《模数和数模转换》PPT课件

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1、第十一章模数和数模转换在工业生产和自动控制领域，常常采用微机进行实时控制和数据处理。微机采集的外部信号和被控对象的参数通常是一些在时间和数值方面都是连续变化的模拟量，而微机通常只能接收和处理“0”、“1”这样的数字量，因此必须把这些模拟量转换成数字量，以便微机接收处理。微机处理的结果仍然是数字量，而大多数被控对象的执行机构不能直接接收数字量信号，所以必须将微机处理后的数字信号再转换为模拟信号，有时还需要功率放大，才能去控制和驱动执行机构，达到控制的目的。将模拟量转换为数字量的过程称为模/数（A/D）

2、转换，完成这一转换功能的器件称为模/数转换器（简称ADC）。将数字量转换为模拟量的过程称为数/模（D/A）转换，完成这一转换功能的器件称为数/模转换器（简称DAC）。§11.1D/A转换器D/A转换的基本功能是将一个用二进制表示的数字量转换成相应的模拟量。⒈分辨率（Resolution）表示DAC对微小模拟信号的分辨能力，它是数字量的最低有效位(LSB)所对应的模拟值。,n为二进制数的位数12n-1分辨率=一、D/A转换的主要技术指标可见，输入数字量位数越多，分辨率越高。所以，除上面公式外，在实际应

3、用中，也常用字量的位数表示D/A转换器的分辨率。⒉精度（Accuracy）表明D/A转换的精确程度，一般用误差大小表示。它取决于构成转换器的各个部件的误差和稳定性。精度可分为绝对精度和相对精度。⒊线性误差（Linearityerror）实际输出偏离理想线性特性的最大误差与满量程之比的百分数。由非线性而带来的误差。理想的（即线性的）转换特性应是相邻两个数字量之间的差为1LSB。⒋建立时间（SettingTime）也称稳定时间，是指从数字输入到稳定输出模拟电流的时间。二、D/A转换基本原理基本思想：由于

4、构成数字代码的每一位都有一定的“权重”，因此为了将数字量转换成模拟量，就必须将每一位代码按其“权重”转换成相应的模拟量，然后再将代表各位的模拟量相加，即可得到与该数字量成正比的模拟量，这就是构成。n=4位数据:00000V11115V分辨率:5V/15=0.333V/每1个最低有效位n=8位数据:000000000V111111115V分辨率:5V/255=0.0196V/每1个最低有效位例如：010122+20=5×0.333V=1.67V数字量模拟量基本原理：对于有权码，先将每位代码按其权的大小

5、转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字/模拟转换。0123456001010011100101110111D/A转换器DDD01n-1...vo输入输出vo/VD000§11.2DAC0832DAC0832是美国国家半导体公司采用CMOS工艺生产的8位D/A转换集成电路芯片。它具有与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等特点，因而得到了广泛的应用。一、DAC0832的引脚与结构ADC0832的内部结构：DAC0832采用8位输入寄存器和8位DAC寄

6、存器二次缓冲方式，这样可以在D/A输出的同时，送入下一个数据，以便提高转换速度。当输入寄存器的数据送入DAC寄存器后，D/A转换器便开始转换，这两个寄存器有两个锁存信号/LE1和/LE2，当它们为1时，数据能存入寄存器，当它们为0时，数据不能存入寄存器。DI7DI0——D/A转换器的数字量输入引脚。其中DI0为最低位，DI7为最高位。CS——片选信号输入端，低电平有效。WR1——输入寄存器的写信号，低电平有效。ILE——输入寄存器选通信号，高电平有效。XFER——从输入寄存器向DAC寄存器传送D/

7、A转换数据的控制信号，低电平有效。WR2——DAC寄存器的写信号，低电平有效。VCC——芯片电源，其值可在+5+15V之间选取，典型值取+15V。AGND——模拟信号地。DGND——数字信号地。RFB——内部反馈电阻引脚，用来外接D/A转换器输出增益调整电位器。VREF——D/A转换器的基准电压，其范围可在−10+10V内选定。该电压精度直接影响着D/A转换精度。IOUT1——D/A转换器输出电流1，当输入全1时，输出电流最大，约为；当输入为全0时，输出电流最小，即为0。IOUT2——D/A转换

8、器输出电流2，它与IOUT1有如下关系：IOUT1+IOUT2=常数D/A转换没有形式上的启动信号。实际上将数据写入第二级寄存器的控制信号就是D/A转换器的启动信号。另外，它也没有转换结束信号，D/A转换的过程很快，一般还不到一条指令的执行时间。ILE信号和CS、WR1共同控制选通输入寄存器。当CS、WR1均为低电平，而ILE为高电平时，LE1=0，输入数据被送至8位输入寄存器的输出端；当上述三个控制信号任一个无效时，LE1变高，输入寄存器将数据锁存，输出端呈保持状态