DAC0832中文资料.docx

《DAC0832中文资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DAC0832中文资料.docx（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832 是采样频率为八位的D/A 转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832 芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A 异步输入、同步转换等)。所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图：D/A 转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过 RFB 端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832 逻辑输入满足 TTL 电平，可直接与TTL 电路或微机电路连接。dac0832 应用电路图dac0832应用电

2、路图 :.DAC0832 引脚功能说明：DI0DI7 ：数据输入线， TLL 电平。ILE ：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。CS：片选信号输入线，低电平有效。WR1：为输入寄存器的写选通信号。XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。WR2：为 DAC寄存器写选通输入线。Iout1:电流输出线。当输入全为1 时 Iout1最大。Iout2:电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。Rfb: 反馈信号输入线 , 芯片内部有反馈电阻.Vcc: 电源输入线(+5v+15v)Vref: 基准电压输入线(-10v+10v)AGND:模拟地 , 摸拟信号和基准电源的参考地.DGND:数字地

3、, 两种地线在基准电源处共地比较好.采用 ADC0809 实现 A/D 转换。.（一）D/A 转换器 DAC0832DAC0832 是采用 CMOS 工艺制成的单片直流输出型8 位数 /模转换器。如图 4-82 所示，它由倒 T 型 R-2R 电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压 VREF 四大部分组成。 运算放大器输出的模拟量 V0 为：图 4-82由上式可见，输出的模拟量与输入的数字量 （）成正比，这就实现了从数字量到模拟量的转换。一个 8 位 D/A 转换器有 8 个输入端（其中每个输入端是8 位二进制数的一位），有一个模拟输出端。输入可有28=256 个不同的二进制组态， 输出为

4、256 个电压之一， 即输出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是 256 个可能值。图 4-83 是 DAC0832 的逻辑框图和引脚排列。.图 4-83D0D7 ：数字信号输入端。ILE ：输入寄存器允许，高电平有效。CS：片选信号，低电平有效。WR1：写信号 1，低电平有效。XFER ：传送控制信号，低电平有效。WR2：写信号 2，低电平有效。IOUT1 、IOUT2 ： DAC 电流输出端。Rfb：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。Vref ：基准电压（ -1010V ）。Vcc ：是源电压（ +5+15V ）。AGND ：模拟地NGND ：数字地，可与AGND 接在一起使用。DAC0

5、832 输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。实验线路如图4-84 所示。.图 4-85IN0IN7 ：8 路模拟信号输入端。A1、 A2、 A0 ：地址输入端。 ALE 地址锁存允许输入信号，在此脚施加正脉冲，上升沿有效，此时锁存地址码，从而选通相应的模拟信号通道，以便进行A/D 转换。START ：启动信号输入端， 应在此脚施加正脉冲，当上升沿到达时，内部逐次逼近寄存器复位，在下降沿到达后，开始A/D 转换过程。EOC：转换结束输出信号（转换接受标志），高电平有效。OE：输入允许信号，高电平有效。CLOCK(CP) ：时钟信号输入端，外接时钟频率一

6、般为640kHz。Vcc ：+5V 单电源供电。、Vref(+),Vref(-) ：基准电压的正极、负极。一般Vref(+) 接+5V 电.源， Vref(-) 接地。D7D0 ：数字信号输出端。由 A2 、A1、 A0 三地址输入端选通8 路模拟信号中的任何一路进行A/D 转换。第 10 章模拟接口10.3数/ 模（ D/A）转换器D/A 转换器是接收数字量， 输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量接口。D/A 转换器被广泛用于计算机函数发生器、计算机图形显示以及与 A/D 转换器相配合的控制系统等。10.3.1 D/A转换原理数字量的值是由每一位的数字权叠加而得的。D/A 转换器品

7、种繁多，有权电阻 DAC 、变形权电阻 DAC 、 T 型电阻 DAC 、电容型 DAC 和权电流 DAC 等。为了掌握数 /模转换原理，必须先了解运算放大器和电阻译码网络的工作原理和特点。1. 运算放大器运算放大器有三个特点：开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达10 万。在正常情况下，运算放大器所需要的输入电压非常小。输入阻抗非常大。 运算放大器工作时， 输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极.小。 出阻抗很小，所以，它的 能力非常大。2. 由 阻网 和运算放大器构成的D/A 器利用运算放大器各 入 流相加的原理，可以构成如 10.7所示的、由 阻网

8、和运算放大器 成的、最 的4 位 D/A 器。 中，V 0 是一个有足 精度的 准 源。运算放大器 入端的各支路 待 料的D0，D1，Dn-1 位。各 入支路中的开关由 的数字元 控制，如果数字元为1， 的开关 合；如果数字 0， 的开关断开。各 入支路中的 阻分 R，2R， 4R， 些 阻称 阻。假 ， 入端有4 条支路。 4 条支路的开关从全部断开到全部 合，运算放大器可以得到16 种不同的 流 入。 就是 ，通 阻网 ，可以把0000B1111B 成大小不等的 流，从而可以在运算放大器的 出端得到相 大小不同的 。如果数字 0000B 每次增 1，一直 化到1111B，那么，在 出端就可

9、得到一个 0V 0 幅度的 梯波形。3. 采用 T 型 阻网 的 D/A 器从 10.7 可以看出，在 D/A 中采用独立的 阻网 ， 于一个 8 位二 制数的D/A 器，就需要R，2R，4R，128R 共 8 个不等的 阻，最大 阻阻 是最小 阻阻 的128倍，而且 些 阻的精度要求比 高。如果 的 ，从工 上 起来是很困 的。所以，n 个如此独立 入支路的方案是.不 用的。在 DAC 路 构中，最 而 用的是采用T 型 阻网 来代替 一的 阻网 ，整个 阻网 只需要R 和 2R 两种 阻。在集成 路中，由于所有的 件都做在同一芯片上， 阻的特性可以做得很相近，而且精度与 差 也可以得到解决

10、。图 10.8 是采用 T 型 阻网 的 4 位 D/A 器。 4 位元待 料分 控制 4 条支路中开关的倒向。 在每一条支路中， 如果（ 料 0）开 倒向左 ， 支路中的 阻就接到地； 如果（ 料 1）开关倒向右 ， 阻就接到虚地。所以，不管开关倒向哪一 ，都可以 是接“地” 。不 ，只有开关倒向右 ，才能 运算放大器 入端提供 流。T 型 阻网 中， 点 A 的左 两个 2R 的 阻并 ，它 的等效 阻 R， 点 B 的左 也是两个 2R 的 阻并 ，它 的等效 阻也是 R， ，依次 推， 最后在 D 点等效于一个数.值为 R 的电阻接在参考电压 V REF 上。这样，就很容易算出， C

11、点、 B 点、 A 点的电位分别为 -V REF/2，-V REF/4，-V REF/8。在清楚了电阻网络的特点和各节点的电压之后，再来分析一下各支路的电流值。开关S3，S2，S1，S0 分别代表对应的1 位二进制数。任一资料位Di=1，表示开关Si 倒向右边； Di=0，表示开关 Si 倒向左边，接虚地，无电流。当右边第一条支路的开关S3 倒向右边时，运算放大器得到的输入电流为-V REF/（2R），同理，开关 S2，S1，S0 倒向右边时，输入电流分别为-V REF/（ 4R），-V REF/（8R），-V REF/（ 16R）。如果一个二进制数据为1111，运算放大器的输入电流I=-V

12、REF/（2R）-V REF/（ 4R） -VREF/（8R）-V REF/（ 16R）=-V REF/（2R）（20+2-1+2-2+2-3）=-V REF/（24R）（23+22+21+20）相应的输出电压.V 0=IR 0=-V REFR0（24R）（ 23+22+21+20）将 料推广到n 位， 出模 量与 入数字量之 关系的一般表达式 ：V 0=-V REFR0/ （ 2nR ）（ Dn-12n-1+D n-2 2n-2+ +D 121+D020 ）(Di=1 或 0)上式表明， 出 V0 除了和待 的二 制数成比例外， 和网 阻R、运算放大 器反 阻R0、 准参考 VREF有关。1

13、0.3.2 D/A 器性能参数在 D/A ，主要涉及下面几个性能参数。分辨率。 分辨率是指最小 出 （ 于 入数字量最低位增 1 所引起的 出 增量） 和最大 出 （ 于 入数字量所有有效位全 1 的 出 ）之比，例如， 4 位 DAC 的分辨率 1/(24-1)=1/15=6.67% （分辨率也常用百分比来表示） 。 8 位 DAC 的分辨率 1/255=0.39%。 然，位数越多，分辨率越高。 精度。 如果不考 D/A 的 差， DAC 精度就是分辨率的大小，因此，要 得高精度的 D/A 果，首先要 有足 高分辨率的 DAC 。D/A 精度分 和相 精度， 一般是用 差大小表示。 DAC

14、的 差包括零点 差、漂移 差、增益 差、.噪声和线性误差、微分线性误差等综合误差。绝对转换精度 是指满刻度数字量输入时， 模拟量输出接近理论值的程度。它和标准电源的精度、权电阻的精度有关。相对转换精度指在满刻度已经校准的前提下，整个刻度范围内， 对应任一模拟量的输出与它的理论值之差。它反映了DAC 的线性度。通常，相对转换精度比绝对转换精度更有实用性。相对转换精度一般用绝对转换精度相对于满量程输出的百分数来表示，有时也用最低位（LSB ）的几分之几表示。例如，设 V FS 为满量程输出电压5V ，n 位 DAC 的相对转换精度为0.1%，则最大误差为 0.1%V FS= 5mV ；若相对转换精

15、度为 1/2LSB ，LSB=1/2 n，则最大相对误差为 1/2n+1V FS。非线性误差。 D/A 转换器的非线性误差定义为实际转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差，并以该偏差相对于满量程的百分数度量。 转换器电路设计一般要求非线性误差不大于1/2LSB 。转换速率 / 建立时间。 转换速率 实际是由建立时间来反映的。建立时间是指数字量为满刻度值（各位全为1）时，DAC 的模拟输出电压达到某个规定值（比如，90%满量程或 1/2LSB满量程）时所需要的时间。建立时间 是 D/A 转换速率快慢的一个重要参数。很显然，建立时间越大，转换速率越低。不同型号DAC 的建立时间一般从几个毫微秒到

16、几个微秒不等。若输出形式是电流，DAC 的建.立时间是很短的；若输出形式是电压，DAC的建立时间主要是输出运算放大器所需要的响应时间。10.3.3 DAC0832及接口电路DAC0832 是美国资料公司研制的8 位双缓冲器 D/A 转换器。芯片内带有资料锁存器，可与数据总线直接相连。电路有极好的温度跟随性， 使用了 COMS 电流开关和控制逻辑而获得低功耗、低输出的泄漏电流误差。芯片采用R-2RT 型电阻网络，对参考电流进行分流完成D/A 转换。转换结果以一组差动电流IOUT1 和IOUT2 输出。DAC0832 主要性能参数：分辨率8 位； 转换时间 1s;参考电压 10V ；单电源 +5V

17、+15v ；功耗 20mW。1.DAC0832的结构.DAC0832 的内部结构如图10.9 所示。DAC0832 中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信号为ILE ；第二级锁存器称为DAC 寄存器，它的锁存信号为传输控制信号XFER 。因为有两级锁存器，DAC0832 可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量，这样能有效地提高转换速度。此外，两级锁存器还可以在多个D/A 转换器同时工作时，利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步输出。图 10.9 中 LE 为高电平、CS 和 WR1 为低电平时， LE 1 为高电平，输入寄存器的输出跟随输入而变化；此后，

18、当WR1 由低变高时，LE1 为低电平，资料被锁存到输入寄存器中，这时的输入寄存器的输出端不再跟随输入资料的变化而变化。对第二级锁存器来说， XFER 和 WR2 同时为低电平时，LE 2 为高电平， DAC 寄存器.的输出跟随其输入而变化；此后，当WR2 由低变高时，LE 2 变为低电平，将输入寄存器的资料锁存到DAC 寄存器中。2. DAC0832 的引脚特性DAC0832 是 20 引脚的双列直插式芯片。 各引脚的特性如下：CS 片选信号， 和允许锁存信号 ILE 组合来决定 WR1 是否起作用。ILE 允许锁存信号。WR1 写信号1，作为第一级锁存信号，将输入资料锁存到输入寄存器（此时

19、，WR1 必须和CS 、 ILE 同时有效）。WR2 写信号2，将锁存在输入寄存器中的资料送到DAC寄存器中进行锁存（此时，传输控制信号XFER 必须有效）。XFER 传输控制信号，用来控制WR2 。DI7DI 0 8 位数据输入端。IOUT1 模拟电流输出端1。当 DAC 寄存器中全为1 时，输出电流最大，当DAC 寄存器中全为0 时，输出电流为0。IOUT2 模拟电流输出端2。I OUT1 +IOUT2 =常数。RFB反馈电阻引出端。DAC0832 内部已经有反馈电阻，所以， RFB 端可以直接接到外部运算放大器的输出端。相当于将反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。V REF参考电

20、压输入端。可接电压范围为10V。外部标准电压通过V REF 与 T 型电阻网络相连。V CC芯片供电电压端。 范围为 +5V+15V ，最佳工作状态.是 +15V 。AGND 模拟地，即模拟电路接地端。DGND 数字地，即数字电路接地端。3.DAC0832的工作方式DAC0832 进行 D/A 转换，可以采用两种方法对数据进行锁存。第一种方法 是使输入寄存器工作在锁存状态，而DAC 寄存器工作在直通状态。具体地说，就是使WR2 和 XFER 都为低电平，DAC 寄存器的锁存选通端得不到有效电平而直通；此外，使输入寄存器的控制信号ILE 处于高电平、 CS 处于低电平，这样，当 WR1 端来一个

21、负脉冲时，就可以完成1 次转换。第二种方法 是使输入寄存器工作在直通状态，而DAC 寄存器工作在锁存状态。就是使WR1 和 CS 为低电平，ILE 为高电平，这样，输入寄存器的锁存选通信号处于无效状态而直通；当 WR2 和XFER 端输入 1 个负脉冲时，使得DAC 寄存器工作在锁存状态，提供锁存数据进行转换。根据上述对DAC0832 的输入寄存器和DAC 寄存器不同的控制方法， DAC0832 有如下 3 种工作方式：单缓冲方式。 单缓冲方式是控制输入寄存器和DAC 寄存器同时接收资料，或者只用输入寄存器而把DAC 寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。

22、.双缓冲方式。 双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC 寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个D/A 转换同步输出的情节。直通方式。 直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即WR1 ，WR2 ， XFER ， CS 均接地， ILE接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路，不过在使用时，必须通过另加I/O 接口与 CPU 连接，以匹配 CPU 与 D/A 转换。4.DAC0832的外部连接DAC0832 的外部连接线路如图10.10 所示。5. DAC0832 的应用举例DAC0832 实现一次 D/A 转换，可以采用下面程序段。设定要转换的数据放在1000H

23、 单元中。MOVBX,100HMOVAL,BX;取转换资料.MOVDX,PORTA;PORTA 为 D/A 转换器端口地址OUTDX,AL在实际应用中， 经常需要用到一个线性增长的电压去控制某一个检测过程，或者作为扫描电压去控制一个电子束的移动。执行下面的程序段，利用D/A 转换器产生一个锯齿波电压，实现此类控制作用。MOVDX,PORTA;PORTA 为 D/A 转换器端口地址MOVAL,OFFH;置初值ROTAT ： INCALOUTDX,AL;往 D/A 转换器输出资料CALLDELP;调用延迟子程序JMPROTATDELY:MOVCX, DATA;置延迟常数DATADELY1: LOO

24、P DELY1RET如果需要一个负向的锯齿波，只要将指令INC AL 改成 DECAL 就可以了。从两个不相关的文件中输出一批X-Y 资料，驱动X-Y 记录仪，或者控制加工复杂零件的走刀（X 轴）和进刀（ Y 轴）。这些在控制过程中是很有用的。下面程序驱动X-Y 记录仪的 100点输出，并用软件驱动记录仪的抬笔和放笔控制。.MOVSI, XDATA;X 轴资料指针 SIMOVDI, YDATA;Y 轴资料指针 DIMOVCX, 100WE0 ： MOVAL,SIOUTPORTX, AL;往 X 轴的 D/A 转换器输出资料MOVAL ，DIOUTPORTY ，AL;往 Y 轴的 D/A转换器输出资料CALLDELY1;调延迟子程序1，等待笔移动MOVAL ，01HOUTPORTM ，AL;输出升脉冲， 控制笔放下CALLDELY2;调延迟子程序2，等待完成MOVAL ，00HOUTPORTM ，AL;输出降脉冲， 控制笔抬起CALLDELY2;调延迟子程序2，等待完成INCSIINCDI.LOOPWE0HLTDELY1 ：RETDELY2 ：RETXDATADB YDATADB .