V的单极性范围或-5V~+5V的双极性范围，则它们的量程都是10V。 应当指出，转换器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。 如：12位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值为： 10-10 ×(1/212)=10 ×4095/4096=9.9976(V)。 l建立时间（Setting time） 这是D/A转换器的一个重要的动态参数，当输入数码变化时，模拟输出电压也跟着变化，经过一定时间后新的模拟电压才能稳定下来，这段时间为D/A转换器的建立时间。 l转换时间（Conversion time） A / D转换器完成一次从模拟量的采样到数字量的编码所需的时间。 D/A转换器与A / D转换器主要性能指标基本相同。 3．DAC0832与单片机的接口技术 lDAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分的电路组成（如图8-4所示）。 “8位输入寄存器”、“8位DAC寄存器”、“8位D/A转换电路”由8位T型电阻网络和电子开关组成， l主要特性 P215 l引脚功能 DAC0832共有20条引脚，双列直插式封装。引脚连接和命名如图所示。 （1）数字量输入线DI7～DI0（8条）；（2）控制线（5条）；（3）输出线（3条）； （4）电源线（4条）。 程序执行一次循环需要5个机器周期，若单片机采用12MHZ的晶振， 1个机器周期为1μs，则每个阶梯的长度为Δt=5 × 1μs=5 μs，而一个正向阶梯波的总长度为T= 255 × Δt=1275 μs=1.275ms。 若满刻度电压为5V，则一个阶梯波的幅度为： ΔV=5/28=5/256=19.5mv。 编写一个锯齿波程序，已知台阶电压ΔV=39mv，要求波形的起始电压2V，终止电压为5V。 （51） （128） 实验要求 利用DAC0832，编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波轮流显示，用示波器观看。 用示波器探头接-5V~