第12讲 C8051F单片机数模(DA)转换系统.pptVIP

5.2 数/模转换器 转换原理 T型电阻网络D/A转换原理框图 有图可得I0＝IL0，根据基尔霍夫电流定律：IL1＝IL0＋I0 ， 分析C点到A点的电阻及到地线的电阻可得 I1＝IL1，则I0＝1/2 I1， 同理可推得I1＝1/2 I2、I2＝1/2 I3，所以可得如下关系： B为一个二进制数，T型电阻网络的D/A转换输出电压量绝对值与该二进制数的大小成正比 事实上，S3～S0的状态是受b3b2b1b0控制的，并不一定是全“1”，所以流入A点的电流应该是： 性能指标 主要的性能指标有4条： （1）???分辨率（resolution） 指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，为满量程值的2-n倍。例如，满量程为10V的8位D/A芯片的分辨率为10V×2-8＝39mV；而16位的D/A是10V×2-16＝153μV。 （2）?????? 转换精度（conversion accuracy） 转换精度是指满量程时D/A的实际模拟输出值和理论值的接近程度。例如，满量程时理论输出值为10V，实际输出值是在9.99～10.01之间，则其转换精度为±10mV。通常为LSB/2。LSB (Least Significant Bit)是分辨率，指最低1位数字变化引起输出电压幅度的变化量。 （3）偏移量误差（offset error） 偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。这种误差通常可以通过D/A转换器的外接VREF和电位器加以调整。 （4）线性度（linearity） 线性度是指D/A转换器的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏差。通常线性度不应超出±1/2LSB。 除此以外，指标还有转换速度、温度灵敏度等，通常这些参数都很小，一般不予考虑。 5.2.2 C8051F020的DAC功能 C8051F020 单片机有两个片内12 位电压方式数/模转换器（DAC）。 每个DAC的输出摆幅均为0V 到（VREF-1LSB），对应的输入码范围是0x000 到0xFFF。 控制寄存器DAC0CN 和DAC1CN 使能/禁止DAC0 和DAC1。 在被禁止时，DAC 的输出保持在高阻状态，DAC 的供电电流降到1μA 或更小。 每个DAC 的电压基准在VREFD引脚提供。如果使用内部电压基准，为了使DAC 输出有效，该基准必须被使能。 DAC 功能框图 控制DAC工作的主要是控制寄存器DAC0CN和DAC1CN，两个SFR分别控制DAC0和DAC1，以DAC0CN为例来说明。 位4-3： DAC0MD1-0：DAC0 方式位。 00：DAC 输出更新发生在写DAC0H 时。 01：DAC 输出更新发生在定时器3 溢出时。 10：DAC 输出更新发生在定时器4 溢出时。 11：DAC 输出更新发生在定时器2 溢出时。 位2-0: DAC0DF2-0：DAC0 数据格式位： 000：DAC0 数据字的高4 位在DAC0H[3:0]，低字节在DAC0L 中。 其余类推。 5.2.3 DAC 输出更新 每个DAC 都具有灵活的输出更新机制，允许全量程内平滑变化并支持无抖动输出更新，适合于波形发生器应用。 1．根据软件命令更新输出 在缺省方式下（DAC0CN.[4:3] =‘00’），DAC0 的输出在写DAC0 数据寄存器高字节（DAC0H）时更新。 注意：写DAC0L 时数据被保持，对DAC0 输出没有影响，直到对DAC0H的写操作发生。 2．基于定时器溢出的输出更新 当DAC0MD位（DAC0CN.[4:3]）被设置为‘01’、‘10’或‘11’时（分别为定时器3、定时器4 或定时器2），对DAC 数据寄存器的写操作被保持，直到相应的定时器溢出事件发生时DAC0H:DAC0L 的内容才被复制到DAC 输入锁存器，允许DAC 数据改变为新值。 5.2.4．DAC 输出定标/调整 对DAC0 进行写入操作之前应对输入数据移位，以正确调整DAC 输入寄存器中的数据。 这种操作一般需要一个或多个装入和移位指令，因而增加软件开销和降低DAC的数据通过率。 数据格式化功能为用户提供了一种能对数据寄存器DAC0H 和DAC0L 中的数据格式编程的手段。 三个DAC0DF 位（DAC0CN.[2:0]）允许用户在5 种数据字格式指定一种，见DAC0CN 寄存器定义。 5.2.5 数模转换举例 D/A转换器的编程相对A/D转换器要简单。 按照要求设置好输出更新的条件，将要转换的数值量送到DAC数据寄存器就行。 下面是产生锯齿波和阶梯波的示例。 将DAC0设置成输出更新发生在写DAC0H 时，即直接更新。 DAC1设置成输出更新发生在定时器2 溢出时。 产生阶梯波 DAC0用程序