AD和DA转换技术 -免费下载.ppt

单片机原理与接口技术 第14章 A/D与D/A转换技术 在单片机应用系统中，输出控制是单片机实现控制运算处理后，对控制对象的输出通道接口。单片机主要输出三种形态的信号：数字量，开关量和频率量。 单片机对模拟信号的处理 被控制对象的信号除上述三种可以直接由单片机直接产生的信号外，还有模拟量控制信号，该信号通过D/A转换产生。也就是说把单片机发出的数字信号转换成为模拟信号用来控制外部的设备，单片机仅能产生和处理数字信号，对于模拟信号只能借助D/A或者A/D转换芯片来完成。 14.1 D/A、A/D转换在单片机系统中的应用 14.1．1 A/D-D/A转换的数据通道 在一般的系统中通过传感器采集现场的信息也就是模拟量，模拟量经过前期电路处理再经过A/D转换进入到单片机中 14.1．1 A/D-D/A转换的数据通道 单片机经过D/A转换对现场物理量进行控制 由于单片机的工作速度很快物理量的变化速度相对比较慢故一个A/D转换器可以通用于各现场监测点 经过多路开关的定时循环接通，各路信号依次及时可靠进入到单片机 14.1．1 A/D-D/A转换的数据通道 多路开关循环接通电路，而现场信号通过采样保持器进行保存，以此来保证转换的通畅性。 另外采样频率必须是现场被测信号频谱中最高频率的两倍以上 14.1．1 A/D-D/A转换的数据通道 D/A转换示意图： 14.1.2 D/A转换工作原理 D/A转换是一种将数字信号转换成连续模拟信号的操作，它作为单片机系统的数字信号和模拟环境的连续信号之间提供了一种接口，它工作的原理就是输入数字信号输出模拟信号。 A/D转换原理图 14.1.2 D/A转换工作原理 D/A转换器的输入信号主要有两种分别为：数字信号和基准电压。 D/A转换器的输出信号是模拟量，大部分的输出是电流，也有的输出电压。 14.1.2 D/A转换工作原理 D/A转换器内置运算放大器以低阻抗输出电压，称之为电压输出型D/A转换器 D/A转换器如果采用电流开关型电路，电流开关形电路如果直接输出生成的电流，则为电流输出型D/A转换器。 14.1.2 D/A转换工作原理 D/A转换器的输入数据是在不断变换的，为了保持输出的稳定，须在其内部处理器与输入口之间增加锁存数据的功能。一些D/A转换器甚至具有双重或者多重的数据缓冲结构，并具有数据锁存和地址译码电路。这样的转换器多见于12位甚至更高的D/A转换器。 14.1.3 如何选择D/A转换器 参考指标： 分辨率：则最小输出模拟量与最大输出模拟量之比 转换时间：将一个数字量转换为稳定模拟量所需要的时间叫转换时间。一般情况下电流输出的D/A转换时间比较短，电压输出的D/A转换时间比较长 线性度：考虑输出的线形关系 转换精度：相对实际物理量的误差 14.1.3 如何选择D/A转换器 D/A转换器的类型： 根据输出端口是并口还是串口，可分为串型输出和并行输出器件 根据输出是电流还是电压，可分为电压输出型和电流输出型器件 根据能否进行乘法运算，可分为乘法运算型和非乘法运算型 根据内部是否有锁存器，可分为锁存型器件和非锁存型器件 14.1.3 如何选择D/A转换器 在D/A转换器中有在基准电压上加交流信号的，这样就可以得到数字输入和交流信号输入相乘的结果所以称为乘法型D/A转换器，这种转换器不仅可以进行乘法运算，还可以使输入信号衰减，也可以做调制器对输入信号进行调制。 14.2 8位D/A芯片DAC0832 DAC0832是由8位输入寄存器，8位DAC寄存器和8位D/A转换器组成。DAC0832中有两级锁存器，第一级即输入寄存器，第二级为DAC寄存器。除了能工作在单缓冲方式，通过这两级锁存器DAC0832可以工作在双缓冲方式下，在输出模拟信号的同时可以采集下一个数字量，提高了转换速度。 14.2 8位D/A芯片DAC0832 利用两级转换器的作用可以让多个D/A转换器同时工作，再通过第二级锁存信号实现多路D/A转换的同时输出。只要数据一进入DAC寄存器便启动D/A转换。 14.2.1 DAC0832的引脚 DAC0832的引脚如下： DI0~DI7：8为数据输入端 ILE：输入寄存器的数据允许锁存信号 DAC0832的引脚 ：输入寄存器选择信号 ：输入寄存器的数据写信号 ：DAC寄存器写信号，并启动转换 ：数据向DAC寄存器传送信号，传送后即启动转换 14