《汇编与接口DA》PPT课件.ppt

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1、第八章数/模转换与模/数转换本章要求：1.了解A/D、D/A转换基本原理，了解模入模出通道的基本组成。2.了解ADC、DAC的性能指标，会根据实际需求和性能指标选择芯片。3.掌握ADC和DAC与微机的接口方法及应用编程。模入模出通道的基本组成：模入通道：以A/D为核心，经传感器、前置放大、滤波、（多路开关）、S/H、A/D、I/O接口；模出通道：以D/A为核心，经输出锁存器、低通滤波圆滑、功放驱动。8.1A/D转换和D/A转换过程图8.3A/D转换和D/A应用实例无论是A/D还是D/A，其理想的输入输出关系都为正比例关系。在转换器

2、应用中，通常采用归一化的表示方法，即将数码表示为满刻度模拟量值的一个分数值。例如数字111经DAC转换为7/8FSR（满刻度值）。数字的最低有效位所对应的模拟值常用LSB表示，其值为½nLSB。图8.23位单级性二进制与转换器的转换关系8．2D/A转换器的输出及性能参数8．2．1数/模转换基本原理D/A转换器是接收数字信号，输出一个与输入数字值成比例的电流或电压信号。1．T型电阻解码网络D/A转换原理图8.8T型电阻解码网络转换电路D/A转换器输出电压VOUT为：2．D/A转换器基本输出电路单极性输出：由放大器的接法可控制反相或同

3、相输出。2．D/A转换器基本输出电路双极性输出：单极性D/A转换器可以转换为双极性的转换器。常用的表示双极性的编码有原码、补码、BCD码和偏移二进制码等几种，但最方便的是偏移二进制码。图8.10D/A转换器偏移二进制码双极性电压输出(P426表8.2数字量与模拟量之间的关系)8．2．2D/A的性能参数和术语1．分辨率(Resolution)分辨率是指最小输出电压V0与最大输出电压V0(2n-1)之比1/（2n-1）。这个参数表明DAC对模拟值的分辨能力，通常用二进制数的位数表示，如分辨率为8位的D/A能给出满量程电压的½8(1/2

4、56)的分辨能力。二进制数的位数越多，分辨率就越高。2．精度(Accuracy)精确是指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误差，分为绝对精度和相对精度。3．线性误差(LinearityError)或称非线性度。指实际转换特性与理想的转换特性之间的偏差，通常以LSB的分数值的形式给出。好的D/A的线性误差不应大于±½LSB。4．建立时间(SettlingTime)在数字输入端发生满量程码的变化以后，D/A的模拟输出稳定到最终值±½LSB时，所需要的时间。目前广泛应用的D/A转换器是集成化的单一芯片，简称DAC。是在基本电阻网络的

5、基础上，在芯片内部加入其它功能单元，如：数据输入锁存器、参考电流源等。但求和单元（输出运算放大器）大都在DAC芯片之外，由用户连接。图8.12D/A芯片简化结构图不同厂家设计生产出多种类型、多功能的D/A芯片。8．3数模转换芯片及接口技术8．3．1DAC0832DAC0832是采用CMOS工艺、R—2R倒T型电阻解码网络和电流输出型8位数/模转换芯片。数字输入端具有双重缓冲功能，可以双缓冲、单缓冲或直接输入，特别适用于要求几个模拟量同时输出的场合，与微处理器接口很方便，1．主要技术指标·分辨率为8位·建立时间为1μs·满刻度误差为

6、±½LSB·增益温度系数为20×10—6/°C·输入TTL电平兼容·功耗为20mW·电流输出型2．DAC0832引脚3．DAC0832内部结构（ILE：输入锁存信号，XFER：传送控制信号。）（1）DAC0832的数字接口及工作方式内部有两个数据缓冲寄存器，可工作在单缓冲或双缓冲方式。当CS、WR1为低电平，ILE为高电平时，输入寄存器的输出Q跟随输入D变化——直通，当这三个控制信号任一个无效，输入数据立刻被锁存。当XFER和WR2都为低时，8位DAC寄存器的输出Q跟随输入D变化——直通，若任一变高，输入数据被锁存。DAC0832

7、的两种工作方式：①双缓冲方式：MPU要对DAC进行两步写操作：第一步，把数据写入输入寄存器；第二步，把输入寄存器的内容写入DAC寄存器。一般接法：ILE固定为高电平，WR1、WR2接MPU的IOW；CS、XFER分别接两个端口的地址译码器。双缓冲方式的优点：DAC0832的数据接收和启动转换可异步进行（D/A转换的同时，进行下一数据的接收，以提高模出通道的转换速率）。更重要的是，多个模出提到可同时进行D/A转换。图8.143个模拟量同时输出连接图②单缓冲方式：使两个寄存器中的任一个处于直通状态，另一个受控于寄存器锁存命令LE。一般

8、是使DAC寄存器处于直通状态，WR2和XFER都接数字地。数据一写入DAC芯片，就立即进行D/A转换，可减少一条输出指令，在不要求多个模出通道同时刷新模拟输出时普遍采用。（2）DAC0832的模拟输出DAC0832的模拟输出为电流形式IOUT1和I