嵌入式DA与AD接口的实验

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1、《嵌入式系统设计与实例开发》（2011-2012学年第2学期）实验报告实验四D/A与A/D接口的试验2.4D/A接口和A/D接口试验一、实验目的1.学习D/A转换原理2.掌握MAX504D/A转换芯片的使用方法3.掌握不带有D/A/的CPU扩展D/A功能的主要方法。4.熟悉ARM本身口帯的八路十位A/D控制器及相应寄存器。5.编程实现ARM系统的A/D功能。6.掌握带冇A/D的CPU编程实现A/D功能的主要方法。二、实验内容学习D/A接口原理，了解实现D/A系统对于系统的软件和硬件要求。阅MAX504芯片

2、文档，掌握其使用方法，编程实现正弦波信号的输出，利用示波器实验输出。学习A/D接口原理，了解实现A/D系统对于系统的软件和峡件要求。阅读ARM芯片文档，学握ARM的A/D相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的A/D相关接II。利用外部模拟信号编程实现ARM循坏采集全部前4路通道，并且在超级终端上显示。三、预备知识1.用ARMSDT2.5或ADS1.2集成开发环境,编写和调试程序的基本过程。2.ARM应用程序的框架结构。3.能够口己完成在LCD上显不指定参量。4.用ARMSDT2.5或ADS1.2集成开发环

3、境,编写和调试程序的基本过程。5.ARM应用程序的框架结构。四、实验设备及工具硬件:ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机PentiumlOO以上、示波器。软件：PC机操作系统win98>Win2000或WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。五、实验原理及说明D/A转换器DA转换器的内部电路构成无太大差异，-•般按输岀是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关（或电压开关）构成。按数

4、字输入值切换开关，产生比例于输入的电流（或电压）。1）电压输出型（如TLC5620）电压输出型DA转换器虽冇直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速DA转换器使用。2）电流输出型（如THS5661A）电流输出型DA转换器很少宜接利用电流输出，人多外接电流一电压转换电路得到电压输出，转换有两种方法：一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流一电压转换，二是外接运算放大器。用负载电阻进行电流一电压转换的方法，虽可在

5、电流输出引脚上出现电压，但必须在规定的输出电压范围内使用，而且山于输出阻抗简，所以一般外接运算放大器使用。此外,人部分CMOSDA转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放人器。当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型相同，这吋由于在DA转换器的电流建立吋间上加入了运算放入器的延迟，使响应变慢。此外,这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。3）乘算型（如AD7533）DA转换器屮有使用恒定基准电压的，也有在基准电压输入上加交

6、流信号的，后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，因阳称为乘算型DA转换器。乘算型DA转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。4）一位DA转换器一位DA转换器与前述转换方式全然不同，它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出，然后用数字滤波器作平均化1何得到一般的电压输出（又称位流方式），用于音频等场合。2.DA转换器的主要技术指标：1）分辩率（Resolution）指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为T）与最大量（对应

7、数字量所有有效位为T'）Z比。2）建立时间（SettingTime）是将一个数字最转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。DA屮常用建立时间来描述其速度，而不是AD屮常用的转换速率。一般地,电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。其他指标还有线性度（Linearity）,转换精度，温度系数/漂移。3.本开发板上使川的MAX504是10位D/A转换器，其特点如下：1）由单个5V电源供电；2）电压输岀缓冲；3）内部2.048V参考电压;4）INI=±2LSB（MAX）；5）电压不随温度变化；

8、6）可变的输出范围：0V〜VDD,VSS^VDD；7）上电复位；8）串行输出。MAX504的管脚定义如表2-23所示。表2-23MAX504的管脚定义PIN名称功能1BIPOIT双级性偏移/增益寄存器2DIN串行数据输入3CLR清零。异步使DAC寄存器所有位数设置为04SCLK串行时钟输入5CS片选，低电平有效6DOIT菊花链串行数据输出7DGND数字地8AGND模拟地9REFIN参考输入10REFOIT参考输出，2.048V