第九章AD和DA转换器接口.ppt

* 第九章 A/D和D/A转换器接口 9.1 MCS-51单片机与D/A转换器的 接口和应用 9.1.1 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20mm。其内部结构如图9.1所示，它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图9.2所示。 该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下： (1)D7～D0——转换数据输入。 (2)CS——片选信号（输入），低电平有效。 (3)ILE——数据锁存允许信号（输入），高电平有效。 (4)WR1——第一信号（输入），低电平有效。该信号与ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和XFER=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1 =1时，为输入寄存器锁存方式。 (5) WR2 ——第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当 WR2=0和XFER=0时,为DAC寄存器直通方式; 当WR2=1和XFER=0时,为DAC寄存器锁存方式。 (6)XFER——数据传送控制信号(输入),低电平有效 。 (7)Iout2——电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大； 为全“0”时输出电流最小。 (8)Iout2——电流输出“2”。 DAC转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。 (9)Rfb——反馈电阻端 既运算放大器的反馈电阻端，电阻（15KΩ）已固化在芯片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，Rfb 即为运算放大器的反馈电阻，运算放大器的接法如图9.3所示。 (10)Vref——基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电 阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V～+10V. (11)DGND——数字地 (12)AGND——模拟地 9.1.2 DAC0832工作方式 DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。 1) 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。 2)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。 3)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。 9.1.3 单缓冲方式的接口与应用 1．单缓冲方式连接 所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个（多位DAC寄存器）处于直通方式，而另一个处于受控锁存方式。 单缓冲方式连接 如图9.3所示。 为使DAC寄存器处于直通方式，应使WR2 =0和XFER=0。为此可把这两个信号固定接地，或如电路中把WR2与WR1相连，把XFER与CS相连。 为使输入寄存器处于受控锁存方式，应把WR1接80C51的WR，ILE接高电平。此外还应把CS接高位地址线或地址译码输出，以便于对输入寄存器进行选择。 图9.3 DAC0832单缓冲方式接口 2．单缓冲方式应用举例 【例9.1】锯齿波电压发生器 在一些控制应用中，需要有一个线性增长的电压（锯齿波）来控制检测过程、移动记录笔或移动电子束等。对此可通过在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，其电路连接图如图9.4所示。 图9.4 用DAC0832产生锯齿波电路 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 执行上述程序就可得到如图9.5所示的锯齿波。 图9.5 D/A 转换产生的锯齿波 几点说明： (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）可通过循环程序段的机器周期数，计算出锯齿波的周期。并可根据需要，通过延