第19讲 数模转换.ppt

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1、第19讲模/数转换19.1数/模转换器概述19.2数/模转换器与单片机的接口19.3数/模转换器的应用19.1数/模转换器概述数/模转换器，D/A转换器：能够把数字信号转换成模拟信号的器件称为数/模转换器（DAC，DigitaltoAnalogConverter）。DAC（数/模转换器）是将数字量转换成相应的模拟量，每一个数字量都是二进制代码的按位组合，每一位数字代码都有一定的“权”，“权”对应着一定大小的模拟量。为了将数字量转换成模拟量，应将其每一位转换成相应的模拟量，然后求和即得到与数字量成正比的模拟量。D/A转换器是单片机应用系统与外部模拟对象

2、的一种重要控制接口：单片机输出的数字信号必须经过D/A转换器，变换成模拟信号后，才能对控制对象进行控制。这就涉及到D/A转换的接口问题。在设计D/A转换器与单片机接口之前，一定要根据D/A转换器的技术指标选择D/A转换器芯片。返回本节19.1数/模转换器概述D/A转换器的主要技术指标：分辨率和建立时间分辨率：建立时间：是描述D/A转换速率快慢的一个重要参数超高速<100ns较高速100ns-1us高速1-10us中速10-100us低速>100us返回本节19.1数/模转换器概述D/A转换器芯片的种类：按输入数字量的位数分:8位(DAC08xx)、1

3、0位(DAC10xx)、12位(DAC12xx)、16(DAC708/709)位等按输入的数码形式分：二进制码、BCD码等按传送数字量的方式分：并行式和串行式按输出形式分：电流输出和电压输出（单极性电压输出和双极性电压输出）从与单片机接口分：带输入锁存器和不带输入锁存器两类。返回本节19.2数/模转换器与单片机的接口D/A转换器与单片机接口主要涉及到：1、数据线的连接2、地址线的连接3、控制线的连接返回本节19.2数/模转换器与单片机的接口1、数据线的连接（1）位数：当高于8位的D/A转换器与8位数据总线的MCS51单片机接口时，单片机必须分时输出，

4、必须考虑数据分时传送的格式和输出电压的“毛刺”问题；（2）D/A转换器的内部结构：D/A转换器内部没有锁存器时，必须在单片机和D/A转换器之间增设锁存器和I/O接口；（3）最简单、最常用的连接是8位带锁存器的D/A转换器与8位单片机接口，一一对应即可。返回本节19.2数/模转换器与单片机的接口2、地址线的连接（1）一般的D/A转换器只有片选信号，没有地址线。这时，单片机的地址线采用全译码或部分译码，经译码器的输出控制片选信号。也可由某一位I/O线来控制片选信号。（2）也有少数的D/A转换器有少量的地址线用于选中片内独立的寄存器或选择输出通道，单片机的

5、地址线与D/A转换器的地址线对应连接。返回本节19.2数/模转换器与单片机的接口3、控制线的连接就控制线来说，D/A转换器主要有片选信号、写信号及启动转换信号等，一般由单片机的有关引脚或译码器提供。一般来说，写信号多由单片机的控制；启动信号常为片选信号和写信号的合成。返回本节19.3数/模转换器的应用串行输入方式的DAC占用单片机I/O口的资源较少，如果系统中对DAC的时间要求不是很高，一般可以采用串行输入的DAC。TLC5615是一种兼容SPI和MicroWire串行总线接口的CMOS型的10位DAC，它带有缓冲基准输入（高阻抗）的电压输出数字/模

6、拟转换器（DAC）。返回本节19.3数/模转换器的应用1.TLC5615外形及功能引脚功能TLC5615的外形封装如图所示，引脚功能如下。(1)DIN:串行数据输入端。(2)SCLK：串行时钟输入端。(3):片选端，低电平有效。(4)DOUT:用于菊花链的串行数据输出。(5)AGND：模拟地。(6)REFin:基准输入端。(7)OUT:DAC模拟电压输出端。(8)Vcc：正电源端。返回本节TLC5615的外形封装12348765TLC5615DINSCLKDOUTVccOUTREFinAGND19.3数/模转换器的应用2.TLC5615的内部结构及工

7、作原理TLC5651它由16位转换寄存器、控制逻辑、10位DAC寄存器、上电复位、DAC、外部基准放大器、基准电压倍增器等部分组成。TLC5651通过固定增益为2的运放缓冲电阻串接网络，把10位数字数据转换成模拟电压。上电时，内部电路把10位DAC寄存器复位至0，其输出具有与基准相同的极性。返回本节19.3数/模转换器的应用（1）数据输入由于DAC是12位寄存器，所以在写入10位数据后，最低2位写入2个“0”。（2）输出缓存器输出缓存器具有满电源电压输出，它带有短路保护并能驱动有100pF负载电容的2kΩ负载。（3）外部基准外部基准电压输入经过缓冲，

8、使得DAC输入电阻与代码无关。因此，REFin的输入电阻为10MΩ，输入电容典型值为5pF,它们与输入代码无