典型DA转换DAC0832芯片.ppt

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1、1,四、典型D/A转换DAC0832芯片,8位并行、中速(建立时间1us)、电流型、低廉(1020元), 引脚和逻辑结构 DAC0832与微机系统的连接 应用举例,2,1. 引脚和逻辑结构 20个引脚、双列直插式,3,V cc 芯片电源电压, +5V+15V VREF 参考电压, -10V+10V RFB 反馈电阻引出端, 此端可接运算放大器输出端 AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地,4,DI7 DI0 数字量输入信号 其中: DI0为最低位，DI7为最高位,5,8位 DAC 寄存器,8位 D/A 转换器,VREF,IOUT2,RFB,AGND,VCC,DGND,DI7DI0,LE,I

2、OUT1,LE,CS,WR1,WR2,ILE,&,&,&,8位 输入 寄存器,RFB,0 0,1,1,6,XFER 转移控制信号，低电平有效 WR2 写信号2，低电平有效,7,8,2. DAC0832与微机系统的连接,1)单缓冲工作方式 一个寄存器工作于直通状态， 另一个工作于受控锁存器状态 2)双缓冲工作方式 两个寄存器均工作于受控锁存器状态，,9,1)单缓冲工作方式 : 一个寄存器工作于直通状态， 一个工作于受控锁存器状态,在不要求多相D/A同时输出时，可以采用单缓冲方式， 此时只需一次写操作，就开始转换， 可以提高D/A的数据吞吐量。,10,单缓冲工作方式 : 输入寄存器工作于受控状态

3、DAC寄存器工作于直通状态,11,转换一个数据的程序段： MOV AL, data ;取数字量 MOV DX, port OUT DX, AL,D/A 转换,IOUT2,DI7DI0,LE,IOUT1,LE,ILE,&,&,输入 寄存,RFB,-,+,Vo,IOW,A9A0,D7D0,+5V,PC总线,port,地址 译码,DAC 寄存,12,单缓冲工作方式 : 输入寄存器工作于直通状态 DAC寄存器工作于受控状态,13,PC 总线I/O写时序,A15A0,CLK,IOW,T4,T1,T2,T3,Tw,D7D0,port,转换一个数据的程序段： MOV AL, data ;取数字量 MOV D

4、X, port OUT DX, AL,IOUT2,DI7DI0,LE,CS,WR1,ILE,&,输入 寄存,Vo,D7D0,+5V,PC总线,port,WR2,IOW,A9A0,XFER,D/A 转换,LE,IOUT1,RFB,-,+,DAC 寄存,地址 译码,&,14,2) 双缓冲工作方式: 两个寄存器均工作于受控锁存器状态,15,转换一个数据的程序段： MOV AL, data ;取数字量 MOV DX，port1 OUT DX, AL ;打开第一级锁存 MOV DX, port2 OUT DX, AL ;打开第二级锁存,16,当要求多个模拟量同时输出时，可采用双重缓冲方式。,17,cod

5、e SEGMENT ASSUME CS: code, DS:code datav1 DB 11h, 12h, 13h, 14h, 15h, 16h, 17h, 18h, 19h, 1Ah datav2 DB 21h, 22h, 23h, 24h, 25h, 26h, 27h, 28h, 29h, 2Ah start: MOV AX, code MOV DS, AX LEA SI, data_v1 LEA BX, data_v2 MOV CX, 10 next: MOV AL, SI ;取V1的数据 OUT port1, AL ;打开第一片0832第一级锁存 MOV AL, BX ;取V2的数据

6、 OUT port2, AL ;打开第二片0832第一级锁存 OUT port3, AL ;打开两片0832的第二级锁存 INC SI INC BX LOOP next MOV AH, 4CH INT 21H code ENDS END start,编程 ：利用上图，将datav1和datav2处的两组数据， 一一对应转换成模拟量同时输出。,18,3. 应用举例(调幅）,例1 连线如图，计算当数字量为0CDH时的输出Vo。,转换一个数据的程序段： MOV AL, 0CDH MOV DX，port1 OUT DX, AL MOV DX, port2 OUT DX, AL,19,调幅分析： 当数字

7、量为0FFH=255时， IOUT1 = Vo = - IOUT1 RFB= -,20,注意： Vo的输出与参考电压VREF、 以及输出的连接方法（同相还是反相）有关。,21,例2 利用上例连线图，编程输出一锯齿波。,22,CDH,23,实际输出的波形图,24,第三节 模/数转换器 一、A/D 转换器的基本原理(自学) 二、A/D转换器的技术指标(自学) 三、A/D转换器及其连接 四、典型A/D转换器,25,一、A/D 转换器的基本原理（自学）,A/D转换器,26,27,C为计数器控制端： C=1，开始计数； C=0，停止计数。,计数式A/D转换由8位D/A转换器、8位计数器和比较器组成。,8

8、位,计数器,D,7,-D,0,8位,D/A,转换器,A,-,+,CLK,EOC,S,开始转换,转换结束,C,比较器,V,i,V,0,CLR,模拟输入电压,D/A转换器输出电压,数字量输出D0D7,计数时钟,S=0，使8位计数器清“0”， S=1，使计数器准备计数。,28,启动信号S： S端 ：使8位计数器清“0”， S端 ： 计数器准备计数。 8位D/A转换器：数字量00H 0V电压输出Vo。 当ViVo时， C=1, 计数器从0开始计数， 只要ViVo ，C=1，计数器不断计数， 当VoVi时, C=0，计数器停止计数。 D7-D0为Vi所对应的数字量。实现了A/D转换。 C的 表示A/D转

9、换结束， 可以作为中断请求信号或作为查询用。,29,计数式A/D转换时间图,30,双积分式A/D转换 积分法A/D转换种类： 双斜率、单斜率、多斜率三种。 仅介绍双斜率法（又称为双积分法）。 双积分式A/D转换器组成： 积分器A1； 零电压比较器A2； 计数器； 控制逻辑； 标准电压等。,31,双积分式A/D转换,32,A/D转换通过采样和测量进行二次积分来完成的。 工作过程如下：采样和测量 计数器清“0”， 启动脉冲将开关S2 瞬时接通，积分器A1输出Vo1=0V， 采样： 开关S1 接通模拟输入VX，S2 断开，积分器（V x为负) 进行正向积分，采样开始, 积分器Vo1稍高于地几个毫伏，

10、比较器A2输出 1，计数器开始计数， 计数器产生溢出，计数器各位清“0”，采样结束。,双积分式A/D转换,测量： 将S1 倒向标准电压VN，测量开始， VN为正电压，进行反向积分。 Vo1高于地电位，比较器输出为1，计数器又开始计数，直到Vo1=0为止， 输出A/D结束信号。,33,采样阶段的正向积分。 设正向积分时间为T1，则积分输出: V01= - = - = 当t=t2 时，v01m= T1,34,分析测量阶段反向积分: 设反向积分时间为T2，则: v01=v01m+ - Ndt 当t=t3 时，v01=0，所以 0= v01m- Ndt 即 = NT2, T2=T1 /vN 若计数时钟

11、频率为f，则根据计数N可以求得计数时间T。 T 1=N 1 /f , T 2=N 2 /f . N1，VN 已知， N2 =N1 N N2 , N2就为A/D转换结果。,35,逐次逼近式A/D转换,逐次逼近式A/D转换是用得最多的一种方法。 组成： 8位D/A转换器、比较器、控制逻辑，逐次逼近寄存器. 工作过程： 从最高位开始通过试探值逐次进行测试， 直到试探值经D/A转换器输出Vo与VX相等或达到允许误差范围为止。则该试探值就为A/D转换所需的数字量。,36,逐次逼近式A/D转换工作原理图,37,逐次逼近式A/D转换,38,如：实现模拟电压4.80V相当于数字量123的AD转换. 具体过程如

12、下： 当出现启动脉冲 时，逐次逼近寄存器清“0”； 当第一个 T1 到来，逐次逼近寄存器 最高位D7置“1”， 8位D/A转换器输入为10000000B， 输出Vo为满度的一半5V，即满量值的128/255。 若VoVi，比较器输出低电平， 控制电路使逐次逼近寄存器最高位D7置“0”(反之，置“1”)；,39,当第二个 到来，逐次逼近寄存器D6位置“1”， D/A转换器的数字量输入为01000000B， 输出电压为2.5V，VoVi，比较器输出高电平， 将D6位的“1”保留(否则，将D6位置“0“)； 第三个 T3 时钟脉冲来，又将D5位置“1” 重复上述过程直到D0位置“1”，再与输入比较。

13、 经过8次以后， 逐次逼近寄存器中得到的数字量就是转换结果。 过程用下表表示。,T2,40,逐次逼近式A/D转换,41,比较三种A/D转换方式,计数式A/D转换速度慢，价格低，适用于慢速系统； 双积分式A/D转换分辨率高，抗干扰性好，但转换速度较慢， 适用于中速系统。 逐次逼近型A/D转换精度高、转换速度快、易受干扰。 微机系统中大多数采用逐次逼近型A/D转换方法。,42,二、A/D转换器的技术指标(自学),1. 分辨率 2. 转换精度 3. 转换时间和转换率,43,1分辨率 指A/D转换器所能分辨的最小模拟输入量， 或指转换器满量程模拟输入量被分离的级数。,在ADC中，模拟量和数字量之间不是

14、一一对应的关系,44,A/D 分辨率通常用能转换成的数字量位数表示。 如：8位A/D转换器的分辨率为8位。 10位A/D转换器的分辨率为10位。,45,2转换精度 指在输出端产生给定的数字量， 实际输入的模拟值与理论输入的模拟值之间的偏差。 反应ADC的实际输出接近理想输出的精确程度。,由于在一定范围内的模拟值产生相同的数字量， 取该范围内的中间模拟值计算。,46,常用数字量最低有效位 LSB 对应模拟量的几分之几表示。,在此基准上定义ADC精度:,47,3转换时间和转换率 转换时间指完成一次A/D转换所需的时间， 从启动信号开始到转换结束，得到稳定数字量的时间。,转换率是转换时间的倒数。,4

15、8,三、A/D转换器及其连接,1. A/D转换器分类 2. A/D转换器与系统的连接,49,1. A/D转换器分类,按工作原理分 按输入方式分 按输出方式分 按性能特点分 按输出是否带三态缓冲分,50,按模拟量输入方式分 单极性ADC、双极性ADC,按数字量输出方式分 并行ADC、串行ADC,按工作原理分 计数式ADC、 双积分式ADC 逐次逼近式ADC、并行式ADC,51,按性能特点分 按分辨率分 4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位、 、 、 按转换速度分 低速、中速、高速、超高速 （转换时间分别为1s、1ms、1us、1ns） 按转换精度分 低精度、中精度、高精度、超高精度,

16、52,按输出是否带三态缓冲分 带可控三态缓冲ADC 如： ADC0809 不带可控三态缓冲ADC 如： AD570、ADC1210,53,54,55,56,注意A/D转换器允许输入的模拟值范围, 不要超出范围, 为充分发挥A/D转换器的分辨率，输入量应与转换量程相称。, 模拟量输入信号,例如 某A/D转换的范围为 010V, 输入的模拟信号为05V， 则应将输入信号放大2倍，再送入A/D 进行转换。,57,58,输出不带可控三态缓冲器的ADC,59,输出带可控三态缓冲器的ADC,60,输出数字量位数超过微机数据总线的ADC,?,ADC的转换结果不能一次进入CPU，需按字节分多次读取。,61,读

17、取转换结果到buffer中: IN Al, port_L MOV buffer, AL IN AL, port_H MOV buffer+1, AL,62, A/D转换启动信号,63,对一个连续的模拟信号进行A/D转换时， 在一个数据转换完成之后，应再发启动信号， 开始下一个数据的转换。,而A/D芯片，每进行一次数据转换， 均受启动信号控制，在启动信号有效之后， 才开始一次A/D转换，得到一个数字量。,64,A/D启动信号的形式有电平启动和脉冲启动,脉冲启动 对脉冲启动的 ADC， 如ADC0804、ADC0809、ADC1210 可用CPU执行输出指令时发出的片选信号和写信号组合得到,65,电平启动 对电平启动的ADC，如AD570、AD571、AD572， 该信号必须保持到A/D转换结束，中途不能撤除； 否则会停止转换，得到错误结果。 CPU可通过并行接口对ADC芯片发电平形式的启动信号。,66, 转换完成EOC信号,67,将A/D芯片看作一个输入设备， CPU可采用下列 四种方法，读取A/D的转换结果：,程序延时方式（同步方式） 程序查询方式 中断方式 等待方式,68,程序延时方式（同步方式）,程序延时方式下， 硬件连线上未利用转换完成信号,69,程序查询方式,70,程序查询方式流程,71,中断方式,72,73,74,等待方式,75,76,77,78,