单片机原理及应用AD和DA转换器接口.ppt

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1、A/D和D/A转换器接口A/D及D/A转换器的性能指标分辨率（Resolution）分辨率是指A/D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。转换精度（ConversionAccuracy）转换精度指满量程时ADC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。量程(满刻度范围——FULLScaleRange)量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具有10V的单极性范围或-5～+5V的双极性范围。则它们的量程都为10V。满刻度只是个名义值，实际的A/D，D/A转换器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。例如12位

2、的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大输出值为:A/D转换器的主要技术指标线性度（Linearity）线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移差。转换时间（ConversionTime）从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代码所需的时间称为转换时间，转换时间与转换器工作原理及其位数有关，同种工作原理的转换器，通常位数越多，其转换时间越长。D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的主要技术指标与A/D转换器基本相同，只是转换时间的概念略有不同，D/A转换器的转换时间又叫建立时间，它是指当输入的二进制代码从最小值突然跳变至

3、最大值时，其模拟输出电压相应的满度跳跃并达到稳定所需的时间。一般而言，D/A的转换时间比A/D要短得多。DAC芯片类型及接口方法各种类型的DAC芯片都具有数字量输入端和模拟量输出端及基准电压端。数字输入端有以下几种类型：①无数据锁存器，②带单数据锁存器，③带双数据锁存器，④可接收串行数字输入。第1种在与单片机接口时，要外加锁存器，第2种和第3种可直接与单片机接口，第4种与单片机接口十分简单，接收数据较慢，适用于远距离现场控制的场合。模拟量输出有两种方式：电压输出及电流输出。电压输出的DAC芯片相当于一个电压源，其内阻很小，选用这种芯片时，与它匹

4、配的负载电阻应较大。电流输出的芯片相当于电流源，其内阻较大，选用这种芯片时，负载电阻不可太大。在实际应用中，常选用电流输出的DAC芯片实现电压输出，如图所示无内部数据锁存器的DAC芯片，尤其是分辩率高于8位的DAC芯片，在设计与8位单片机接口时，要外加数据锁存器作为缓冲器。下图是一种单缓冲器接口。在10位DAC芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存10位数据中的低8位，锁存器B锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数据到锁存器A，后输出高2位数据到锁存器B。设锁存器A和锁存器B的地址分别为002CH和002DH，则执行下列指令

5、后完成一次D/A转换：MOVDPTR，#002CHMOVA，#DATA8MOVX@DPTR，A；输出低8位INCDPTRMOVA，#DATA2MOVX@DPTR，A；输出高2位这种接口存在一个问题，就是在输出低8位数据和高2位数据之间，会产生“毛剌”现象，如图3.3(b)所示。假设两个锁存器原来的数据为0001111000，现在要求转换的数据为0100001011，新数据分两次输出，第一次输出低8位，这时DAC将把新的8位数据的与原来数据的高2位一起组成0000001011转换成输出电压，而该电压是不需要的，即所谓“毛刺”。避免产生毛刺的方法之

6、一是采用双组缓冲器结构，如下图所示。单片机先把低8位数据选通输入锁存器1中，然后将高2位数据选通输入锁存器3中，并同时选通锁存器2，使锁存器2与锁存器3组成10位锁存器向DAC同时送入10位数据由DAC转换成输出电压。当地址如图中所示时，执行以下程序完成一次D/A转换：MOVDPTR，#6000HMOVA，#DATA8MOVX@DPTR，A；输出低8位数据INCDPTRMOVA，#DATA2MOVX@DPTR，A；输出高2位,并同时输出10位数据典型D/A转换器芯片DAC0832及接口DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从+5

7、V～+15V均可正常工作，基准电压的范围为±10V，电流建立时间为1µs，CMOS工艺，低功耗20mm。其内部结构由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成。DAC0832的内部结构DAC0832是典型的带内部双数据缓冲器的8位D/A芯片。图中LE是寄存命令，当LE=1时，寄存器输出随输入变化，当LE=0时，数据锁存在寄存器中。当ILE端为高电平，CS与WR1同时为低电平时，使得LE1=1；当WR1变为高电平时，输入寄存器便将输入数据锁存。当XFER与WR2同时为低电平时，使得LE2=1，DAC寄存器的输出随寄存器的输

8、入变化，WR2上升沿将输入寄存器的信息锁存在该寄存器中。DAC0832的工作方式DAC0832利用WR1、WR2、ILE、XFER控制信号可以构成三种