单片机实用技术 教学课件 作者 陶春鸣 07.ppt

第7章 A/D和D/A转换器 7.1 D/A转换器 7.1.1 D/A转换器的原理 7.1.2 D/A转换器的性能指标 7.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832 D/A转换的一般工作原理: 常用电阻分压/分流来实现D/A转换。 D/A转换器将数字信息转换成与数值成正比的电压/电流。有权电阻解码网络与 T型解码网络两种构建方法,又以T型解码网络最为常用。 权电阻解码网络简单。但随着D/A转换的位数增加，权电阻值跨度增大，在集成电路中难于实现。 T 型解码网络电阻数量大一倍。但电阻值归一化程度高,容易集成，精度高。应用最为普遍。 T型解码网络 深度负反馈条件下,运放的“虚短特性”: Vd ? 0 ,(因开环增益极大,输入端之间压差极小) Ii ? 0 ,(因输入阻抗极大,输入电流极小) 从而: 由节点向下看去阻值均为2R 由节点向下向右看去阻值均为R 每个2R支路的电流均为上一支路的1/2： I7 = (Vref/2R) I6 = (Vref/2R)/2 I5 = (Vref/2R)/4 ………… I0 = (Vref/2R)/128 开关控制电路:“0”值将开关打到地；“1”值将开关接通Vref l分辨率（Resolution）辨率是指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。 l转换精度（Conversion Accuracy）指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。 l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。 l线性度（Linearity）线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。 7.1.3 典型的D/A转换器芯片DAC0832 lDAC0832内部结构 DAC0832内部由三部分电路组成（如下图所示）。 “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）。 8位D/A，分辨率=Vref/256 CMOS低功耗器件，+5～+15V，单电源供电 电流输出型器件(需外接运放) 具有双缓冲控制输出 采用T型电阻解码网络结构 参考电压源，-10～+10V D0—D7：8位数字量输入端 /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： 数据传送控制信号 Iout1： 电流输出端1 Iout2： 电流输出端2 Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源,-10~+10V DGND： 数字量地 AGND： 模拟量地 Vcc: +5～+15V单电源供电端 7.2 MCS-51单片机和D/A转换器的接口 7.2.1 DAC0832的应用 7.2.2 MC5-51单片机和8位DAC的接口 7.2.3 MCS-51单片机和12位DAC的接口 直通方式 DAC0832的内部有两个起数据缓冲器作用的寄存器，分别受 和 控制。如果使二者都为高电平，则D7～D0上的信号可直通地到达8位DAC寄存器，进行D/A转换。直通方式下工作的DAC0832常用于不带微机的控制系统。 单缓冲方式 所谓的单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式，而另一个处于受控的锁存方式。在实际应用中，如果只有一路模拟量输出，或虽有几路模拟量但并不要求同步输出的情况下，可采用单缓冲方式。 双缓冲方式 所谓双缓冲方式，就是把DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。 产生矩形波 LL:MOV A，#00H ;低电平 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX @DPTR,A ;送转换 LCALL DMS1 ;低宽度 MOV A，#0FFH ;高电平 MOVX @DPTR,A ;送转换 LCALL DMS2 ;高宽度 SJMP LL 产生锯齿波 MOV A，#00H ;起始值 MOV DPTR,#0FEFFH MM：MOVX @DPTR,A ;送转换 INC A NOP NOP NOP ;决定坡度 SJMP MM DAC1208 7.3.1 逐次逼近式A/D转换器的工作原理 7.3.2 A/D转换器的性能指标 7.3.3