文档介绍：第九章 D/A、A/D转换器
主要内容:
模拟量输入输出通道的组成
D/A转换器的工作原理、连接及编程
A/D转换器的工作原理、连接及编程
00101101
10101100
工
业
生
产
过
程
传感器
放大
滤波
多路转换
&
采样保持
A/D
转换
放大
驱动
D/A
转换
输出
接口
微
型
计
算
机
执行机构
输入
接口
物理量
变换
信号
处理
信号
变换
I/O
接口
输入通道
输出通道
概述
数/模(D/A)和模/数(A/D)转换技术主要用于计算
机控制和测量仪表中。典型的闭环实时控制系统为:
D/A转换器芯片及其接口
D/A转换原理与技术指标
一、 D/A转换器的工作原理
数字量是由一位一位的数位组成的,每个数位都代表一定的权。D/A转换时,就是把一个数字量的每一位代码按权的大小转换为相应的模拟量分量,然后用线性叠加原理将各位代码对应的模拟输出量相加,其和就是与数字量成正比的模拟量。
在实现时,通常采用T型网络实现数字量往模拟电流的转换,再利用运算放大器来完成模拟电流到模拟电压的转换。
Rf
模拟开关
电阻网络
VO
数字量
∑
Vref
权电阻网络:
2R
4R
8R
16R
32R
64R
128R
256R
Vref
Rf
VO
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
如果有八个输入端,每个输入端由一个开关Si控制,Si=1
表示Si合上,Si=0表示Si断开,则有
R-2R T型电阻网络:
D0
D1
Dn-3
Dn-2
Dn-1
UO= –(Dn-1 2n-1+Dn-2 2n-2+…+D121+D020)
UREFRf
2n R
= – UREF
2n
D
二、D/A的主要技术指标
是指最小输出电压( 对应的输入二进制数为1 )与最大
输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。
例如十位数模转换器的分辨率为:
分辨率=1/(2n-1)
实际输出值与理论值之间的最大偏差。
从数字输入到模拟量稳定输出的时间称为转换速度。
1
210-1
≈
分辨率:
转换精度:
转换速度:
可用输入数字量的位数来表示,如8位、10位等。
:
DAC0832转换器芯片
D0
2、工作方式
单缓冲方式:
使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直通,另一个处于受控的锁存方式,即芯片只占用一个端口地址
一般将WR2和XFER接地,使DAC寄存器处于直通,ILE接+5 V,WR1接CPU的IOW,CS接I/O地址译码器的输出
在这种方式下,数据只要一写入DAC芯片,就立即进行D/A转换
应用系统中只有一路D/A转换,或虽然是多路转换但不要求同步输出
CPU只需一次写入即开始转换
写入数据的程序为:
MOV DX,PORT
MOV AL,DATA
OUT DX,AL
双缓冲方式:
对输入寄存器和DAC寄存器均需控制;
当输入寄存器控制信号有效时,数据写入输入寄存器中;再在DAC寄存器控制信号有效时,数据才写入DAC寄存器,并启动变换;此时芯片占用两个端口地址;
适用于多路D/A同时进行转换的系统。分时地将数据输入到每片的输入锁存器中,XFER与WR2分别连在一起,作为公共控制信号。当XFER与WR2同时为低电平时,数据将在同一时刻由各个输入锁存器将数据传送到对应的DAC寄存器并锁存在各自的DAC寄存器中,使多个DAC0830芯片同时开始转换,实现多点控制。数据接收与D/A转换可异步进行
MOV DX,PORT1
MOV AL,DATA
OUT DX,AL
MOV DX,PORT2
OUT DX,AL
该指令只起到打开DAC寄存器使输入锁存器中的数据通过的作用,不真正传送数据
3、应用举例
例1 如图所示,用DAC0832产生锯齿波,端口地址为PORT。
VCC
ILE
Vref
Rfb
Iout1
Iout2
XFER
WR2
DGND
AGND
D0

D7
WR1
CS
IOW
+5V
+5V
15K
15K

VOUT
MOV DX,PORT
Lop1:MOV AL, 00H
Lop2:OUT PORT,AL
MOV CX, 40
H0: LOOP H0
INC AL
CMP AL,0FFH
JZ lop1
JMP lop2
可以通过延时的办法改变锯齿波的周期,延迟时间不同,波形周期不同,锯齿波的斜率就不同