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单片机系统D/A转换模块设计

一、设计目的

通过本设计，掌握单片机与D/A转换器的扩展设计。

二、设计内容和要求

1、设计技术要求

（1）DA转换器通道：4

（2）DA转换器位数：12

（3）输出电流4~20mA

2、设计内容

（1）设计地址译码电路、读写控制电路；

（2）选择DA转换器件和必要译码控制器件；

（3）DA转换器通道扩展的设计

（4）VI转换电路

（5）用KeiluVison编写设计程序，并编译生成.HEX文件。用Proteus

绘制硬件电路原理图，并添加软件程序进行仿真测试。

（6）写出设计总结报告。

三、设计方案

3.1硬件设计

3.1.1）硬件设计流程图如图3.1所示

按8DC

键9AD示波

开CC4器

关510

125

11VI

0转换电路

图3.1硬件设计流程图

3.1.2）模拟量输出DA通道

模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成--一般是由接口电路、

数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等；

模拟量输出通道共享D/A结构如图3.2所示

图3.2共享DA结构

3.1.3）共享DA结构的特点：

1、多路输出通道共用一个D/A转换器

2、每一路通道都配有一个采样保持放大器

3、D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用

4、采样保持器实现模拟信号保持功能

5、节省D/A转换器，但电路复杂，精度差，可靠低、占用主机时间

3.1.4）D/A转换器的性能指标

D/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数，也是选用D/A芯片型

号的依据。主要性能指标有：

（1）分辨率

分辨率--是指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，即当输入数字发生单位

数码变化时所对应输出模拟量的变化量，它取决于能转换的二进制位数，数字量

位数越多，分辨率也就越高。其分辨率与二进制位数n呈下列关系：

nVn

分辨率=满刻度值/（2-1）=REF/2

（2）转换精度

转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。它和分辨率是两个不

同的概念。例如，满量程时的理论输出值为10V，实际输出值是在9.99V～10.01V

之间，其转换精度为±10mV。对于分辨率很高的D/A转换器并不一定具有很高的

精度。

（3）偏移量误差

偏移量误差--是指输入数字量0时，输出模拟量对于零的偏移值。此误差可通过

V

D/A转换器的外接REF和电位器加以调整。

（4）稳定时间

稳定时间--是描述D/A转换速度快慢的一个参数，指从输入数字量变化到输出模

拟量达到终值误差1/2LSB时所需的时间。显然，稳定时间越大，转换速度越低。

对于输出是电流的D/A转换器来说，稳定时间是很快的，约几微秒，而输出是电

压的D/A转换器，其稳定时间主要取决于